পদার্থবিজ্ঞানের ইতিহাসে প্রথমবার বিজ্ঞানীরা পর্যবেক্ষণ করেছেন যে, আলোর ভিতরের অন্ধকার গর্ত বা ভর্টেক্স আলোর গতির চেয়ে দ্রুত চলতে পারে। এটাকে ফেজ সিঙ্গুলারিটি বা অপটিক্যাল ভর্টেক্স বলা হয়। ১৯৭০ দশক থেকে বিজ্ঞানীরা অনুমান করেছিলেন, নদীর ঘূর্ণি স্রোতের চেয়ে দ্রুত যেমন ছুটতে পারে, আলোর ঘূর্ণিও তেমনি আলোকে ছাড়িয়ে যেতে পারে।

আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্ব বলে, কোনো বস্তু বা তথ্য আলোর গতির চেয়ে দ্রুত যেতে পারে না। তবে এই আবিষ্কার সেই তত্ত্ব ভঙ্গ করে না। কারণ, এই ভর্টেক্সের কোনো ভর বা শক্তি নেই এবং এরা তথ্য বহন করে না। এদের গতি তরঙ্গের জ্যামিতিক পরিবর্তনের ফল, কোনো ভৌত বস্তুর স্থানান্তর নয়।

আলো কণা এবং তরঙ্গ উভয় রূপেই আচরণ করে। আলোর তরঙ্গ কর্কশ্রু বা স্ক্রু মতো পাক খেয়ে ঘুরলে তা অপটিক্যাল ভর্টেক্স হয়। এর কেন্দ্রে আলোর তরঙ্গগুলো একে অপরকে বাতিল করে, তীব্রতা শূন্য হয়ে যায় এবং অন্ধকার গর্ত তৈরি হয়। গাণিতিকভাবে দেখা গেছে, বিপরীতধর্মী চার্জযুক্ত দুটি সিঙ্গুলারিটি কাছাকাছি আসলে একে অপরকে আকর্ষণ করে এবং গতি বাড়ে। মিলনের ঠিক আগে তাদের ত্বরণ বেড়ে শূন্যস্থানে আলোর গতিকে ছাড়িয়ে যায়।

এই অতিক্ষুদ্র দ্রুতগতির ঘটনা সাধারণ ক্যামেরায় ধরা সম্ভব নয়। টেকনিওন ইসরায়েল ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজির পদার্থবিদ আইডো কামিনার ও তাঁর দল হেক্সাগোনাল বোরন নাইট্রাইড নামক দ্বিমাত্রিক পদার্থ ব্যবহার করেছেন। এতে ফোনন পোলারাইটন তৈরি হয়, যা সাধারণ আলোর চেয়ে ধীরগতিতে চলে এবং পর্যবেক্ষণযোগ্য।

পরীক্ষায় বিজ্ঞানীরা বিশেষ উচ্চগতির ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করেছেন, যা সেকেন্ডের এক হাজার লাখ কোটি ভাগের কয়েক ভাগ সময়ের ঘটনা রেকর্ড করতে পারে। শত শত ছবি একত্র করে টাইম-ল্যাপস তৈরি করা হয়েছে, যাতে দেখা গেছে ভর্টেক্সগুলো একে অপরের দিকে ছুটে আসার সময় সংক্ষিপ্তক্ষণ অতি আলোকীয় গতি লাভ করে।

এই আবিষ্কার শুধু পদার্থবিজ্ঞানের তাত্ত্বিক সাফল্য নয়, ন্যানো স্কেলে অতিক্ষুদ্র বস্তুর গতির মানচিত্রণেও গুরুত্বপূর্ণ। আইডো কামিনার বলেন, ‘এই প্রযুক্তির মাধ্যমে আমরা প্রথমবারের মতো প্রকৃতিকে তার দ্রুততম ও রহস্যময় মুহূর্তগুলোয় দেখার সুযোগ পাব, যা রসায়ন ও জীববিজ্ঞানের অনেক অজানা রহস্য উন্মোচনে সাহায্য করবে।’ গবেষণাটি নেচার জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।

সূত্র: সায়েন্স অ্যালার্ট