মঞ্চে স্ট্রিঙের প্রবেশ

গত পোস্টে আমরা আপেক্ষিক কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বের নাম শুনেছি। মৌলিক কণাগুলোর আচরণ, ধর্ম ব্যাখ্যা করার জন্য এই ক্ষেত্রতত্ত্ব বেশ ভালো কাজ করে। কিন্তু এর সীমাবদ্ধতা হলো তত্ত্বটি ধরে নেয় মাধ্যাকর্ষণ শক্তি অনেক দূর্বল বলে পরিত্যাজ্য।  অন্যদিকে আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব মহাবিশ্বের গঠন, বিগব্যাঙ, ব্ল্যাকহোল, নক্ষত্র আর গ্যালাক্সিদের বোঝার জন্য দারুণ। কিন্তু এই তত্ত্ব ধরে নেয় মহাবিশ্ব ক্ল্যাসিক্যাল – মহাবিশ্বকে বোঝার জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রয়োজন নেই।

এই ফাঁক পুরনের জন্য এলো স্ট্রিঙ তত্ত্ব।

আমরা জানি, ভারী বস্তুকণা হেড্রনদের (যেমন প্রোটন, নিউট্রন) নির্দিষ্ট ভর এবং স্পিন আছে।  এই দুইটির মধ্যে সম্পর্ক ব্যাখার জন্য স্ট্রিঙ তত্ত্ব প্রথমে প্রস্তাব করা হয়। কিন্তু এই কাজে স্ট্রিঙ তত্ত্ব তেমন সুবিধা করতে পারে নি। অন্যদিকে দেখা গেল কোয়ান্টাম ক্রোমোডায়নামিক্স হেড্রনদের জন্য শ্রেয়তর ব্যাখ্যা দিচ্ছে।
তবে স্ট্রিঙ তত্ত্ব অনুযায়ী স্ট্রিঙের উত্তেজনায় বিভিন্ন মৌলিক কণা তৈরি হয়। এখন একটু খটোমটো কথাবার্তা কষ্ট করে শুনতে হবে। দেখা যায়, একটি কণা স্ট্রিঙের উত্তেজনা থেকে তৈরি হতে পারে যার ভর শূণ্য, কিন্তু স্পিন ২। মহাকর্ষের কোয়ান্টাম তত্ত্ব অনুযায়ী, শূণ্য ভরের ২ স্পিনের কণাদের মহাকর্ষ বল ধারণ করার কথা।  এই কণাকে বলা হয় গ্রাভিটন।  গ্রাভিটনের প্রস্তাব আগে থেকেই তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীরা করেছিলেন।
স্ট্রিঙ তত্ত্বের প্রথম যুগের তাত্ত্বিকেরা তখন মহাকর্ষের কোয়ান্টাম তত্ত্ব হিসেবে ব্যাখ্যা করলেন।  এটা ছিলো সেই বহু অধরা স্বপ্নকে হাতে পাওয়ার মতো।

কিন্তু, এই রহস্যময় স্ট্রিঙ জিনিসটা আসলে কি?

একটা গিটারের কথা চিন্তা করা যাক। গিটারটা সুরে বাঁধতে হবে। এর ছয়টি চাবি ঘুরিয়ে তারের উপর টান (tension) বাড়ানো কমানো যায়। তারের উপর পিক নাড়াচাড়া করলে তৈরি হয় তরঙ্গ। নির্দিষ্ট তরঙ্গ থেকে আসে নির্দিষ্ট সুর। এই সুর নির্ভর করে তারটির উপর আসলে ঠিক কতটুকু টান ক্রিয়াশীল।  একটি নির্দিষ্ট সুর কেবল মাত্র গিটারের তারের একটি নির্দিষ্ট টানে পাওয়া যাবে। ঠিক তেমনই স্ট্রিঙ তত্ত্ব আমরা মৌলিক কণাগুলোকে আসলে এইরকম কিছু তরঙ্গিত তার হিসেবে কল্পনা করা হয়।

তার যেমন গিটারে বাঁধা আছে, ঠিক তেমনই এই স্ট্রিঙগুলো নির্দিষ্ট স্থান-সময়ে আবদ্ধ। তাদের নির্দিষ্ট টান আছে। তবে তাত্ত্বিক ভাবে এই স্ট্রিঙগুলো এতো ছোট যে বর্তমান প্রযুক্তি ব্যবহার করে এদেরকে দেখা সম্ভব না।  স্ট্রিঙ তত্ত্বের তাত্ত্বিকদের তাই আরো চতুর উপায়ে এই স্ট্রিঙ গুলোকে প্রমাণ করতে হবে পরীক্ষাগারে।

স্ট্রিঙতত্ত্বকে দুইভাগে ভাগ করা যায়। এক ধরনের স্ট্রিং তত্ত্বে স্ট্রিঙগুলো একটা প্যাঁচের মধ্যে আবদ্ধ থাকে, অন্য ধরনের তত্ত্বে স্ট্রিঙগুলো খোলা।  নিচের ছবি দুইটি স্ট্রিঙগুলোকে বোঝার জন্য সহায়তা করতে পারে: