জলের টপোলজিকাল কাঠামো

স্পেনের ডিআইপিসি-তে ইকারবাস্ক অধ্যাপক কনস্টান্টিন ব্লিওখ , এনটিইউ সিঙ্গাপুরের নানইয়াং সহকারী অধ্যাপক ইজি শেন, ওয়াই পি আই –এস কে সি এম হিরোশিমা বিশ্ববিদ্যালয়ের অ্যাফিলিয়েট সদস্য এবং চীনের ফুদান বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক লেই শি-এর নেতৃত্বে একটি আন্তর্জাতিক গবেষণা দল টপোলজিক্যাল জল তরঙ্গ এবং তার মাধ্যমে কণাগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করার পদ্ধতি আবিষ্কার করেছেন ।
মোচড় খেলে বা টানলেও যেসব জ্যামিতিক বস্তুর ধর্ম বদলায় না, তারই চর্চা করা হয় টপোলজিতে। টপোলজি, টপোলজিক্যাল কাঠামো বা টপোলজিক্যাল পদার্থবিদ্যার ধারণাগুলি একসময় গণিত এবং পদার্থবিদ্যার এক রহস্যময় শাখা হিসাবে বিবেচিত হত। কিন্তু এখন তারা আমাদের দৈনন্দিন জীবনে – আক্ষরিক অর্থেই – তরঙ্গ তৈরি করছে। টপোলজির জগতে, একটি মগ এবং একটি বলয়কে আলাদা করা যায় না। এই মাথা ঘুরিয়ে-নেওয়া আধুনিক পদার্থবিদ্যা কিছু মহত্তম অগ্রগতির জন্ম দিয়েছে। পদার্থের বহিরাগত পর্যায়গুলি বোঝার ক্ষেত্রে টপোলজির ভূমিকাকে স্বীকৃতি দিয়েছিল ২০১৬ সালের পদার্থবিদ্যায় নোবেল পুরষ্কার। তারপর থেকে গবেষকরা বিভিন্ন ভৌত ব্যবস্থায় আলোক ক্ষেত্রের মোবিয়াস স্ট্রিপ থেকে শুরু করে ইলেকট্রন, নিউট্রন এবং পারমাণবিক তরঙ্গের ঘূর্ণি প্যাটার্ন প্রভৃতির টপোলজিক্যাল কাঠামো উন্মোচন করেছেন। এই আবিষ্কারগুলি কোয়ান্টাম এবং ক্লাসিক্যাল উভয় সিস্টেম সম্পর্কে আমাদের ধারণাকে আরও গভীর করেছে, যার ফলে টপোলজিক্যাল দিক থেকে সুরক্ষিত তথ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং তরঙ্গ-ভিত্তিক প্রযুক্তিতে তার সম্ভাব্য প্রয়োগের সম্ভাবনা তৈরি হয়েছে। এর আগে কখনও জলে তরঙ্গ কাঠামো প্রদর্শিত হয়নি। এই প্রথম তাঁরা পরীক্ষামূলকভাবে জল তরঙ্গের মূল টপোলজিক্যাল কাঠামো তৈরি করেছেন, যথা স্কাইরমিয়ন, মেরন, মোবিয়াস স্ট্রিপ এবং বিভিন্ন টপোলজিক্যাল চার্জ সহ ঘূর্ণি। এছাড়া তাঁরা আরও দেখিয়েছেন যে কীভাবে টপোলজিক্যাল জল তরঙ্গ ভাসমান কণাগুলিকে পরিচালনা করতে পারে, যা তরঙ্গ টপোলজি এবং কণার স্পিন-অরবিটাল গতির মধ্যে একটি সংযোগ স্থাপন করে। ২০২৫ সালের ফেব্রুয়ারিতে নেচার জার্নালে প্রকাশিত এই কাজটি তরঙ্গ বলবিদ্যায় একটি নতুন অধ্যায়ের সূচনা করেছে, যা মাইক্রোফ্লুইডিক্স এবং বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মতো ক্ষেত্রগুলিতে বিপ্লব ঘটানোর সম্ভাবনা রাখে। এই আবিষ্কার বৈচিত্র্যময় টপোলজিক্যাল কাঠামো, টপোলজিক্যাল পদার্থবিদ্যা এবং তরঙ্গ-বস্তুর মিথস্ক্রিয়ায় নতুন পথ অনুসন্ধানের জন্য বিজ্ঞানের বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রভাব ফেলবে। জলের টপোলজির উপর সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে, গবেষকরা জটিল জল তরঙ্গের ধরণ তৈরি করেছেন যা আণুবীক্ষণিক “ফাঁদ” হিসাবে কাজ করে, যা তাদেরকে অসাধারণ নির্ভুলতার সাথে কণাগুলিকে পরিচালনা করতে সক্ষম করে। এই ফাঁদগুলি জল-তরঙ্গ উৎসের একটি ষড়ভুজাকার বিন্যাসকে ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল যা কণাগুলিকে তাদের কেন্দ্রে আটকে রাখতে পারে। একটি বৃত্তাকার তরঙ্গ উৎস ব্যবহার ক’রে তরঙ্গের ধরণগুলিকে আরও পরিচালিত ক’রে, তারা কণার ফাঁদ, গমনপথ, কক্ষপথ এবং ঘূর্ণন গতির উপর আরও নিয়ন্ত্রণের জন্য স্বতন্ত্র টপোলজিক্যাল চার্জ সহ বেসেল-ধরণের ঘূর্ণি তৈরি করে । এর আগে কখনও কণার সাথে মিথস্ক্রিয়া এবং তাদের পরিচালনার ক্ষমতা নিয়ে কখনও অন্বেষণ করা হয়নি। গবেষকরা এবার হাইড্রোডায়নামিক্স, মাইক্রোফ্লুইডিক্স এবং তার বাইরেও প্রয়োগের জন্য নতুন পথ খুলে দিলেন।