সম্প্রতি, পোস্টের ফিজিক্স বিভাগের অধ্যাপক ডং ইওন কিম এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক কোরিয়া-পোস্টেক ইনিশিয়েটিভ এবং তাঁর গবেষণা দলটি প্রথমবারের মতো ‘ইলেক্ট্রন টানেলিং’ প্রক্রিয়াটির রহস্যটি উন্মোচন করতে সফল হয়েছে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি মূল ধারণা এবং এটি পরীক্ষাগুলির মাধ্যমে নিশ্চিত করেছে। এই গবেষণাটি আন্তর্জাতিক জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল শারীরিক পর্যালোচনা চিঠি এবং ‘ইলেক্ট্রন টানেলিং’ এর দীর্ঘস্থায়ী রহস্যটি আনলক করার মূল চাবিকাঠি হিসাবে মনোযোগ আকর্ষণ করছে যা 100 বছরেরও বেশি সময় ধরে অমীমাংসিত রয়ে গেছে।
যদিও দেয়ালগুলির মাধ্যমে টেলিপোর্টিংয়ের ধারণাটি কোনও চলচ্চিত্রের বাইরে কিছু মনে হতে পারে, তবে এ জাতীয় ঘটনাটি আসলে পারমাণবিক বিশ্বে ঘটে। ‘কোয়ান্টাম টানেলিং’ নামে পরিচিত এই ঘটনাটি শক্তির বাধা (দেয়াল) এর মধ্য দিয়ে যাচ্ছে এমন ইলেকট্রন জড়িত যে তারা সম্ভবত তাদের শক্তি দিয়ে ঝাঁকুনি দিতে পারে না, যেন তাদের মাধ্যমে কোনও টানেল খনন করে।
এই ঘটনাটি সেই নীতিটি যার দ্বারা অর্ধপরিবাহী, অর্থাত্ স্মার্টফোন এবং কম্পিউটারের মূল উপাদানগুলি পরিচালনা করে এবং পারমাণবিক ফিউশন, যা সূর্যের আলো এবং শক্তি উত্পাদন করে এমন প্রক্রিয়াটিও প্রয়োজনীয়। যাইহোক, এখনও অবধি, যখন কোনও ইলেক্ট্রন একটি টানেলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার আগে এবং পরে কী ঘটে সে সম্পর্কে কিছু বোঝার অস্তিত্ব ছিল, বৈদ্যুতিনটির সঠিক আচরণটি বাধাটি অতিক্রম করার সাথে সাথে অস্পষ্ট থেকে যায়। আমরা টানেলের প্রবেশদ্বার এবং প্রস্থান জানি, তবে ভিতরে যা ঘটে তা রহস্য হিসাবে রয়ে গেছে।
অধ্যাপক কিম ডং ইওনের দল, জার্মানির হাইডেলবার্গের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্সের জন্য অধ্যাপক সি কেইটেলের দল সহ, পরমাণুতে ইলেক্ট্রন টানেলিং প্ররোচিত করার জন্য তীব্র লেজার ডাল ব্যবহার করে একটি পরীক্ষা চালিয়েছিল। ফলাফলগুলি একটি আশ্চর্যজনক ঘটনা প্রকাশ করেছে: ইলেক্ট্রনগুলি কেবল বাধা দিয়ে না দিয়ে টানেলের অভ্যন্তরে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সাথে আবার সংঘর্ষ করে। গবেষণা দলটি এই প্রক্রিয়াটির নাম দিয়েছে ‘আন্ডার-দ্য-ব্যারিয়ার রিকোলিশন’ (ইউবিআর)। এখন অবধি, এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে ইলেক্ট্রনগুলি কেবল টানেল থেকে বেরিয়ে আসার পরে নিউক্লিয়াসের সাথে যোগাযোগ করতে পারে, তবে এই গবেষণাটি প্রথমবারের মতো নিশ্চিত করেছে যে টানেলের অভ্যন্তরে এই ধরনের মিথস্ক্রিয়া ঘটতে পারে।
আরও কৌতূহলজনকভাবে, এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, ইলেক্ট্রনগুলি বাধার অভ্যন্তরে শক্তি অর্জন করে এবং নিউক্লিয়াসের সাথে আবার সংঘর্ষ করে, যার ফলে ‘ফ্রিম্যান অনুরণন’ হিসাবে পরিচিত যা আরও শক্তিশালী করে। এই আয়নীকরণটি পূর্বে পরিচিত আয়নাইজেশন প্রক্রিয়াগুলিতে পর্যবেক্ষণ করা তুলনায় উল্লেখযোগ্য পরিমাণে বেশি ছিল এবং লেজারের তীব্রতার পরিবর্তনের দ্বারা খুব কমই প্রভাবিত হয়েছিল। এটি একটি সম্পূর্ণ নতুন আবিষ্কার যা বিদ্যমান তত্ত্বগুলির দ্বারা পূর্বাভাস দেওয়া যায়নি।
এই গবেষণাটি তাৎপর্যপূর্ণ কারণ এটি টানেলিংয়ের সময় ইলেক্ট্রনগুলির গতিশীলতা ব্যাখ্যা করার জন্য বিশ্বের প্রথম। এটি সেমিকন্ডাক্টর, কোয়ান্টাম কম্পিউটার এবং টানেলিংয়ের উপর নির্ভর করে এমন আল্ট্রাফাস্ট লেজারগুলির মতো উন্নত প্রযুক্তিতে বৈদ্যুতিন আচরণের আরও সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক ভিত্তি সরবরাহ করবে বলে আশা করা হচ্ছে।
অধ্যাপক কিম ডং ইওন বলেছিলেন, “এই অধ্যয়নের মাধ্যমে আমরা ইলেক্ট্রনগুলি পারমাণবিক প্রাচীরের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় কীভাবে আচরণ করে সে সম্পর্কে আমরা ক্লুগুলি খুঁজে পেতে সক্ষম হয়েছি,” এবং যোগ করেছেন, “এখন, আমরা অবশেষে আরও গভীরভাবে টানেলিং বুঝতে পারি এবং আমাদের ইচ্ছামতো এটি নিয়ন্ত্রণ করতে পারি।”
এদিকে, এই গবেষণাটি কোরিয়ার জাতীয় গবেষণা ফাউন্ডেশন এবং কোরিয়া ইনস্টিটিউট ফর অ্যাডভান্সমেন্ট অফ টেকনোলজির ক্ষমতা উন্নয়ন প্রকল্প দ্বারা সমর্থিত ছিল।