বুঝলে ভায়া উলোটপুরাণের দুনিয়ায় সবই হয় উল্টো নিয়মে। নিত্য দিনের চিন্তাভাবনার বা ঘটনার উল্টো কিছু ঘটলেই আমরা কখনও হতবাক হই, কখনও বিরক্ত আবার কখনও বোকার মত ফ্যালফ্যাল করে চেয়ে থাকা ছাড়া আমাদের আর কোনো গতি থাকেনা। আমাদের এই ভুবনডাঙ্গার মাঠের কথাই ধরো, মানে এই মহাবিশ্বের কথা। এই যে গাছ-পাথর-আমি-তুমি, সৌরজগৎ, নীহারিকা, ধূমকেতু কিংবা উল্কা – যা কিছু দৃশ্যমান, সবই এই মহাবিশ্বের সন্তানসন্ততি। এই সবই কিন্তু ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র চেনা কিছু বস্তুকণা দিয়ে তৈরি। চেনা, কারণ সেগুলির নাম এবং ধর্ম আমরা বেশ বুঝতে পেরেছি বলে মনে করি। তা সেই বস্তুকণাগুলি কী কী? ও বাবা, সে তো এক বিরাট সংসার। পদার্থবিদরা ভালবেসে নাম দিয়েছেন স্ট্যান্ডার্ড মডেল। এহেঃ বড্ড কঠিন করে বলে ফেললাম নাকি? আচ্ছা শোনো, সহজ করে বললে ইলেকট্রন, প্রোটন, নিউট্রন এরা তো সবার চেনা, কি বল? প্রোটন ও নিউট্রনকে নাকি আরও ভাঙ্গা যায়, এরা নাকি আরও ক্ষুদ্রতম কণা কোয়ার্কের সমষ্টি। এই কোয়ার্কস নাকি আবার ছয় প্রকারের; কী বিচিত্র যে তাদের নাম! আপ কোয়ার্ক, ডাউন কোয়ার্ক, টপ কোয়ার্ক, বটম কোয়ার্ক, স্ট্রেঞ্জ কোয়ার্ক আর চার্ম কোয়ার্ক।

ঘাবড়ে গেলে নাকি? আরে দাঁড়াও বাপু, এখনই এত ঘাবড়ানোর কী আছে? আরও সুযোগ পাবে, একবার যখন ধরেছি তখন এত সহজে তো আর ছাড়ছিনা, বেশ ভাল করে ঘাবড়ে দিয়ে তবে ছাড়ব।

আপাতত ছয় রকমের কোয়ার্কসের কথা না ভেবে শুধু দুই রকমের কোয়ার্কসের কথাই বলি যাদের মিলিত সমন্বয়ে তৈরি হয় প্রোটন ও নিউট্রন। দুটি আপ কোয়ার্ক ও একটি ডাউন কোয়ার্ক মিলে তৈরি হয় একটি প্রোটন। ঠিক সেইভাবেই দুটি ডাউন কোয়ার্ক ও একটি আপ কোয়ার্ক মিলে তৈরি হয় একটি নিউট্রন।

কী ভায়া, বড্ড বেশি ভণিতা করে ফেলছি? ওই যে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের কথা বলছিলাম না, ওতে কিন্তু আরও বহু কণা আছে যারা এরকমই আরেক দল কণার সমষ্টি, যাদের আমরা লেপ্টন বলে চিনি। ইলেকট্রন, মিউওন ও নিউট্রিনো এই লেপ্টন গোত্রের কণা। কিন্তু মুশকিলটা তৈরি হল অন্যত্র, উলোটপুরাণের গল্পটা যে এইবারে শুরু হল! 

ব্রিটিশ বিজ্ঞানী আদ্রিয়ান পল ডিরাক ১৯২৮ সালে হঠাৎ একদিন তাঁর আবিষ্কৃত এক সমীকরণ দিয়ে বোঝালেন এই যত পরিচিত কণা দিয়ে আমাদের চেনা জগৎটা তৈরি সেই সব কণাদের প্রত্যেকের একটি করে দোসর-কণা ওরফে অ্যান্টি-পার্টিকল আছে। ডিরাক মশাইয়ের সমীকরণের দুটি সমাধান – একটি ধনাত্মক ও একটি ঋণাত্মক। ঠিক কেমন জান তো, ধরো x২ = ৯ এই সমীকরণটি x-এর (+)৩ এবং (-)৩ দুটি মানের জন্যই কিন্তু সত্যি। ঠিক তেমনই সাধারণ কণা ও তাদের দোসর-কণার ভর একই হলেও তাদের আধান একেবারে বিপরীত। এই কথা যেই না বলা, অমনি পদার্থবিদদের মাথায় পড়ল বাজ! হুবহু একইরকম দুটি কণার একটি যদি ধনাত্মক আর অপরটি ঋণাত্মক আধানযুক্ত হয়, তবে তা সত্যিই উলোটপুরাণ। 

     ছবি - বিজ্ঞানী পল ডিরাক 

ডিরাক মশাই তো বলেই খালাস, কিন্তু সেই দোসর-কণাগুলি সব গেল কোথায়? চারপাশে যা দেখছি ইঁট-কাঠ-বালি-পাথর থেকে শুরু করে গ্রহ-নক্ষত্র সবই তো চেনা সব কণা দিয়ে তৈরি। দোসর-কণা মানে অ্যান্টি-পার্টিকেলের সন্ধান তো পায়নি কেউ। অনেক ভেবেটেবে, মাথা চুলকে বিজ্ঞানীরা বললেন ওই অ্যান্টি-পার্টিকেল দিয়ে তৈরি হবে অ্যান্টি-ম্যাটার বা দোসর-পদার্থ। ঘাবড়ে যাওয়ারই কথা ভায়া। চেনা কণাগুলোই তো মাথা গুলিয়ে দেওয়ার জন্য যথেষ্ট ছিল। তাও চল ভায়া একবার উলোটপুরানের দুনিয়ায় উঁকি মেরে দেখেই আসি কি বল? 

ডিরাক সাহেব বললেন তাহলে ইলেকট্রনের একটি দোসর-কণা খুঁজে পাওয়া উচিত। আর সত্যিই পাওয়া গেলও বটে; হুবহু ইলেকট্রনের মতো হলেও এর আধান ধনাত্মক। ১৯৩২ সালে কার্ল অ্যান্ডারসন খুঁজে পেলেন তাকে, নাম দেওয়া হল পজিট্রন। ১৯৩৩ সালে নোবেল জয় করলেন পল ডিরাক। যেই না দোসর-কণার সন্ধান পাওয়া গেল ওমনি দুনিয়ার তাবড় তাবড় বিজ্ঞানীদের মাথায় অদ্ভুত সব প্রশ্ন জাগল। প্রথম অদ্ভুতুড়ে প্রশ্নটা হল, তাহলে কি এই চেনা মহাবিশ্বেরও কোনো দোসর মহাবিশ্ব আছে? সেই উত্তর খুঁজতে গিয়ে আরও বড় প্রশ্নের সম্মুখীন হতে হল বিজ্ঞানীদের। তাঁরা হিসেব করে দেখলেন মহাবিশ্বের সৃষ্টির সময়ে সাধারণ কণা ও তার দোসর-কণা সমপরিমাণে সৃষ্টি হওয়ার কথা, তাহলে এই ভুবনডাঙ্গার মাঠে দোসর-কণার উপস্থিতি এত কম কেন? 

বড় ভাবনার বিষয় ভায়া। সৃষ্টির সময়ে আমাদের পরিচিত কণাগুলি ও তাদের দোসর-কণা সমপরিমাণে তো ছিল, আবার যদিও দোসর বলছি কিন্তু তারা একে অপরের কাছাকাছি আসতেই ধ্বংস হয়ে বিপুল পরিমাণ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে যায়। অর্থাৎ সৃষ্টির পরবর্তীতে এই সমগ্র মহাবিশ্ব ছিল এক নিরাকার শক্তির ক্ষেত্র। কিন্তু এই নিরন্তর প্রক্রিয়াতে হঠাৎ ছেদ পড়ল। হঠাৎ করেই সমস্ত কণা ও তাদের দোসর-কণার পরিমাণে একটু যেন তারতম্য হয়ে গেল। ব্যাস, শুরু হয়ে গেল হুলুস্থুলু কাণ্ড। সাধারণ কণারা অর্থাৎ সব কোয়ার্কস একত্রিত হতে শুরু করল, তাদের হাত ধরে তৈরি হল প্রোটন এবং নিউট্রন, তারপর একে একে লেপ্টন কণারা। এইভাবেই ধীরে ধীরে তৈরি হল পরমাণু, তার থেকে অণু ও সবশেষে পদার্থ। এবার একটু ভেবে বলতো এরকমটা কি সত্যিই হওয়ার ছিল? এ তো সেই “ছিল রুমাল হয়ে গেল লাল টকটকে একটা বেড়াল”-এর মতো ব্যাপার, তাই না? 

মাঝখান থেকে দোসর-কণার দল যেন কোথায় লুকিয়ে পড়ল। তারা এতটাই বিরল হয়ে গেল যে ১ গ্রাম দোসর-কণা পেতে গেলে মূল্য ধরতে হয় প্রায় দু’হাজার ট্রিলিয়ন ডলার। কতগুলো শূন্য আছে বলতো দেখি সংখ্যাটিতে? শুধু তাই নয়, এই ১ গ্রাম দোসর-কণা খুঁজে পেতে সময় লাগবে প্রায় দশ কোটি বছর। তাহলে একবার ভেবে দ্যাখো তো, ওই যে “অ্যাঞ্জেলস অ্যান্ড ডেমনস” সিনেমাতে দেখাল এক গ্রামের ১/৪ ভাগ অ্যান্টি-পার্টিকেল বা দোসর-কণা নাকি চুপিচুপি তৈরি করা হয়েছে কোনও এক ল্যাবে – এই গল্পটা আসলে কতটা অবাস্তব? 

ডিরাক মশাই অবশ্য বলে গিয়েছেন প্রত্যেকটি কণার একটি করে দোসর-কণা অবশ্যই থাকবে। হিসেবমতো প্রতিটি কোয়ার্কের একটি করে অ্যান্টি-কোয়ার্ক থাকা উচিত, তারা আবার জোটবদ্ধ হয়ে তৈরি করবে অ্যান্টি-প্রোটন ও অ্যান্টি-নিউট্রন আর অন্যদিকে অ্যান্টি-ইলেকট্রন মানে পজিট্রন তো আছেই। সবাই মিলে বানিয়ে ফেলবে অ্যান্টি-অ্যাটম বা দোসর-পরমাণু। কিন্তু চাইলেই তো আর পাচ্ছিনা ভায়া। অবশ্য সমস্যা বাড়বে বৈ কমবেনা, কেননা এইসব অ্যান্টি-অ্যাটম মিলে তৈরি হবে অ্যান্টি-ম্যাটার ও তার থেকে তৈরি অ্যান্টি-গ্যালাক্সি কিম্বা অ্যান্টি-ইউনিভার্স বা উলোটপুরাণের দুনিয়া। সেখানে যে আবার কেমনতর বিচিত্র সব নিয়মকানুন হবে সেটা ভেবেই তো বিজ্ঞানীরা আকুল। কি, বেশ করে ঘাবড়ে দিয়েছি তো এবার? 

ইউরোপিয়ান সেন্টার ফর নিউক্লিয়ার রিসার্চ ওরফে CERN-এর বিজ্ঞানীরা অনেক কসরৎ করে বানিয়েছেন উলোটপুরাণের কারখানা মানে অ্যান্টি-পার্টিকেল ধরার যন্ত্র, যার নাম AD অর্থাৎ Antiproton Decelerator। এই যন্ত্রের সাহায্যে অ্যান্টি-প্রোটনের গতিকে ধীরে ধীরে কমিয়ে তাকে উচ্চশক্তি সম্পন্ন চুম্বকক্ষেত্রের খাঁচায় বন্দি করে ফেলা হয়। আবার এ মহাবিশ্বেও পেতে পারি দোসর-কণার সন্ধান। কেমন করে জানো? যদি ধরো কোনো নক্ষত্রের মৃত্যু হল আর বিস্ফোরণ হয়ে সেই নক্ষত্রের দেহাবশেষ ছড়িয়ে পড়ল ভুবনডাঙ্গার মাঠের আনাচে কানাচে Cosmic Wave  বা মহাবিশ্বীয় আকারে। সেইসব মহাবিশ্বীয় তরঙ্গের মাঝে অনেক সময়েই লুকিয়ে থাকা অ্যান্টি-পার্টিকেলের সন্ধান পাওয়া যায়। বলা ভাল, প্রথমবার এই মহাবিশ্বীয় তরঙ্গ থেকেই বিজ্ঞানী অ্যান্ডারসন পজিট্রন কণার সন্ধান পেয়েছিলেন।

সূর্যের পেটের ভেতর থেকেও অনেক সময় একধরনের তীব্র আলোকশক্তি ঝঞ্ঝা নির্গত হয় যাকে Solar Flare বলা হয়ে থাকে। এইরকমই কোনো সৌরঝড়ের সাথে ইলেকট্রন বা প্রোটনের সৌর-কণার সংঘাতে তৈরি হয় দোসর-কণা। ২০০২ সালের ২৩শে জুলাই নাসার (NASA) Reuven Ramaty high energy solar spectroscopic imager spacecraft-এর সাহায্যে এরকমই এক ঘটনার এক্স-রশ্মি ও গামা-রশ্মি মারফৎ ছবি তোলা সম্ভবপর হয়। 

সবই তো হল, কিন্তু এসবের দরকারটা কী সেটা তো বুঝে নেওয়া ভাল, তাই নয় কি? শুধুই কি জানার আনন্দে ছুটে চলা বা মানুষের কৌতূহলী মনের খিদে মেটানোর তাগিদ, নাকি দৈনন্দিন জীবনেও এর গুরুত্ব রয়েছে সেটা একটু দেখে নেওয়া যাক।

দোসর-কণার সবচেয়ে বড় প্রয়োগ দেখা যায় চিকিৎসা ক্ষেত্রে। Positron Emission Tomography (PET) প্রক্রিয়ায় একজন রোগীর দেহে একটি বিশেষ যৌগের আইসোটোপ ইঞ্জেকশানের সাহায্যে ঢুকিয়ে দেওয়া হয়। সেটি C-11, F-18, O-15 কিম্বা N-13 হতে পারে। এই বিশেষ আইসোটোপকে শর্করার কিংবা জলের মিশ্রণে রোগীর দেহে প্রবেশ করানো হয়। এই আইসোটোপগুলির গড় অর্ধ-আয়ু (half-life) খুবই কম হয় এবং এরা সুতীব্র পজিট্রন কণা নির্গত করতে থাকে। এই পজিট্রনগুলি দেহকোষে ইলেকট্রনের সাথে সংঘাত ঘটিয়ে বিনষ্ট হয়। আর সেই সংঘাত থেকে নির্গত হয় শক্তিশালী গামা-রশ্মি। একটি গ্রাহক যন্ত্রের সাহায্যে সেই গামা-রশ্মিকে কাজে লাগিয়ে আমাদের দেহের ভিতরের কল-কবজার ত্রিমাত্রিক ছবি তৈরি করা হয়। এই PET Scanner মানুষের রক্তে শর্করার পরিমাণ, ক্যান্সারবাহী টিউমারের উপস্থিতি ইত্যাদি নির্ধারণ করতে সক্ষম। মাথার ভেতরের বিষয়ের অনুসন্ধান করতেও এটি ব্যবহৃত হয়। বিভিন্ন স্নায়বিক রোগ যেমন অ্যালঝাইমার, ডিপ্রেশন, মৃগী বা মস্তিষ্কের কোনো অংশে রক্ত চলাচলে অসুবিধা হচ্ছে কিনা – এহেন  অনুসন্ধানেও এই PET Scanner-এর গুরুত্ব অপরিসীম। 

        ছবি -পজিট্রন এমিশন টোমোগ্রাফি  স্ক্যানার 

এবার বুঝে দ্যাখো দোসর-কণার দৌড়! এই উলোটপুরাণের দুনিয়ার কণার সাহায্যেই আমরা এই সোজা দুনিয়ায় আনতে পারছি আধুনিকতার নব জোয়ার। কে বলতে পারে, হয়ত এদের হাত ধরেই আমরা কোনোদিন ক্যান্সারের মত মারণরোগকে জয় করতে পারব। এমন গল্পের আনাচে-কানাচে ঘাবড়ে যাওয়ার বা অবাক হওয়ার মশলার অভাব নেই। প্রশ্নের যেন অন্ত হয়না। থেকে থেকেই মন ফিরে যায় সৃষ্টির মুহূর্তে। মহাবিশ্ব-তাত্ত্বিকরা (cosmologist) ভাবতে বসেছেন শূন্যতার রহস্য উদ্ঘাটন নিয়ে আর তাতে দোসর-কণার বা দোসর-পদার্থের অস্তিত্বের গুরুত্ব অপরিসীম। একদল বিজ্ঞানী বললেন এই মহাবিশ্বে চরম শূন্যতা বলে কিছু নেই। এই শূন্যতা থেকে অনবরত সমপরিমাণে জন্ম নিচ্ছে কণা ও দোসর-কণা এবং নিমেষে ধ্বংস হয়ে শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে যাচ্ছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরাও খুব পিছিয়ে নেই অ্যান্টি-ম্যাটারের রহস্য উদ্ঘাটনে আর ভাববেন নাই বা কেন, এই মহাবিশ্বে তো একটিও দোসর-কণা বা অ্যান্টি-ম্যাটারের তৈরি গ্যালাক্সির খোঁজ পাওয়া যায়নি, তা সত্ত্বেও মহাবিশ্বীয় তরঙ্গ মারফৎ দোসর-কণার দল পৃথিবীতে আছড়ে পড়ছে কোথা থেকে? তাইতো ইউরোপের বিজ্ঞানীর দল বানিয়েছে একটি স্যাটেলাইট যার পোশাকি নাম “Payload for Antimatter Exploration and Lightnuclei Astrophysics” (PAMELA), যার কাজ হল মহাবিশ্বের বিভিন্ন প্রান্তে দোসর-কণার উৎসস্থল খুঁজে বের করা। 

খোঁজ চলুক নিরন্তর। কী জানি, হয়ত দোসর-কণার সূত্র ধরেই অনেক অজানা প্রশ্নের উত্তর পাব। আমি বলি কি ভায়া তুমিও বরং ভাবো একটু এসব নিয়ে, ভাবতে ভাবতে হয়ত তুমিই হয়ে যেতে পার সত্যান্বেষী বিজ্ঞানী। আর যদি ভাল না লাগে তাহলে কলা খাও। রাগ করনা ভায়া, ঠাট্টা করছিনা, আসলে প্রতি ৭৫ মিনিটে গড়ে একটি করে পজিট্রন কণা বেরিয়ে আসে কলা থেকে!  

সূত্রঃ

https://www.nikhef.nl/~i93/CERN-Brochure-2009-001-Eng.pdf

https://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/resources/highschool/chemmatters/articlesbytopic/nuclearchemistry/chemmatters-april2005-antimatter.pdf

https://home.cern/science/physics/matter-antimatter-asymmetry-problem

https://home.cern/science/accelerators/antiproton-decelerator

https://www.youtube.com/watch?v=qMMgsjnI1is-world science festival talk on antimatter