হিগস বোসন কণা (Higgs-Boson Particle)

হিগস-বোসন কণা নিয়ে জানার আগে আমরা জেনে নেব স্ট্যান্ডার্ড মডেল অফ ফিজিক্স (Standard Model of Physics) কি জিনিস। এটিকে আমরা রসায়নের পর্যায় সারণির সাথে তুলনা করতে পারি। তোমরা জানো যে পর্যায় সারণিতে বিভিন্ন মৌলগুলোকে সিরিয়াল ভাবে সাজানো হয়েছে এবং অনেকগুলো মৌল সম্পর্কে ভবিষ্যৎ বাণীও করে দেওয়া হয়েছে। তোমাদের পরিচিত পর্যায় সারণির মতোই পার্টিকেল ফিজিক্স বা কণা পদার্থবিজ্ঞানেও একটা সারণী রয়েছে। এই সারণিতে পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণাগুলোকে সাজিয়ে রাখা হয়। এটিই হচ্ছে পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেল।

তবে প্রতিটা ক্ষুদ্রতম কণা ঠিক কি কারনে নিজেরা একসাথে থাকে সেটা নিয়ে বিজ্ঞানীদের অনেক কনফিউশন ছিল। একই সাথে একটি ক্ষুদ্র কণার মধ্যে যে ভর থাকে সেটি কোথা থেকে আসে সেটা নিয়েও প্রচুর কনফিউশন তৈরি হয়। যদি কণাগুলোর কোনো mass বা ভর না থাকতো তবে তারা নিজেরা পরস্পর থেকে বিভিন্ন দিকে ছিটকে সরে যেত, কখনোই একসাথে আবদ্ধ হয়ে পদার্থ তৈরি করতে পারত না। তখন পৃথিবী কিংবা মহাবিশ্বের কোনো অস্তিত্বই কল্পনা করা যেত না। পার্টিকেল বা কণাগুলোকে এক জায়গায় একসাথে রাখার জন্য যে কণাটি কাজ করে তার নাম হচ্ছে হিগস-বোসন কণা।

ফিজিক্সের স্ট্যান্ডার্ড মডেলে যেসব পার্টিকেল গুলো রয়েছে তাদের প্রত্যেককে ভর প্রদান করে এই হিগস-বোসন কণা। এই কণাটি আবিষ্কারের আগে মানুষ জানতোই না যে বস্তুর মধ্যে ভর থাকার মূল কারণ কি! একটা বস্তুর মধ্যে মোট কি পরিমাণ পদার্থ আছে সেটাকেই সাধারণত ভর বলা হয় কিন্তু এটি ভরের আসল সংজ্ঞা হতে পারে না। হিগস-বোসন কণা আবিষ্কারের পর ভর নিয়ে মোটামুটি একটা পরিষ্কার ধারণা পাওয়া যায়।

আমরা এখন জানব হিগস বোসন কণা কিভাবে পাটিকেলগুলোর মধ্যে ভর প্রদান করে। সেজন্য আমাদের আগে জানতে হবে হিগস ফিল্ড সম্পর্কে।

হিগস ফিল্ড এর মধ্যে অনেকগুলো হিগস-বোসন পার্টিকেল থাকে। আমাদের মহাবিশ্বে এরকম অনেক অনেক হিগস ফিল্ড রয়েছে। যদি কোন পার্টিকেল এই হিগস ফিল্ড এর ভেতর ঢুকে পরে তবে সেটি বের হবার সময় কিছু ভর অর্জন করে তারপর বের হয়। সেসব পার্টিকেলগুলো হিগস ফিল্ড এর মধ্যে থাকা হিগস-বোসন কণার সাথে কোন সংঘর্ষে যায় না, তাদের সাথে যুক্ত হওয়া ভর অনেক কম হয়। মনে রাখতে হবে একটা হিগস ফিল্ডে প্রবেশ করার আগে যে কোন পার্টিকেলের ভর থাকে শূন্য। আর হিগস ফিল্ড থেকে যখন পার্টিকেলটি বের হয় তখন তার মধ্যে কিছু ভর যুক্ত হয়।

যদি হিগস ফিল্ড এর ভেতরে প্রোটন প্রবেশ করে তবে এটি কোনো হিগস-বোসন কণার সাথে সংঘর্ষ করে না এবং হিগস ফিল্ড থেকে বেরিয়ে আসার সময় সামান্য পরিমাণ ভর নিয়ে আসে সাথে করে। তাই প্রোটনের নিশ্চল ভর অনেক কম।

কিন্তু যখন ইলেকট্রন হিগস ফিল্ড এর মধ্যে প্রবেশ করে তখন ইলেকট্রন ঢোকার আগে তার ভর থাকে শূন্য। ইলেকট্রন হিগস ফিল্ডে ঢোকার পর তার সাথে অনেকগুলো হিগস-বোসন কণিকার সংঘর্ষ হয়। সবশেষে যখন ইলেকট্রনটা হিগস ফিল্ড থেকে বেরিয়ে যায় তখন তার ভর প্রোটন এর তুলনায় অনেকগুণ বেশি হয়ে থাকে। এটিকে হিগস মেকানিজম বলে। নিচের ছবিতে দেখো-

তার মানে বোঝা গেল কোনো পার্টিকেল যদি হিগস ফিল্ডের ভেতরে থাকা হিগস-বোসন কণার সাথে বেশি পরিমাণ সংঘর্ষ করে তবে সেই পার্টিকেলের ভর বেশি হবে এবং যেসব পার্টিকেল হিগস ফিল্ড এ ঢোকার পর হিগস-বোসন কণার সাথে কম পরিমাণ সংঘর্ষ করে সেসব পার্টিকেল বেরিয়ে যাবার পর তাদের ভর কম থাকবে। এই ঘটনাটিকে প্রথম পিটার হিগস নামক একজন বিজ্ঞানী তার তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানে দেখিয়েছিলেন। কিন্তু এটির বাস্তবসম্মত প্রমাণ বা প্র্যাকটিক্যালি প্রমাণ তখনো দেখানো সম্ভব হয়নি। তিনি হিগস ফিল্ডের এই ধারণাটি দিয়েছিলেন ষাটের দশকে। কিন্তু তখনকার সময়ে হিগস-বোসন পার্টিকেলকে সনাক্ত করার মত কোন টেকনোলজি ছিল না। তবে মজার কথা হচ্ছে 2012 সালে CERN এর Large Hadron Collider (LHC) এ হিগস-বোসন কণা আবিষ্কার হয়। LHC কে বিশাল এলাকাজুড়ে বানানো হয়। ১৯৯৮ সাল থেকে ২০০৮ সাল অর্থাৎ ১০ বছর ধরে এই পরীক্ষামূলক জায়গাটিকে বানানো হয়। যদি এর মধ্যে সামান্য পরিমাণ কোন ভুল থাকতো তবে পুরো এক্সপেরিমেন্টটাই ভুল হতো। তাই খুব সতর্কতার সাথে এই জায়গাটিকে বানানো হয়।

স্ট্যান্ডার্ড মডেল এর মধ্যে 2012 সালের আগ পর্যন্ত সবগুলো পার্টিকেল আবিষ্কৃত হয়ে গিয়েছিল শুধুমাত্র হিগস-বোসন কণিকা ছাড়া। 2012 সালের পরে যেহেতু স্ট্যান্ডার্ড মডেলের প্রতিটা কণা বা পার্টিকেল আবিষ্কার হয়ে যায় তাই এই স্ট্যান্ডার্ড মডেলটি সবার কাছে গ্রহণযোগ্যতা পায়।


ক্রাশ স্কুলের নোট গুলো পেতে চাইলে জয়েন করুন আমাদের ফেসবুক গ্রুপে-

www.facebook.com/groups/mycrushschool

অথিতি লেখক হিসেবে আমাদেরকে আপনার লেখা পাঠাতে চাইলে মেইল করুন-

write@thecrushschool.com

Emtiaz Khan

A person who believes in simplicity. He encourages the people for smart education. He loves to write, design, teaching & research about unknown information.