প্রোটনের আকার নির্ধারণে দশকের বেশি সময়ের বিরোধের পর, আন্তর্জাতিক গবেষণা দল ২০২৩ ফেব্রুয়ারি ১১ তারিখে একটি অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট মাপ প্রকাশ করেছে। এই মাপ স্ট্যান্ডার্ড মডেল—যা মৌলিক কণিকা ও তাদের পারস্পরিক ক্রিয়া বর্ণনা করে—কে দশমিকের এক দশমিক ভাগের চেয়ে কম পার্থক্যে সমর্থন করে।
প্রোটন ব্যাসার্ধের বিষয়ে পূর্বে দুইটি ভিন্ন ফলাফল দেখা গিয়েছিল; কিছু পরিমাপ প্রোটনকে প্রায় ৪ শতাংশ বড় দেখিয়েছে, অন্যদিকে অন্য গবেষণায় ছোট মান নির্দেশ করা হয়। এই অসঙ্গতি বিজ্ঞানীদের জন্য একটি বড় বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছিল, কারণ স্ট্যান্ডার্ড মডেলের নির্দিষ্ট পূর্বাভাস যাচাই করতে সঠিক ব্যাসার্ধের প্রয়োজন।
নতুন গবেষণায় হাইড্রোজেন পরমাণুর স্পেকট্রোস্কোপিক বিশ্লেষণ ব্যবহার করা হয়েছে। বিজ্ঞানীরা পরমাণুকে দুটি নির্দিষ্ট শক্তি স্তরের মধ্যে উত্তেজিত করতে প্রয়োজনীয় রেডিয়েশনের ফ্রিকোয়েন্সি মাপেছেন। এই ফ্রিকোয়েন্সি ও পূর্বে জানা অন্যান্য পরিমাপকে একত্রে বিশ্লেষণ করে প্রোটনের ব্যাসার্ধ প্রায় ০.৮৪ ট্রিলিয়নতম মিলিমিটার, অর্থাৎ ০.৮৪ ফেমটোমিটার (fm) নির্ণয় করা হয়েছে।
এই মান পূর্বের ছোট ব্যাসার্ধের ফলাফলের সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং বড় ব্যাসার্ধের প্রায় ৪ শতাংশ বেশি মানকে স্পষ্টভাবে বাদ দেয়। ফলে প্রোটনের প্রকৃত আকার এখন স্পষ্ট হয়ে দাঁড়িয়েছে, যা পরবর্তী তাত্ত্বিক পরীক্ষার জন্য একটি দৃঢ় ভিত্তি সরবরাহ করে।
প্রোটন ব্যাসার্ধের সঠিক মান পাওয়ার পর গবেষকরা স্ট্যান্ডার্ড মডেলের পূর্বাভাস পরীক্ষা করার জন্য আরেকটি স্বাধীন মাপ ব্যবহার করেছেন। তারা মিউয়োনিক হাইড্রোজেন—যেখানে ইলেকট্রনের পরিবর্তে ভারী মিউয়ন যুক্ত থাকে—এর মাধ্যমে প্রোটনের ব্যাসার্ধ নির্ণয় করেছেন। এই পদ্ধতি পূর্বে ছোট ব্যাসার্ধের সমর্থনে উল্লেখযোগ্য ভূমিকা রাখে।
স্ট্যান্ডার্ড মডেল এই মিউয়োনিক হাইড্রোজেনের ব্যাসার্ধের ভিত্তিতে রেডিয়েশনের ফ্রিকোয়েন্সি পূর্বাভাস দেয়। গবেষণায় প্রাপ্ত পরীক্ষামূলক ফ্রিকোয়েন্সি ও মডেলের পূর্বাভাসের পার্থক্য এক দশমিক ভাগের একশো ভাগের চেয়ে কম, যা তাত্ত্বিক গণনার চরম নির্ভুলতাকে নিশ্চিত করে। বিশেষ করে কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডাইনামিক্স (QED) নামক তত্ত্বের মূল স্তম্ভ এই ফলাফলে পুনরায় প্রমাণিত হয়েছে।
এই সাফল্য কণিকাবিজ্ঞানের ক্ষেত্রে একটি মাইলফলক হিসেবে গণ্য হয়। প্রোটনের আকারের সুনির্দিষ্ট জ্ঞান ভবিষ্যতে নতুন কণিকা অনুসন্ধান, মৌলিক শক্তির মাপ এবং মহাবিশ্বের সূক্ষ্ম কাঠামো বিশ্লেষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখবে। তাছাড়া, স্ট্যান্ডার্ড মডেলের নির্ভুলতা যাচাইয়ের এই পদ্ধতি অন্যান্য তত্ত্বের পরীক্ষায়ও প্রয়োগ করা যেতে পারে।
বিজ্ঞানী সম্প্রদায় এখন এই ফলাফলকে ভিত্তি করে আরও সূক্ষ্ম পরীক্ষার পরিকল্পনা করছে, যাতে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের সীমা ও সম্ভাব্য নতুন পদার্থের সন্ধান করা যায়। প্রোটনের ব্যাসার্ধের নির্ভুলতা বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে কণিকার আচরণ ও আন্তঃক্রিয়ার নতুন দিক উন্মোচিত হতে পারে।
আপনার কি মনে হয়, এই ধরনের উচ্চ নির্ভুলতার মাপ ভবিষ্যতে কোন নতুন বৈজ্ঞানিক প্রশ্নের উত্তর দিতে পারে? বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অগ্রগতিতে আপনার মতামত শেয়ার করুন।
