কোয়ার্ক, গ্লুয়ন এবং কোয়ার্ক-গ্লুয়ন প্লাজমা (Quark, Gluon & Quark-Gluon Plasma)

কোয়ার্ক (Quark)

একটা পরমাণুতে ক্ষুদ্রতম কণিকা হচ্ছে ইলেকট্রন, প্রোটন এবং নিউট্রন। এদের মধ্যে প্রোটন এবং নিউট্রন অনেকগুলো ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা দ্বারা গঠিত যাদের নাম হচ্ছে কোয়ার্ক

1961 সালে ইসরাইলের একজন বিজ্ঞানী যার নাম Yuval Neeman, তিনি পরমানুর নিউক্লিয়াস নিয়ে একটা মডেল প্রদান করেন যার বর্তমান নাম Eightway fold. তার আবিষ্কৃত এই মডেলটি কোয়ার্ক মডেল বানাতে সাহায্য করে।

কোয়ার্ক মডেলটি আবিষ্কৃত হয়েছে 1964 সালে, যেটি আবিষ্কার করেছেন Murray Gell man এবং George Zweig নামক দুজন ব্যাক্তি।

কোয়ার্ককে সাধারণত দুই ভাগে ভাগ করা হয়, একটি হচ্ছে আপ কোয়ার্ক (u), অন্যটি হচ্ছে ডাউন কোয়ার্ক (d)। আপ কোয়ার্ক এর ঘূর্ণন বা স্পিন যেদিকে, ডাউন কোয়ার্ক এর ঘূর্ণন বা স্পিন ঠিক তার উল্টো দিকে হয়। আমরা জানতাম যে চার্জ সবসময় পূর্ণসংখ্যা হিসেবে হয়। কিন্তু কোয়ার্কের fractional charge থাকে, অর্থাৎ ভগ্নাংশ আকারে চার্জ থাকে। যেমন একটি আপ ওয়ার্ক এর চার্জ +2/3 কিন্তু একটি ডাউন কোয়ার্কের চার্জ -1/3 হয়।

প্রোটন দুটি আপ কোয়ার্ক এবং একটি ডাউন কোয়ার্ক নিয়ে গঠিত। তাই যদি দুটি আপ কোয়ার্ক এবং একটি ডাউন কোয়ার্ক এর চার্জকে যোগ করি তবে তার মান আসবে +1 বা একটা প্রোটনের চার্জ। তাই বলা যায়,

একটা প্রোটন = দুটি আপ কোয়ার্ক (2u) + একটি ডাউন কোয়ার্ক (d)

আবার যদি নিউট্রনের কথায় আসি তবে নিউট্রন দুটি ডাউন কোয়ার্ক এবং একটি আপ কোয়ার্ক নিয়ে গঠিত। কেননা দুইটা ডাউন কোয়ার্ক এর চার্জ এবং একটা আপ কোয়ার্ক এর চার্জ যোগ করলে আমরা যোগফল শূন্য পাবো, আর নিউট্রনের চার্জ শূন্যই থাকে।

একটা নিউট্রন = দুটি ডাউন কোয়ার্ক (2d) + একটি আপ কোয়ার্ক (u)

তাহলে তোমরা জানতে পারলে, প্রোটন এর মধ্যে দুইটা আপ কোয়ার্ক এবং একটা ডাউন কোয়ার্ক থাকে এবং নিউট্রনের মধ্যে দুইটা ডাউন কোয়ার্ক এবং একটা আপ কোয়ার্ক থাকে।

সর্বপ্রথম কোয়ার্কের অস্তিত্বের প্রমাণ পাওয়া যায় একটা যন্ত্রের মাধ্যমে যার নাম Stanford Linear Accelerator. এই যন্ত্রে প্রোটন এর উপর ইলেকট্রনকে ছুড়ে মারা হয়। তখন ইলেকট্রনটি প্রোটনের গায়ে বাউন্স খেয়ে পেছনের দিকে ফিরে আসে। এই পরিক্ষাটির মাধ্যমে কোয়ার্কের অস্তিত্ব বের করা সম্ভব হয়েছিলো।

 

হ্যাড্রন (Hadron)

কোয়ার্ক দ্বারা গঠিত বিভিন্ন পরমাণু গুলোকে হ্যাড্রন বলে। যেমন প্রোটন ও নিউট্রন।

কোয়ার্কের মধ্যে শুধুমাত্র আপ কোয়ার্ক এবং ডাউন কোয়ার্ক নেই, এদের আরও চারটা ভাগ রয়েছে। এরা হলো-

-স্ট্রেইঞ্জ কোয়ার্ক (Strange Quark – s)

-চার্ম কোয়ার্ক (Charm Quark – c)

-টপ কোয়ার্ক (Top Quark – t)

-বটম কোয়ার্ক (Bottom Quark – b)

বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন ধরনের পরীক্ষার মাধ্যমে এই চারটি কোয়ার্ককে আবিষ্কার করেন। তাই বলা যায় আমাদের কোয়ার্কের সংখ্যা মোট 6 টি।

গ্লুয়ন (Gluon)

গ্লুয়নকে Messenger Particle বলে। মেসেঞ্জার মানে হচ্ছে যেটি এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় তথ্য বহন করে নিয়ে যায়। এটি নিয়ে জানার আগে আমরা সবল নিউক্লিয় বল নিয়ে একটু জানি।

সবল নিউক্লিয় বল হচ্ছে প্রোটন এবং নিউটনের মধ্যকার বল। প্রোটন এবং নিউট্রনের মধ্যে কোনো তড়িৎ বল কাজ করে না। কেননা প্রোটন পজেটিভ চার্জযুক্ত কিন্তু নিউট্রন এর কোনো চার্জ নেই। তাই তড়িৎ বল ছাড়া তাদের মধ্যে যে বল কাজ করে তার নাম সবল নিউক্লিয় বল। এই বলটি সম্পূর্ণ ভিন্নধর্মী বল। এটি মহাবিশ্বের মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী একটা বল।

এখন যদি দুটি বস্তু একে অপরকে আকর্ষণ করে এর মানে হলো দুটি বস্তুর মধ্যে কোনো না কোনো পার্টিকেল বা কণার আদান প্রদান হয়। যেহেতু সবল নিউক্লিয় বল এক ধরনের বল তাই এই বলের মধ্যেও পার্টিকেল বা বস্তুকণার আদান-প্রদান হয়।

সবল নিউক্লিয় বলের ক্ষেত্রে যে কণার আদান-প্রদান হয় সেই কণা কে বলা হয় গ্লুয়ন।

গ্লুয়ন সবল নিউক্লিয় বলের মধ্যে একটা কানেকশন তৈরি করে। তাই একে মেসেঞ্জার পার্টিকেলও বলে। তাহলে বলা যায় গ্লুয়ন কণার জন্যই সবল নিউক্লিয় বল পরমাণুর নিউক্লিয়াসে দেখা যায়। আরেকটু সোজা ভাবে বললে গ্লুয়নের জন্যই নিউট্রন ও প্রোটন এর মধ্যে কোয়ার্ক গুলো এক জায়গায় বসে থাকে।

 

প্লাজমা (Plasma)

যেকোনো পদার্থ আয়নিত অবস্থায় থাকতে পারে। পদার্থের আয়নিত অবস্থায় যাবার একটি উপায় হচ্ছে তড়িৎ বিশ্লেষণ, আরেকটি উপায় হচ্ছে উচ্চ তাপমাত্রা প্রয়োগ।

যদি কোন পদার্থকে তাপ দিয়ে কঠিন থেকে তরল করা হয়, তাকে আরো তাপ দিয়ে তরল থেকে বায়বীয় করা হয় এবং সবশেষে সেই বায়বীয় পদার্থকে আরো তাপ দেয়া হয় তবে পদার্থটি আয়নিত অবস্থাতে চলে যায়। পদার্থের এই অবস্থার নাম হচ্ছে প্লাজমা অবস্থা।

যখন বিদ্যুৎ চমকায় তখন প্রায় 28,000 কেলভিন তাপমাত্রা তৈরি হয়। এই তাপমাত্রাতে পদার্থের পরমাণুগুলো আয়নিত অবস্থায় চলে যায়, অর্থাৎ পদার্থ প্লাজমা অবস্থা চলে যায়।

প্রচন্ড তাপমাত্রায় যেমন বিদ্যুৎ চমকানো অবস্থায় যে তাপমাত্রা (28000 k) তৈরি হয় তাতে পরমাণুর প্রোটন এবং নিউট্রন পর্যন্ত গলে যায়। প্রোটন ও নিউট্রনের মাঝে কোয়ার্ক ও গ্লুয়ন থাকাতে তারা বাইরের দিকে চলে আসে এবং এক ধরনের স্যুপ তৈরি করে। এই স্যুপকে কোয়ার্ক-গ্লুয়ন-প্লাজমা বা Quagma বলে।

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.