যুক্তরাষ্ট্রের লস আলামস এবং ব্রাজিলের ইউনিভার্সিটি অফ সান পাওলোর বিজ্ঞানীরা জিরকোনিয়াম পেন্টাটেলুরাইড (ZrTe5) নামক এক বিশেষ পদার্থের মধ্যে ইলেকট্রনের এক অভিনব আচরণের সন্ধান পেয়েছেন। পরম শূন্য তাপমাত্রার কাছাকাছি এবং ৬০ টেসলা পর্যন্ত শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রে পদার্থটির ইলেকট্রন এমন সব কোয়ান্টাম দোলন প্রদর্শন করেছে, যা প্রচলিত পদার্থবিজ্ঞানের তত্ত্ব অনুযায়ী ঘটার কথা নয়। নেচার কমিউনিকেশনস জার্নালে প্রকাশিত এই গবেষণায় অংশ নিয়েছেন ইউনিভার্সিটি অফ সান পাওলোর অধ্যাপক জুলিও লারেয়া জিমেনেজসহ বেশ কয়েকটি মার্কিন প্রতিষ্ঠানের গবেষকদল।
পদার্থটি কেন গুরুত্বপূর্ণ
জিরকোনিয়াম পেন্টাটেলুরাইড একই সঙ্গে বিদ্যুৎ অপরিবাহী এবং পরিবাহী হিসেবে কাজ করতে পারে। এটি এমন একটি টপোলজিক্যাল পদার্থ, যা বিভিন্ন কোয়ান্টাম দশার সীমানায় অবস্থান করে। সামান্য তাপমাত্রার পরিবর্তন বা চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে এর ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যে বড় ধরনের পরিবর্তন আসে, যা একে পদার্থবিজ্ঞানের গবেষণায় অত্যন্ত আকর্ষণীয় করে তুলেছে।
ইলেকট্রনের অদ্ভুত আচরণ
সাধারণত শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রে ইলেকট্রনগুলো ল্যান্ডাউ লেভেল নামক নির্দিষ্ট শক্তি স্তরে সীমাবদ্ধ থাকে এবং একটি পর্যায়ক্রমিক দোলন প্রদর্শন করে। কিন্তু গবেষণায় দেখা গেছে, ZrTe5-এর ক্ষেত্রে এই দোলনগুলো প্রচলিত নিয়মে বিলুপ্ত হয়নি। বিজ্ঞানীরা একে ‘রিয়েন্ট্র্যান্ট ল্যান্ডাউ লেভেল’ হিসেবে আখ্যায়িত করেছেন। তাদের মতে, ইলেকট্রনের স্পিন এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের পারস্পরিক প্রতিক্রিয়ার ফলে ল্যান্ডাউ লেভেলগুলো বাঁক নিয়ে পুনরায় শক্তি স্তরে ফিরে আসে, যা এই অস্বাভাবিক দোলনের জন্ম দেয়।
গবেষণার প্রভাব
এই ফলাফল ZrTe5 নিয়ে চলমান দীর্ঘদিনের বিতর্কের অবসান ঘটাতে পারে। গবেষকদের দাবি, ইলেকট্রনের এই অদ্ভুত আচরণের পেছনে কোনো জটিল সম্মিলিত ইন্টারঅ্যাকশন নয়, বরং পদার্থের টপোলজিক্যাল কাঠামোই দায়ী। এই আবিষ্কার নতুন ধরনের কোয়ান্টাম পদার্থ এবং আরও উন্নত ইলেকট্রনিক্স গবেষণার পথ প্রশস্ত করবে বলে আশা করা হচ্ছে।