পেসাচ বেনেসন এবং ওমের নভোসেলস্কির লেখা • ৯ সেপ্টেম্বর, ২০২৬
জেরুজালেম, ৯ সেপ্টেম্বর, ২০২৬ (টিপিএস-আইএল) — ইসরায়েলি এবং আন্তর্জাতিক গবেষকদের একটি নতুন গবেষণা শেষ পর্যন্ত প্রকৌশলীদের এই শনাক্ত করতে সাহায্য করতে পারে যে কখন উপকরণগুলো ব্যর্থ হতে শুরু করে, ঠিক দৃশ্যমান কোনো ফাটল হঠাৎ করে সেগুলোকে ছিঁড়ে ফেলার আগে।
গবেষকরা দেখতে পেয়েছেন যে ফাটলগুলো ছোট ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চল দিয়ে শুরু হতে পারে যা দ্রুত বর্ধমান ফাটলে রূপান্তরিত হওয়ার আগে ধীরে ধীরে প্রসারিত হয়। এই আবিষ্কারটি প্রকৌশলীদের সম্ভাব্য উপায়ে ক্রমবর্ধমান ব্যর্থতাগুলোকে আরও আগে শনাক্ত করার পথ দেখাতে পারে। একই প্রক্রিয়া ভূমিকম্প কীভাবে শুরু হয় সে সম্পর্কেও আলো ফেলতে পারে, যদিও এই ধীরগতির পূর্বলক্ষণগুলো শনাক্ত করা একটি বড় চ্যালেঞ্জ হিসাবে রয়ে গেছে।
বেজিং ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজির মেং ওয়াং এবং সিএনআরএস/ইএনএস দে লিয়নের মোক্তার আড্ডা-বেদিয়ার পাশাপাশি জেরুজালেমের হিব্রু ইউনিভার্সিটির রাচ ইনস্টিটিউট অব ফিজিক্সের ইউভাল পাজ এবং অধ্যাপক জে ফাইনবার্গ গবেষণাটির নেতৃত্ব দিয়েছেন।
মানবসৃষ্ট চোখে, কাঁচ বা প্লাস্টিক তাৎক্ষণিকভাবে ভেঙে যেতে পারে বলে মনে হতে পারে। কিন্তু ফাটল প্রক্রিয়ার অনেকটাই চূড়ান্ত ভাঙনের আগেই ঘটে থাকে। পর্যাপ্ত চাপের মুখে, উপাদানের ভিতরে একটি ছোট ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চল তৈরি হয় এবং অবিলম্বে ফাটল না হয়ে ধীরে ধীরে বাইরের দিকে প্রসারিত হয়।
ফাইনবার্গ দ্য প্রেস সার্ভিস অব ইসরায়েলকে (টিপিএস-আইএল) বলেন, “আমাদের গবেষণা এমন ৩টি স্বতন্ত্র প্রশ্নকে একত্রিত করে যা উপাদান এবং সেগুলোর স্থায়িত্ব ও শক্তি নিয়ে অধ্যয়নরত ব্যক্তিদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।”
বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে বুঝতে পেরেছেন কীভাবে ফাটলগুলো একবার দ্রুত গতিতে চলতে শুরু করলে আচরণ করে, তবে ফাটল কীভাবে শুরু হয় তা ব্যাখ্যা করা আরও কঠিন ছিল। গবেষণাটি এই প্রারম্ভিক পর্যায়ের জন্য একটি যান্ত্রিক ব্যাখ্যা প্রদান করে, যাকে বিজ্ঞানীরা “ক্রিপ” বা ধীর গতিতে রূপান্তর বলে অভিহিত করেন।
ফাইনবার্গ টিপিএস-আইএল-কে ব্যাখ্যা করে বলেন, “আপনি যদি এটি নিয়ে চিন্তা করেন, তবে এটিই স্বাভাবিক উপায় যা কোনো উপাদানের ত্রুটি সর্বদা তৈরি হওয়া উচিত।”
গবেষকরা বুঝতে চেয়েছিলেন কীভাবে একটি ছোট ত্রুটি, যা মূলত উপাদানের চেয়ে অনেক ছোট, সেটি সম্পূর্ণ কেটে না যাওয়া পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। তাদের পরীক্ষা-নিরিক্ষায় দেখা গেছে যে ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চলটি অত্যন্ত ধীরে ধীরে প্রসারিত হয়, যার গতি প্রতি সেকেন্ডে মাইক্রন থেকে মিলিমিটার পর্যন্ত হয়ে থাকে এবং এটি পুরো ফাটল প্রক্রিয়ার অন্তত ৭৫ শতাংশ জুড়ে থাকে।
সংকটজনক রূপান্তরটি তখন ঘটে যখন ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চলটি উপাদানের পূর্ণ পুরুত্বে পৌঁছায়।
ফাইনবার্গ বলেন, “যখন শেষ পর্যন্ত উপাদানের পুরুত্ব কেটে যায়, তখন প্যাচটি মূলত তার ‘টপোলজি’ বা স্থানিক বিন্যাস পরিবর্তন করে।”
সহজ কথায়, ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চলটি তার প্রান্তের চারপাশে প্রসারিত একটি ছোট প্যাচ হিসাবে শুরু হয়। একবার এটি উপাদানটিকে সম্পূর্ণভাবে কেটে ফেললে, এটি একটি প্রচলিত ফাটলে পরিণত হয়। সেই বিন্দুতে, ফাটলটি বাড়তে থাকার জন্য অনেক কম শক্তির প্রয়োজন হয় এবং দ্রুত ত্বরান্বিত হতে পারে।
ত্রুটি থেকে ফাটল
গবেষকরা আরও দেখেছেন যে ঐতিহ্যগত ফাটল তত্ত্ব দ্বারা অনুমান করা পরিমাপের চেয়ে অনেক ছোট আকারে ফাটল শুরু হতে পারে: ঐতিহ্যগত সংকীর্ণ আকার, যা গ্রিফিথ দৈর্ঘ্য নামে পরিচিত, প্রায় ১ মিলিমিটারের তুলনায় এটি প্রায় ০.১ মিলিমিটার।
এই আবিষ্কারটি ইঙ্গিত দেয় যে কোনো উপাদানের উপর কাজ করা চাপ, সেইসাথে বিদ্যমান ত্রুটির আকার এবং জ্যামিতি, কখন ফাটল শুরু হয় তা নির্ধারণে ভূমিকা পালন করে।
ফাইনবার্গ টিপিএস-আইএল-কে বলেছেন, “তত্ত্বটির অন্তর্নিহিত ভিত্তিটি সম্পূর্ণ সাধারণ এবং কেবল ত্রুটি বা ফাটলের জ্যামিতির সাথে সম্পর্কিত। আমাদের তত্ত্বের শক্তি এর সরলতায়। আমরা কেবল ফাটলের জ্যামিতির প্রভাবের সঠিক হিসাব করেছি।”
এই ফলাফলগুলো ভূমিকম্প সম্পর্কেও অন্তর্দৃষ্টি দিতে পারে, যা ঘটে যখন চ্যুতিরেখা বরাবর চাপ টেকটোনিক প্লেটগুলোকে ধরে রাখা শক্তিকে অতিক্রম করে, যার ফলে প্লেটগুলো হঠাৎ পিছলে যায়।
ফাইনবার্গ টিপিএস-আইএল-কে বলেন, “যেহেতু ভূমিকম্পের গতিশীলতা এবং ফাটলের প্রক্রিয়া (গাণিতিকভাবে) একই, তাই আমাদের ফলাফলগুলো পূর্বাভাস দেয় যে ভূমিকম্পের পূর্বলক্ষণগুলোর কীভাবে আচরণ করা উচিত।”
গবেষকদের ফলাফল ইঙ্গিত দেয় যে হঠাৎ ত্বরান্বিত হওয়ার আগে একটি ভূমিকম্পের ফাটল একইভাবে ধীরে ধীরে প্রসারিত অঞ্চলের মাধ্যমে শুরু হতে পারে। ফাইনবার্গ বলেন যে তার দল এর আগে ঘর্ষণ গবেষণায় অনুরূপ রূপান্তর লক্ষ্য করেছে।
ফলাফলগুলোর অর্থ এই নয় যে বিজ্ঞানীরা বর্তমানে ভূমিকম্পের পূর্বাভাস দিতে পারেন বা কোনো উপাদান ঠিক কখন ব্যর্থ হবে তা নির্ধারণ করতে পারেন। প্রধান চ্যালেঞ্জ হলো বিপর্যয়কর ব্যর্থতা ঘটার আগেই এই ধীরগতির অঞ্চলগুলো শনাক্ত করা।
ফাইনবার্গ টিপিএস-আইএল-কে বলেছেন, “যেহেতু এগুলো খুব ধীরগতির, তাই প্রসারিত হওয়ার সময় এগুলো কোনো ‘শব্দ’ করে না,” যা শব্দ বা সিসমিক সংকেতের মাধ্যমে সেগুলোকে শনাক্ত করা কঠিন করে তোলে।
গবেষকরা যদি শেষ পর্যন্ত এই পূর্বলক্ষণগুলো শনাক্ত করার নির্ভরযোগ্য উপায়গুলো বিকাশ করতে পারেন, তবে এই ফলাফলগুলোর ব্যবহারিক প্রয়োগ থাকতে পারে।
ফাইনবার্গ টিপিএস-আইএল-কে বলেন, “আমরা যদি সফল হই, তবে আমরা উপকরণের ব্যবহারযোগ্য আয়ু বাড়াতে পারি অথবা ভূমিকম্পের ক্ষেত্রে, সেগুলোর শুরু হওয়ার সম্ভাব্য প্রাথমিক সতর্কবার্তা প্রদান করতে পারি।”
গবেষণাটি পিয়ার-পর্যালোচিত জার্নাল ফিজিক্যাল রিভিউ লেটার্স-এ প্রকাশিত হয়েছে।
