জাপানের টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট অব ইন্ডাস্ট্রিয়াল সায়েন্সের গবেষকরা গাণিতিক সমস্যার সমাধানে ব্যবহৃত বিশেষ জ্যামিতিক নকশার মাধ্যমে আলো নিয়ে এক নতুন ও অদ্ভুত বৈশিষ্ট্যের সন্ধান পেয়েছেন। গবেষক ইউতো মরিতাকে ও মাসায়া নোতোমি নেতৃত্বাধীন এই গবেষণায় দেখা গেছে, গাণিতিক ধাঁধা সমাধানের জন্য পরিচিত ‘স্মিথ হ্যাট’ বা মোনোটাইল আকৃতির গঠন আলোকরশ্মিকে বিশেষ কাইরাল বিন্যাসে বাঁকিয়ে দিতে সক্ষম। নেচার কমিউনিকেশনস জার্নালে প্রকাশিত এই ফলাফল আলোর প্রতিফলন ও পোলারাইজেশন নিয়ন্ত্রণের নতুন উপায় হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে।
গবেষণার পটভূমি
গণিতে ‘আইনস্টাইন সমস্যা’ বলতে বোঝায় এমন একটি একক আকৃতি যা দিয়ে কোনো পৃষ্ঠকে কোনো ধরনের পুনরাবৃত্তি ছাড়াই সম্পূর্ণভাবে ঢেকে ফেলা যায়। ২০২৩ সালে স্মিথ হ্যাট নামক এই বিশেষ নকশাটি প্রথম আবিষ্কৃত হয়, যা এই দীর্ঘদিনের গাণিতিক ধাঁধার সমাধান দেয়। গবেষক ইউতো মরিতাকে জানান, আপাতদৃষ্টিতে অনিয়মিত মনে হলেও এই নকশাটি মূলত হানি-কোম্ব ল্যাটিস বা মৌচাক সদৃশ কাঠামোর ওপর ভিত্তি করে তৈরি।
পরীক্ষামূলক পদ্ধতি
গবেষকরা ইলেকট্রন বিম লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি ব্যবহার করে সিলিকন নাইট্রাইড ফিল্মের ওপর এই মোনোটাইল নকশার ন্যানোস্কেল সংস্করণ তৈরি করেন। পরবর্তীতে লেজার রশ্মি চালনা করলে তা সাধারণ কোয়াসিক্রিস্টাল থেকে ভিন্নধর্মী ডিফ্র্যাকশন বা বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন তৈরি করে। এই প্যাটার্নগুলো ঘূর্ণায়মান চাকার মতো আকৃতি ধারণ করে, যা কাঠামোটির কাইরাল বৈশিষ্ট্যকে স্পষ্টভাবে ফুটিয়ে তোলে।
কেন গুরুত্বপূর্ণ
কাইরালিটি হলো এমন একটি বৈশিষ্ট্য যেখানে একটি বস্তুর দর্পণ প্রতিচ্ছবি এবং মূল বস্তুর মধ্যে মিল থাকে না। গবেষকরা দেখেছেন যে, আলোর এই প্রতিক্রিয়ায় প্যাটার্নটির প্রতিসাম্য বা সিমেট্রির ভূমিকা অপরিসীম। আলোক উৎসভেদে আলোর দিক ও পোলারাইজেশনের পরিবর্তনে ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্নও পরিবর্তিত হয়। এই আবিষ্কারটি কেবল গাণিতিক বিস্ময় নয়, বরং আলোর নিয়ন্ত্রণ এবং উন্নত প্রযুক্তির অপটিক্যাল ডিভাইস তৈরিতে নতুন সম্ভাবনার পথ প্রশস্ত করেছে।