Nobel: হাতের মুঠোয় কোয়ান্টাম রহস্য: কোন সাফল্যের কারণে নোবেল পেলেন ৩ বিজ্ঞানী

দ্য ওয়াল ব্যুরো: ২০২৫ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল (Nobel in Physics 2025) পুরস্কার পেলেন তিন মার্কিন বিজ্ঞানী — জন ক্লার্ক (John Clarke), মিশেল এইচ ডেভোরে (Michel H. Devoret) এবং জন এম মার্টিনিস (John M. Martinis)। তাঁদের কাজ এমন এক বৈদ্যুতিক সার্কিটকে ঘিরে, যেখানে বিজ্ঞানীরা নিজের চোখে দেখতে পেয়েছেন কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সেইসব রহস্যময় ঘটনা, যা সাধারণত কেবল পরমাণুর অতি ক্ষুদ্র জগতে ঘটে থাকে। রয়্যাল সুইডিশ অ্যাকাডেমি অফ সায়েন্সেস জানিয়েছে, এই তিন বিজ্ঞানীকে পুরস্কার (Nobel prize winners) দেওয়া হয়েছে “একটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে বৃহৎ আকারের কোয়ান্টাম টানেলিং ও শক্তির কোয়ান্টাইজেশন আবিষ্কারের জন্য”। এই আবিষ্কার কেবল তত্ত্বে নয়, প্রযুক্তির দিক থেকেও ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম কম্পিউটার ও নিরাপত্তা ব্যবস্থার পথে এক বিশাল পদক্ষেপ।

কোয়ান্টাম রহস্যের সরল ব্যাখ্যা
পদার্থবিজ্ঞানের এক পুরনো প্রশ্ন ছিল — কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অদ্ভুত নিয়মগুলো ঠিক কত বড় আকারের জগতে কার্যকর হতে পারে? আমরা জানি, ইলেকট্রন বা ফোটনের মতো অতি ক্ষুদ্র কণাগুলি এমনভাবে আচরণ করে যা চোখে দেখা বা বোঝা প্রায় অসম্ভব। যেমন, তারা একসঙ্গে দুই জায়গায় থাকতে পারে, অথবা কোনও বাধা না ভেঙেই তার ভেতর দিয়ে চলে যেতে পারে! এই ঘটনাটিকেই বলে Quantum Tunnelling (কোয়ান্টাম টানেলিং) — মানে, একটা কণা দেয়াল পেরিয়ে গেল, অথচ দেয়াল ভাঙল না। শুনতে গল্পের মতো লাগলেও, এটা ক্ষুদ্র কণার জগতে অতিশয় বাস্তব। তবে এতদিন ধরে মনে করা হত, এমন ঘটনা কেবল ক্ষুদ্র জগতে ঘটে। বড় আকারের কোনও বস্তু বা যন্ত্রে এই কোয়ান্টাম প্রভাব দেখা যায় না। এই ধারণাটাকেই ভুল প্রমাণ করেছেন জন ক্লার্ক, মিশেল ডেভোরে এবং জন মার্টিনিস।

চিপে কোয়ান্টাম!
১৯৮৪-৮৫ সালে তাঁরা একসঙ্গে কাজ করেন এক বিশেষ ইলেকট্রনিক সার্কিট নিয়ে, যা তৈরি হয়েছিল সুপারকন্ডাক্টর পদার্থ দিয়ে। সুপারকন্ডাক্টর হল এমন এক ধরনের ধাতু, যা দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে কোনও প্রতিরোধ (Resistance) হয় না — মানে কোনও শক্তি নষ্ট হয় না। এই সার্কিটে তারা দুটি সুপারকন্ডাক্টরের মধ্যে একটি খুব পাতলা ইনসুলেটর (অপরিবাহী স্তর) রাখেন। এই গোটা সেটআপকে বলে Josephson Junction — যা পরবর্তীতে কোয়ান্টাম কম্পিউটারের হৃদয় হয়ে ওঠে। এই সার্কিটের ভেতরে যখন তারা খুব সূক্ষ্মভাবে বৈদ্যুতিক প্রবাহ চালালেন, তখন দেখা গেল, সার্কিটটা এমনভাবে আচরণ করছে যেন সেটা একটা একক কণার মতো — একটিমাত্র ‘বড় কণা’ সার্কিটের পুরো জায়গা জুড়ে ছড়িয়ে আছে। আর সেই কণা একসময় তার অবস্থান বদলে ফেলল — যেন কোনও অদৃশ্য দেয়াল পেরিয়ে গেল। অর্থাৎ, হাতে ধরা যায় এমন জিনিসেও পুরো সার্কিটটি কোয়ান্টাম টানেলিং দেখিয়েছে!

‘এনার্জির সুরে’ কোয়ান্টাম সঙ্গীত
আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হল Energy Quantisation ( শক্তির ধাপভিত্তিক প্রকৃতি)। বিজ্ঞানীরা দেখলেন, সার্কিটটি শক্তি নেয় বা ছাড়ে নির্দিষ্ট ধাপে ধাপে — যেমন পিয়ানোয় নির্দিষ্ট নোটের বাইরে কোনও সুর বাজানো যায় না, মাঝের কিছু নেই। এটাই কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মূল ভিত্তি — শক্তি একটানা নয়, বরং নির্দিষ্ট “কোয়ান্টা”-য় ভাগ করা। তাঁদের গবেষণা প্রমাণ করল, এই নিয়মটাও কেবল ক্ষুদ্র কণার জগতে নয়, বড় আকারের ইলেকট্রনিক সার্কিটেও কার্যকর। 

নোবেল কমিটির চেয়ারম্যান ওলে এরিকসন (Olle Eriksson) বলেন, “শতবর্ষ পুরনো কোয়ান্টাম মেকানিক্স আজও আমাদের চমকে দিচ্ছে। এর উপর দাঁড়িয়ে আছে পুরো ডিজিটাল প্রযুক্তি। এই আবিষ্কার দেখিয়েছে, কোয়ান্টাম প্রভাবকে আমরা এখন হাতে ধরা যন্ত্রেও প্রয়োগ করতে পারি।” তিনি আরও বলেন, “আজকের ট্রানজিস্টর-চালিত কম্পিউটার আসলে কোয়ান্টাম তত্ত্বেরই এক বাস্তব রূপ। কিন্তু এই পুরস্কার ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম প্রযুক্তির নতুন দরজা খুলে দিল — যেখানে থাকবে কোয়ান্টাম কম্পিউটার, কোয়ান্টাম সেন্সর আর নিরাপত্তায় কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি।”

জন ক্লার্ক (জন্ম ১৯৪২, কেমব্রিজ, যুক্তরাজ্য) — ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, বার্কলে-র অধ্যাপক। মিশেল এইচ ডেভোরে (জন্ম ১৯৫৩, প্যারিস, ফ্রান্স) — ইয়েল বিশ্ববিদ্যালয় এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, সান্তা বার্বারার অধ্যাপক। জন এম মার্টিনিস (জন্ম ১৯৫৮, যুক্তরাষ্ট্র) — ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়, সান্তা বার্বারার অধ্যাপক। এই তিনজন সমানভাবে ভাগ করে নেবেন ১১ মিলিয়ন সুইডিশ ক্রোনা (প্রায় ৮ কোটি ৫০ লাখ টাকা সমমূল্যের) পুরস্কার অর্থ।

এই গবেষণার ফলাফল শুধু ল্যাবরেটরিতে সীমাবদ্ধ নয়। আজকের স্মার্টফোন, কম্পিউটার বা ইন্টারনেটের নিরাপত্তা — সবকিছুই নির্ভর করে ইলেকট্রনিক সার্কিটের ওপর। এই নতুন আবিষ্কার দেখিয়েছে, এমন সার্কিট তৈরি করা সম্ভব যা কোয়ান্টাম নিয়মে কাজ করবে — অর্থাৎ বিদ্যুৎ, তথ্য, আর শক্তি নিয়ন্ত্রণ করা যাবে এমনভাবে, যা আগে কল্পনাও করা যায়নি। ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম কম্পিউটার হয়তো এই ধারণার ওপরই দাঁড়িয়ে তৈরি হবে — যেখানে এক সেকেন্ডে কোটি কোটি সম্ভাব্য সমাধান একসঙ্গে হিসেব করা যাবে। এমনই যে কম্পিউটার একদিন মানুষের মস্তিষ্কের গতি ও শক্তির প্রতিযোগী হয়ে উঠবে। একবিংশ শতাব্দীর এই বিজ্ঞানযাত্রা দেখিয়ে দিচ্ছে — “ক্ষুদ্র জগত” আর “বৃহৎ জগত” আলাদা নয়। জন ক্লার্ক, মিশেল ডেভোরে ও জন মার্টিনিসের এই আবিষ্কার প্রমাণ করেছে, “কোয়ান্টাম রহস্য এখন আর শুধু তত্ত্ব নয়, সেটা আমাদের হাতের মুঠোয়। চিপে, সার্কিটে, যন্ত্রে — আর একদিন হয়তো ঘরোয়া প্রযুক্তিতেও।”