মেঘনাদ সাহা/ বিজ্ঞান বিশ্বত ব্যুৎপত্তি

by শান্তনু কৌশিক বৰুৱা

[ ১০ ]

 

---

---

 

বিজ্ঞান বিশ্বত
ব্যুৎপত্তি

---

---

 কলিকতা বিশ্ববিদ্যালয়ত শিক্ষকতা কৰি থকা সময়ছোৱাতে অধ্যাপক সাহা বিখ্যাত জার্মান বিজ্ঞানী নাৰ্নষ্টৰ গৱেষণাৰ প্রতি আকৃষ্ট হয়। নাৰ্নষ্টৰ গৱেষণাৰ বিষয় আছিল ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াত চাপ আৰু তাপৰ পৰিমাপ কৰা আৰু বিক্ৰিয়াৰ হাৰ নিৰ্ণয়ত চাপ আৰু তাপৰ প্ৰভাৱ নিৰ্ণয় কৰা। অধ্যাপক সাহাই তেওঁৰ বৈজ্ঞানিক দূৰদৃষ্টিৰ ফলত আয়নন মাত্ৰাৰ লগত চাপৰ যে এক গভীৰ সম্পৰ্ক আছে সেই কথা বুজিব পাৰিছিল।

 মেঘনাদ সাহাৰ আটাইতকৈ উল্লেখযোগ্য মতবাদটো ‘তাপজনিত আয়নন তত্ত্ব' (Theory of Thermal Ionisation) বা 'সাহা আয়নন তত্ত্ব’ ৰূপে সমগ্র বিশ্বতে প্রসিদ্ধ। তেওঁৰ এই তত্ত্ব জ্যোতিপদার্থ বিজ্ঞানৰ দহটা মহৎ আৱিষ্কাৰৰ অন্যতম।

 প্ৰকৃতিৰ যাৱতীয় পদাৰ্থৰ উপাদান ৯২ টা বিভিন্ন প্ৰকাৰৰ পৰমাণু। ইয়াৰ উপৰি গৱেষণাগাৰত আন ১৪ টি অপ্রকৃতিজ আৰু ক্ষণজীৱী পৰমাণুৰ সৃষ্টি কৰা হৈছে। এটা পৰমাণুৰ মধ্যস্থানত থকা প্ৰায় গাঢ় ধৰণৰ বস্তুটোৰ নাম কেন্দ্ৰ (Nucleus)। কেন্দ্র ধনাত্মক বৈদ্যুতিক আধানৰ আকৰ। এই কেন্দ্ৰৰ চাৰিওফালে ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধানৰ কেতবোৰ ইলেকট্রন বিভিন্ন কিন্তু সুনির্দিষ্ট গ্রহ- পথত ঘূর্ণায়মান। এই ইলেকট্রনবোৰৰ ঋণাত্মক আধানৰ সমষ্টি কেন্দ্ৰৰ ধনাত্মক আধানৰ সমষ্টিৰ সমান। সেয়ে সমস্ত পৰমাণুটি আধানহীন।

 সূৰ্য্যৰ আৱহমণ্ডল যি ধৰণৰ উত্তপ্ত গেছীয় পদাৰ্থৰে তৈয়াৰী, তেনে ধৰণ পদাৰ্থৰ পৰমাণুবোৰ অত্যন্ত গতিশীল হয় আৰু এইবোৰৰ পাৰস্পৰিক সংঘৰ্ষৰ ফলত বহু পৰমাণুৰ পৰা ইলেকট্রন বিচ্ছিন্ন হৈ যায়। ইয়াৰ ফলত ইলেকট্রন [ ১১ ] বিচ্ছিন্ন হোৱা পৰমাণুবোৰ ধনাত্মক আয়নলৈ ৰূপান্তৰিত হয়। ইয়াকেই তাপজনিত আয়ণীকৰণ (Thermal lonization) বোলা হয়।

 অধ্যাপক সাহাই পৰীক্ষা কৰি দেখিলে যে যিকোনো এটা মৌলিক পদাৰ্থৰ ক্ষেত্ৰত উষ্ণতা বৃদ্ধিৰ লগে লগে পোহৰ বৰ্ণালীত অনায়নিত (Un-ionised) মৌলৰ বৈশিষ্টস্বৰূপ কেতবোৰ ৰেখা ক্রমশঃ অস্পষ্ট হৈ থাকে। আনহাতে আয়নিত মৌলৰ বৈশিষ্টস্বৰূপ বিপৰীত কেতবোৰ ৰেখা ক্ৰমশঃ সুস্পষ্ট হৈ থাকে।

বার্লিনত মেঘনাদ সাহা (১৯২১)

 উল্লেখযোগ্য যে, পৰমাণুৰ পৰা ইলেকট্রন বিচ্ছিন্ন হোৱাৰ সময়ত, যি বলে ইলেকট্রনবোৰ পৰমাণু কেন্দ্ৰৰ লগত বান্ধি ৰাখিছিল, সিও এক ধৰণৰ বাধাৰ সৃষ্টি কৰে। এই বাধা অতিক্ৰম কৰিব পাৰিলেহে ইলেকট্রন এটা তাৰ কক্ষপথৰ পৰা বিচ্যুত হ'ব পাৰে। ইয়াকেই আয়নন বিভৱ (Ionization Potential) বোলা হয়। বিভিন্ন পদাৰ্থৰ ক্ষেত্ৰত এই বিভৱৰ মান বিভিন্ন৷ সেয়েহে আয়নন বিভৱ অতিক্ৰম কৰিবলৈ হ'লে বিভিন্ন ক্ষেত্ৰত বিভিন্ন পৰিমাণৰ শক্তিৰ প্ৰয়োজন হয়।

 তাপগতি বিজ্ঞানৰ লগত তেতিয়াৰ সদ্য-আবিষ্কৃত কোৱান্টাম তত্ত্বৰ সংযোগ ঘটাই ১৯২০ চনত অধ্যাপক সাহাই এনে এটি সূত্র আৱিষ্কাৰ কৰিলে, [ ১২ ] যাৰ সহায়ত বিভিন্ন উষ্ণতা আৰু চাপত কোনো পদাৰ্থত আয়নৰ মাত্ৰা কিমান হ'ব, অর্থাৎ, সেইবোৰ পদাৰ্থৰ পৰমাণুবোৰৰ শতকৰা কিমান ভাগ আয়নিত হ'ব, তাক সহজেই গণনা কৰিব পৰা যায়। এই সূত্র অনুযায়ী যি সমীকৰণ পোৱা গ'ল, বিজ্ঞানী মহলত সেইটো 'সাহা সমীকৰণ' নামেৰে সুপ্রসিদ্ধ। সাহা সমীকৰণৰ সহায়ত সূৰ্য্য আৰু অন্যান্য বহু নক্ষত্ৰৰ আৱহমণ্ডলৰ পৰা যি পোহৰ ৰশ্মি আহি পৃথিৱী পায়হি, সেইবোৰৰ বৰ্ণালী বিশ্লেষণ কৰি সূৰ্য্য আৰু অন্যান্য নক্ষত্ৰৰ উষ্ণতা আৰু উপাদান সম্পৰ্কে বহু তথ্য সংগ্ৰহ কৰা সম্ভৱ হ'ল। ইয়াৰ পৰাই জনা গ'ল যে অধিকাংশ ক্ষেত্রতেই নক্ষত্ৰবোৰৰ উপাদানৰ বিশেষ তাৰতম্য নাই। কেৱল তাপমাত্রাৰ প্ৰভাৱত বৰ্ণালী বিভিন্ন ধৰণৰ হয়।

 অধ্যাপক সাহাই গৱেষণাগাৰত নির্ণিত আয়নন বিভৱৰ সহায়ত কেলছিয়াম আয়নৰ বৰ্ণালীৰ পৰা সূৰ্য্যৰ বহিঃস্তৰৰ তাপ নিৰ্ধাৰণ কৰে। জ্যোতির্বিজ্ঞানত এইটো এটা প্ৰধান আবিষ্কাৰ। ‘তাপ আৰু চাপৰ প্ৰভাৱত বিভিন্ন আয়ন সূৰ্য্যৰ পৰিমণ্ডলত কিদৰে সিঁচৰতি হৈ থাকে, বৰ্ণালীৰ সহায়ত তাক জানিব পৰা যায়',-- অধ্যাপক সাহাই এই কথাৰ প্ৰমাণ কৰে। তেওঁ উদ্ধাৰ কৰা তথ্যৰ পৰাই জানিব পৰা গ'ল যে সৌৰমণ্ডলত থকা ৰুবিডিয়াম (Rb), চিজিয়াম (Cs) আদি মূল পদার্থসমূহ প্রায় আয়নিক অৱস্থাত থাকে। সৌৰ কলংকৰ উষ্ণতা সূর্যতকৈ কম। গতিকে সৌৰ কলংকৰ বৰ্ণালী অলপ বেলেগ ধৰণৰ হয়।

 মেঘনাদ সাহাই প্রমাণ কৰে যে, নক্ষত্ৰবোৰৰ অভ্যন্তৰত যি উচ্চ চাপ আছে, তাত মূল পৰমাণুবোৰ আয়নিত হৈ ৰয়। সেইবোৰ বৰ্ণালীত যিবোৰ মৌলৰ উজ্জ্বল ৰেখা পোৱা নাযায়, তাৰ কাৰণ হ'ল নক্ষত্ৰৰ বৰ্ণালীৰ মূল পৰমাণুৰ ৰেখা থকা সম্ভৱ নহয়; আয়নিত পৰমাণুতহে সেই ৰেখা পোৱা য়ায়। অসাধাৰণ গাণিতিক প্রতিভাৰে সাহাই সেইবোৰৰ স্থান নিৰ্ধাৰণ কৰে আৰু পৰবৰ্তীকালত পর্যবেক্ষকসকলে বর্ণালী বিশ্লেষণ কৰি সেইবোৰক যথাস্থানত চিহ্নিত কৰে।

 বৰ্ণালী-বীক্ষণ যন্ত্ৰৰ সহায়ত নক্ষত্ৰৰ পোহৰ ৰশ্মিৰ বৰ্ণ বিশ্লেষণ কৰিলে, নক্ষত্ৰৰ উপৰিভাগৰ উষ্ণতা সম্পৰ্কে এটা ধাৰণা কৰা যায়। সূৰ্য্যৰ পৰা যি বৰ্ণালী পোৱা যায়, সেয়া অবিচ্ছিন্ন নহয়। কাৰণ, সূৰ্য্যৰ চাৰিওফালে যি বাষ্পীয় আৱৰণ আছে, তাৰ মাজেদি সূৰ্য্যৰ পোহৰ আহিবৰ সময়ত, কেতবোৰ বিশেষ পোহৰ-তৰংগ শোষিত হয়। সেয়েহে অবিচ্ছন্ন সৌৰবৰ্ণালীৰ মাজে মাজে [ ১৩ ] কেতবোৰ ক'লা ক’লা ৰেখা (Fraunhofer Lines) দেখা যায়। বৰ্ণালীৰ বিভিন্ন ৰেখাৰ অৱস্থান আৰু গাঢ়ত্ব পৰ্যবেক্ষণ কৰি সূৰ্য্যৰ, অথবা আন কোনো নক্ষত্ৰৰ, উষ্ণতা আৰু গঠন সম্পৰ্কে এটা ধাৰণা কৰিব পাৰি। বিভিন্ন নক্ষত্ৰৰ বৰ্ণালী তুলনা কৰিলে, এইবোৰ ৰেখাৰ অৱস্থা আৰু গাঢ়ত্বৰ কিছু পার্থক্য দেখা যায়। বিজ্ঞানী মেঘনাদ সাহাই বৰ্ণালীৰ বিভিন্ন ৰেখাৰ অৱস্থান আৰু গাঢ়ত্বৰ লগত উষ্ণতাৰ কি সম্পর্ক আছে তাক নিৰ্ধাৰণ কৰে। তেওঁৰ এই পদ্ধতি অনুযায়ী আজিলৈকে প্ৰায় আঢ়ৈ লাখ নক্ষত্ৰৰ বৰ্ণালী পৰীক্ষা কৰি সেইবোৰৰ উষ্ণতা আৰু উপাদান সম্বন্ধে সঠিক ধাৰণা কৰা আৰু সেইবোৰৰ শ্রেণীবিভাগ কৰা সম্ভৱ হৈছে।

 ইয়াৰ পিছত সাহাই কেইবাখনো সাৰগৰ্ভ গৱেষণাপত্র প্রকাশ কৰে, যি কেইখনে তেওঁৰ নাম বিশ্ববিশ্রুত কৰি তোলে, লগতে তেওঁ লাভ কৰে বিশ্বজুৰি প্রশংসা। অধ্যাপক সাহাৰ বৈজ্ঞানিক মানসিকতা ইমানেই সামঞ্জস্যপূর্ণ আছিল যে তেওঁ কেৱল সমীকৰণ আৱিষ্কাৰ কৰিয়েই ক্ষান্ত হোৱা নাছিল। সূৰ্য্যৰ অভ্যন্তৰত কেলছিয়াম, ষ্ট্ৰনছিয়াম, বেৰিয়াম, হাইড্ৰ'জেন, হিলিয়াম আদি বিভিন্ন মৌলৰ আয়নমাত্ৰা তেওঁ অংক কৰি নিৰ্ণয় কৰিছিল, আৰু পাছত গৱেষণাগাৰত নিজ হাতে সেইবোৰ জুখি তত্ত্বৰ লগত মিলাই চাইছিল। অসাধাৰণ মেধা আৰু অধ্যৱসায়ৰ অপৰূপ সমন্বয়ত এনেদৰেই ঢাকাৰ অখ্যাত গাঁৱৰ সন্তান মেঘনাদে ১৯২০ চনত সমগ্র বিশ্বৰে পদাৰ্থবিদৰ লগত সমআসনত নিজৰ স্থান স্থিৰ কৰি ললে। সেই সময়ত তেওঁৰ বয়স মাত্র ২৭ বছৰ।