নিউট্রিনো স্থান-কালে কোনো ফেনা খুঁজে পায়নি

পদার্থবিজ্ঞানের কাছে এখনো কোয়ান্টাম মহাকর্ষের কোনো কার্যকর তত্ত্ব নেই। তবে বেশির ভাগ প্রার্থী-তত্ত্ব একটি প্রত্যাশা ভাগ করে: অতি ক্ষুদ্র প্লাঙ্ক মাপে স্থান-কাল আর মসৃণ থাকে না, ওঠানামা শুরু করে। পদার্থবিদেরা একে বলেন স্থান-কালের ফেনা। একটি মূর্ত ছবি হলো ভার্চুয়াল ব্ল্যাক হোলের একটি পটভূমি — আণুবীক্ষণিক আর ক্ষণস্থায়ী, যারা সম্ভাব্য ক্ষুদ্রতম সময়-মাপে দেখা দেয় আর বাষ্প হয়ে যায়।

এমন একটিমাত্র ওঠানামা টের পাওয়ার পক্ষে অনেক বেশি ছোট। কিন্তু দীর্ঘ পথ পাড়ি দেওয়া কোনো কণা তাদের প্রভাব জমিয়ে তুলতে পারে। তার কোয়ান্টাম আচরণ ধীরে ধীরে সাধারণ, ধ্রুপদি এলোমেলোতায় মিলিয়ে যেত — এই প্রক্রিয়াকে বলে ডিকোহেরেন্স (সুসংগতি-হানি)।

পৃথিবী পেরোনো একটি কোয়ান্টাম ঘড়ি

নিউট্রিনো আদর্শ পরীক্ষা-কণা। এদের কোনো বৈদ্যুতিক আধান নেই, এরা কেবল দুর্বল বল আর মহাকর্ষ অনুভব করে, তাই গোটা গ্রহ নির্বিঘ্নে পেরিয়ে যায়। আর এদের ভেতরে আছে একটি অন্তর্নির্মিত কোয়ান্টাম ঘড়ি: একটি “ফ্লেভার” (ইলেকট্রন, মিউয়ন বা টাউ) হিসেবে জন্মানো নিউট্রিনো চলার পথে অন্য ফ্লেভারে দোলে। এই দোলন একটি ব্যতিচার-প্রভাব। স্থান-কালের ফেনা যদি পথে নিউট্রিনোর কোয়ান্টাম অবস্থা এলোমেলো করে দিত, দোলন স্তিমিত হয়ে যেত।

এর জন্য সবচেয়ে ভালো বায়ুমণ্ডলীয় নিউট্রিনো, যা তৈরি হয় মহাজাগতিক রশ্মি বায়ুমণ্ডলে আঘাত করলে। নিচ থেকে উঠে আসাগুলো পৃথিবী পেরিয়ে এসেছে — তার পুরো ব্যাস পর্যন্ত — আর এরা খুব উচ্চ শক্তিতে পৌঁছায়, যেখানে প্লাঙ্ক মাপের সঙ্গে জড়িত প্রভাবগুলো সবচেয়ে প্রবল হওয়ার কথা।

IceCube কোলাবোরেশন দুটি ছবি পরীক্ষা করেছে, একটি ভার্চুয়াল ব্ল্যাক হোল পাশ দিয়ে যাওয়া নিউট্রিনোর কী করতে পারে: এলোমেলোভাবে তাকে একটি নির্দিষ্ট অবস্থায় বদলে দেওয়া, বা তার অভ্যন্তরীণ দশা একটি এলোমেলো পরিমাণে সরিয়ে দেওয়া।

মহাজাগতিক রশ্মির বর্ষণ থেকে আসা একটি মিউয়ন নিউট্রিনো পৃথিবী পেরিয়ে IceCube-এ পৌঁছায়। পথে একটি ভার্চুয়াল ব্ল্যাক হোল (VBH) তার ফ্লেভার বদলে দিতে পারে, তাকে একটি ভর-অবস্থায় প্রক্ষিপ্ত করতে পারে, বা তার দশা সরিয়ে দিতে পারে। — চিত্র ১, IceCube Collaboration (2026), arXiv:2610.14144.

প্রভাবটিকে বর্ণনা করা হয় পরিবেশে চুইয়ে পড়া কোয়ান্টাম ব্যবস্থার একটি প্রমিত সমীকরণ দিয়ে, লিন্ডব্লাড সমীকরণ:

ρ̇ = −i[H, ρ] − D[ρ]

প্রথম পদটি সাধারণ দোলন; দ্বিতীয়টি, D, হলো স্তিমিতকরণ। ধরা হয় এর প্রাবল্য Γ শক্তির সঙ্গে একটি ঘাত-নিয়মে বাড়ে, Γ(E) = Γ₀ (E/E₀)ⁿ, আর দলটি n = 0, 1, 2 ও 3 পরীক্ষা করেছে। n = 2-এর ক্ষেত্রটি সবচেয়ে বেশি যুক্তিসিদ্ধ, কারণ এটি স্ট্রিং তত্ত্বের কয়েকটি গণনায় দেখা দেয়।

৩,৬৮,০৭১টি নিউট্রিনো, কোনো ঝাপসা নেই

IceCube হলো অ্যান্টার্কটিকার এক ঘন কিলোমিটার বরফ, যার ওপর নজর রাখে ৫,১৬০টি আলো-সেন্সর। দলটি ১০.৭ বছরের ডেটা ব্যবহার করেছে: পৃথিবীর ভেতর দিয়ে উঠে আসা ৩,৬৮,০৭১টি মিউয়ন নিউট্রিনো, ০.৫ থেকে ১০০ TeV শক্তির — এই প্রভাবের জন্য IceCube-এর আগের অনুসন্ধানের চেয়ে দশ গুণ বেশি। বিশ্লেষণটি অন্ধভাবে (ব্লাইন্ড) করা হয়েছে, আর ফল প্রকাশের আগে প্রতিটি যাচাই পেরোতে হয়েছে।

রায়: ডেটা সর্বত্র সাধারণ তিন-ফ্লেভার দোলনের সঙ্গে মেলে। যেখানে ডিকোহেরেন্স সবচেয়ে জোরে কামড় বসাত, সেখানে কোনো ঘাটতি নেই।

আগের পরীক্ষাগুলোর তুলনায় নতুন ঊর্ধ্বসীমা (লাল তারা)। n = 3-এর জন্য তারাটি সেই সবুজ রেখার নিচে পড়ে, যা একটি “স্বাভাবিক” প্লাঙ্ক-মাপের প্রভাব চিহ্নিত করে। — চিত্র ৬, IceCube Collaboration (2026), arXiv:2610.14144.

• n = 2 ও n = 3-এর জন্য সীমাগুলো IceCube-এর আগের সীমার চেয়ে দশ গুণেরও বেশি উন্নত। এই লাভ আসে মূলত সর্বোচ্চ শক্তির নিউট্রিনো থেকে।
• n = 2-এর জন্য, দুটি মডেলেই, ১ TeV-তে ডিকোহেরেন্সের প্রাবল্য ৭.২৬ × ১০⁻¹⁹ ইলেকট্রনভোল্টের কম হতে হবে।
• n = 3-এর জন্য সীমা এখন “স্বাভাবিক” প্লাঙ্ক-মাপের প্রত্যাশার নিচে পৌঁছেছে — যে মান পাওয়া যায় এই ধরে নিয়ে যে প্লাঙ্ক শক্তিতে প্রভাবটি খোদ প্লাঙ্ক মাপের মতোই প্রবল হয়। n = 3-এর জন্য এই স্তর এই প্রথম ছোঁয়া গেল।

প্রত্যাশার চেয়ে ভালো লুকিয়ে

স্থান-কালের ফেনা যদি এভাবে নিউট্রিনো দোলনকে স্তিমিত করে, তবে একটি স্বাভাবিক প্লাঙ্ক-মাপের অনুমানের চেয়ে তাকে আরও জোরালোভাবে দমিত থাকতে হবে — কোনো বাড়তি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, অথবা এমন শক্তি-নির্ভরতা নিয়ে যা সরল ঘাত-নিয়ম নয়। লেখকেরা এগুলোকে এই শ্রেণির মডেলের ওপর এখন পর্যন্ত সবচেয়ে কঠোর সীমা বলেছেন।

পরীক্ষাটির কিছু অন্ধ কোণ আছে। IceCube একটি একটি করে নিউট্রিনো আর অ্যান্টিনিউট্রিনো আলাদা করতে পারে না, তাই বিশ্লেষণ ধরে নেয় দুটি একই রকম আচরণ করে। আর মডেলগুলো ইচ্ছাকৃতভাবে সরল, একটিমাত্র স্তিমিতকরণ-প্যারামিটারসহ। বড় নমুনা, বিশেষত পরিকল্পিত IceCube-Gen2 ডিটেক্টর থেকে, অনুসন্ধানকে আরও এগিয়ে নেওয়ার কথা।