স্মিথ হ্যাট গাণিতিক আকৃতির সঙ্গে আলোর অভূতপূর্ব সংযোগ আবিষ্কার

গণিতের বহুল আলোচিত 'স্মিথ হ্যাট' গাণিতিক আকৃতির সঙ্গে পদার্থবিজ্ঞানের একটি অপ্রত্যাশিত সংযোগ আবিষ্কার করেছেন গবেষকরা। এই গবেষণার মাধ্যমে কাইরাল আলোক বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন প্রদর্শনের বিষয়টি সামনে এসেছে, যা বিজ্ঞান মহলে ব্যাপক আগ্রহ সৃষ্টি করেছে।

গবেষণাটিতে অংশ নিয়েছেন দ্য ইউনিভার্সিটি অব টোকিওর ইনস্টিটিউট অব ইন্ডাস্ট্রিয়াল সায়েন্সের গবেষকরা। এই দলের প্রধান লেখক হিসেবে দায়িত্ব পালন করেছেন ইউটো মোরিতাকে এবং সিনিয়র লেখক হিসেবে যুক্ত ছিলেন মাসায়া নোটোমি।

এর আগে ২০২৩ সালে স্মিথ হ্যাট আবিষ্কৃত হয়েছিল। এটি একটি এপেরিয়োডিক মনোটাইল হিসেবে আইনস্টাইন সমস্যার সমাধান করেছিল। এই অনন্য গাণিতিক আকৃতির ওপর ভিত্তি করেই বর্তমান নতুন গবেষণাটি পরিচালিত হয়েছে।

দ্য ইউনিভার্সিটি অব টোকিওর ইনস্টিটিউট অব ইন্ডাস্ট্রিয়াল সায়েন্সের গবেষক এবং সহযোগী প্রতিষ্ঠানগুলোর বিজ্ঞানীরা স্মিথ হ্যাট আকৃতি দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে বিশেষ অপটিক্যাল স্ট্রাকচার বা আলোক কাঠামো তৈরি করেছেন। এই অর্জিত গবেষণা ফলাফল পরবর্তীতে 'নেচার কমিউনিকেশনস' নামক আন্তর্জাতিক গবেষণা জার্নালে প্রকাশিত হয়।

গবেষকরা সিলিকন নাইট্রাইড ফিল্মের ওপর ইলেকট্রন বিম লিথোগ্রাফি পদ্ধতি ব্যবহার করে এই প্যাটার্নটির ন্যানোস্কেল সংস্করণ তৈরি করেছিলেন। এই কাঠামোগুলোর মাধ্যমেই মূলত আলোর অপ্রত্যাশিত সব কাইরাল প্যাটার্ন তৈরি করা সম্ভব হয়েছে।

এই গবেষণার পেছনের মূল বিষয়টি ব্যাখ্যা করে প্রধান লেখক ইউটো মোরিতাকে বলেন, হ্যাট টাইলটির সবচেয়ে আকর্ষণীয় দিক হলো— এর ফলে তৈরি হওয়া প্যাটার্নটি প্রথম নজরে অনিয়মিত মনে হলেও, এটি মূলত একটি মৌচাক সদৃশ বা হানিকম্ব ল্যাটিস থেকেই তৈরি হয়েছে।

গবেষণাটির সিনিয়র লেখক মাসায়া নোটোমি আরও ব্যাখ্যা করে জানান যে, এই বিচ্ছুরণ প্যাটার্নগুলো কাইরাল প্রকৃতির হয়ে ওঠে কারণ এই বিশেষ কাঠামোর মধ্যে কোনো ধরনের আয়না বা মিরর প্রতিসাম্য (সিমেট্রি) অনুপস্থিত রয়েছে।

স্মিথ হ্যাট আকৃতির ওপর ভিত্তি করে তৈরি এই ধরনের নানা কাঠামো আলোর ক্ষেত্রে অস্বাভাবিক কাইরাল প্যাটার্ন তৈরি করতে পারে। এই আবিষ্কার গাণিতিক জ্যামিতি এবং অপটিকস বা আলোকবিজ্ঞানের মধ্যে নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে বলে মনে করছেন সংশ্লিষ্ট গবেষকরা।