পেসাচ বেনসন কর্তৃক • ৩০ এপ্রিল, ২০২৬
জেরুসালেম, ৩০ এপ্রিল, ২০২৬ (টিপিএস-আইএল) — প্রায় এক শতাব্দী পুরোনো পদার্থবিজ্ঞানের একটি রহস্য সমাধানের কাছাকাছি পৌঁছেছে, কারণ নতুন গবেষণায় আলো ফেলেছে কীভাবে তরল পদার্থ কোনো স্পষ্ট কাঠামোগত পরিবর্তন ছাড়াই অনমনীয়, গ্লাস-সদৃশ কঠিনে রূপান্তরিত হয়। এই ফলাফল খাদ্য উৎপাদন, জেল, সিমেন্ট এমনকি চিকিৎসাবিজ্ঞানেও প্রভাব ফেলতে পারে।
“গ্লাস ট্রানজিশন” বা কাচ রূপান্তর নামে পরিচিত এই ঘটনাটি খাদ্যপণ্য থেকে শুরু করে রঙ ও জেল পর্যন্ত অনেক দৈনন্দিন এবং শিল্পসামগ্রীকে প্রভাবিত করে, কিন্তু প্রবহমান তরল কখন হঠাৎ শক্ত হয়ে যাবে তা সঠিকভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করা কঠিন ছিল। এটি একশো বছরেরও বেশি সময় ধরে বিজ্ঞানীদের বিভ্রান্ত করেছে কারণ পদার্থগুলো দেখতে কঠিনের মতো হতে পারে কিন্তু অণুবীক্ষণিক স্তরে প্রায় অপরিবর্তিত থাকে।
ইসরায়েলি ও জার্মান বিজ্ঞানীদের একটি দল পদার্থের মধ্যে প্রোথিত ক্ষুদ্র কণাগুলোর ট্র্যাক রেখে এই রূপান্তর পর্যবেক্ষণের জন্য একটি নতুন পরীক্ষামূলক পদ্ধতি চালু করেছে। তেল আবিব বিশ্ববিদ্যালয়ের স্কুল অফ কেমিস্ট্রির অধ্যাপক হাইম ডায়মন্ড এবং অধ্যাপক ইয়েল রইচম্যানের পরিচালিত এবং হেইনরিখ হাইনে ইউনিভার্সিটি ডুসেলডর্ফের অধ্যাপক স্টেফান এগেলাফের দলের সহযোগিতায় এই গবেষণাটি পিয়ার-রিভিউড নেচার ফিজিক্স জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।
ডায়মন্ড বলেন, “এই গবেষণার তাৎপর্য কেবল গ্লাস ট্রানজিশনের নতুন লক্ষণ চিহ্নিত করার মধ্যেই সীমাবদ্ধ নয়, বরং এই ঘটনাটিকে সামগ্রিকভাবে একটি নতুন দৃষ্টিভঙ্গি প্রদান করার মধ্যেও রয়েছে। আমাদের ফলাফল দেখায় যে গ্লাস ট্রানজিশন কেবল কণার গতির একটি ধীর গতিই নয়, এর সাথে পদার্থের মধ্যে এক বিন্দু থেকে অন্য বিন্দুতে মোমেন্টাম বা ভরবেগ সঞ্চালিত হওয়ার পদ্ধতির একটি গভীর পরিবর্তন ঘটে।”
গবেষকরা কলয়েড — মাইক্রোস্কোপিক কণা দ্বারা পূর্ণ তরল — একটি মডেল সিস্টেম হিসাবে ব্যবহার করেছেন। কলয়েড হলো এমন মিশ্রণ যেখানে ক্ষুদ্র কঠিন কণা তরলের মধ্যে ঝুলন্ত থাকে, যা কণাগুলো কতটা ঘনভাবে প্যাক করা হয়েছে তার উপর নির্ভর করে জটিল উপায়ে আচরণ করার সময় পদার্থকে তরলের মতো প্রবাহিত হতে দেয়। কণার ঘনত্ব বাড়ার সাথে সাথে সিস্টেমটি ভিড় জমে যায় যতক্ষণ না এটি “জ্যাম” হয় এবং কঠিনের মতো আচরণ করে।
মূল উদ্ভাবন ছিল খুব ছোট ট্রেসার কণা যোগ করা যা আশেপাশের পদার্থ নাটকীয়ভাবে ধীর হয়ে গেলেও মোবাইল থাকে। উন্নত মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে এই ট্রেসারগুলোর জোড়া ট্র্যাক করে, বিজ্ঞানীরা পরিমাপ করতে সক্ষম হন যে গতি এবং বল কীভাবে রিয়েল টাইমে সিস্টেমের মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়ে।
ফলাফলগুলোতে পদার্থটি কীভাবে আচরণ করেছিল তার একটি স্পষ্ট পরিবর্তন দেখা গেছে। একটি তরলে, গতি সিস্টেমের মাধ্যমে দীর্ঘ দূরত্ব জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে। এটি যখন কাচের অবস্থার কাছাকাছি আসে, তখন এই বিস্তার ভেঙে যায় এবং পদার্থটি ভরবেগ প্রেরণ করার চেয়ে শোষণকারী কঠিনের মতো আচরণ করতে শুরু করে।
গবেষণায় এই রূপান্তরের তিনটি স্পষ্ট লক্ষণ চিহ্নিত করা হয়েছে। প্রথমত, দূরত্বের সাথে স্থানিক পারস্পরিক সম্পর্ক কীভাবে ক্ষয় হয় তার পরিবর্তন। দ্বিতীয়ত, ক্রমবর্ধমান সান্দ্রতার সাথে যুক্ত একটি ক্রমবর্ধমান বৈশিষ্ট্যযুক্ত দৈর্ঘ্যের স্কেলের উত্থান। তৃতীয়ত, প্রতিবেশী কণাগুলোর মধ্যে বিরোধী গতির উপস্থিতি, যা শিয়ার বা কৃন্তন প্রতিরোধের বিকাশ দেখায়, যা কঠিন পদার্থের একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য।
মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের বাইরেও এই পদ্ধতির গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহারিক প্রয়োগ রয়েছে। এটি জেল, রঙ, খাদ্যপণ্য এবং সিমেন্ট ও সিরামিক সাসপেনশনের মতো শিল্পসামগ্রীর নকশা এবং প্রক্রিয়াকরণ উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে। এর মধ্যে অনেক সিস্টেম হঠাৎ করেই মসৃণভাবে প্রবাহিত হওয়া থেকে আটকে যাওয়া বা শক্ত হয়ে যেতে পারে, যা উৎপাদনে বড় ধরনের চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। নতুন দৃষ্টিভঙ্গি এই রূপান্তরগুলোর আরও ভালো ভবিষ্যদ্বাণী এবং নিয়ন্ত্রণ করার একটি উপায় অফার করে, যা স্থায়িত্ব, টেক্সচার এবং কার্যকারিতা উন্নত করে।
এই কৌশলটি জীববিজ্ঞান এবং চিকিৎসাবিজ্ঞানের জন্যও উপকারে আসতে পারে, যেখানে টিস্যু, রক্ত এবং সেলুলার পরিবেশ প্রায় এমন পদার্থের মতো আচরণ করে যা আংশিক তরল এবং আংশিক কঠিন। এই সিস্টেমগুলো কখন এবং কীভাবে শক্ত হয় তা বোঝা ক্ষত নিরাময়, রোগের অগ্রগতি এবং শরীরের অভ্যন্তরে পদার্থের ধারাবাহিকতার নিয়ন্ত্রিত পরিবর্তনের উপর নির্ভর করে এমন ড্রাগ ডেলিভারি সিস্টেমের গবেষণা উন্নত করতে পারে।
