মিউয়ন প্রথমবার দেখল বুকের ভেতর

মিউয়ন ইলেকট্রনের ভারী জ্ঞাতিভাই, প্রায় ২০০ গুণ বেশি ভরের। এই ভারের কারণে দ্রুতগামী মিউয়ন খুব কম শক্তি হারিয়ে পদার্থের বিশাল পুরুত্ব পেরোতে পারে। মহাজাগতিক রশ্মি সারাক্ষণ এগুলো পৃথিবীর পৃষ্ঠে বর্ষণ করছে, আর পদার্থবিদেরা এদের একটি ছবি তোলার যন্ত্রে পরিণত করেছেন: মিউওগ্রাফি। এটি দিয়ে আগ্নেয়গিরি, হিমবাহ আর প্রত্নস্থল পরীক্ষা করা হয়েছে, আর বিখ্যাতভাবে গিজার গ্রেট পিরামিডের ভেতরে একটি বড় অজানা ফাঁকা জায়গা উন্মোচিত হয়েছে।

দ্বিতীয় একটি কৌশল, মিউয়ন বিক্ষেপণ টোমোগ্রাফি (muon scattering tomography), মাপে কোনো বস্তু পেরোনোর সময় প্রতিটি মিউয়ন কতটা বিচ্যুত হয়। ঘন, ভারী পদার্থ মিউয়নকে জোরালোভাবে বাঁকায়, তাই এই পদ্ধতি পণ্য পরিদর্শন আর আড়াল করা পারমাণবিক উপাদান খোঁজার কাজে ব্যবহৃত হয়।

সম্ভাব্য সবচেয়ে ক্ষীণ সংকেত

মানবদেহ ঠিক উল্টো ঘটনা। নরম কলা হালকা মৌলে তৈরি, আর তাদের ঘনত্ব কাছাকাছি। তারা যে বিচ্যুতি ঘটায় তা ইউরেনিয়াম বা ইস্পাতের চেয়ে কয়েক মাত্রা-ক্রম ছোট। মিউয়ন টোমোগ্রাফি নরম কলায় আদৌ কিছু দেখতে পায় কি না, তা ছিল একটি খোলা প্রশ্ন।

আকর্ষণটা বাস্তব: কয়েকশ কোটি ইলেকট্রনভোল্টের মিউয়ন খুব কম শক্তি রেখে শরীর পেরিয়ে যায়। লেখকেরা এদের এক্স-রে স্ক্যানারের বিকল্প হিসেবে দেখেন না, বরং দেখেন এমন ক্ষেত্রে একটি সম্ভাব্য পরিপূরক হিসেবে, যেখানে কম মাত্রা বা বারবার ছবি তোলা গুরুত্বপূর্ণ। সমস্যা উৎসে: প্রাকৃতিক মহাজাগতিক প্রবাহ অনেক বেশি দুর্বল, আর তীব্র মিউয়ন রশ্মি আছে কেবল বড় ত্বরকযন্ত্রে।

CERN-এর রশ্মিতে একটি প্লাস্টিকের বুক

CERN-এর দীপান্বিতা ব্যানার্জি (Dipanwita Banerjee) আর ETH জুরিখ ও ভালেন্সিয়ার ইনস্টিটিউট অব কর্পাসকুলার ফিজিক্সের সহকর্মীরা জেনেভা ইউনিভার্সিটি হাসপাতাল থেকে একটি অ্যাল্ডারসন থোরাক্স ফ্যান্টম (Alderson thorax phantom) ধার নিয়েছিলেন। এটি ক্লিনিক্যাল ডোজিমেট্রিতে ব্যবহৃত একটি ডামি: কলা-সদৃশ প্লাস্টিকের একটি দেহ, যাতে আছে ফুসফুস, হৃৎপিণ্ড, যকৃৎ আর হাড়-সমতুল্য উপাদানে তৈরি একটি পূর্ণ কঙ্কাল।

২০২৬ সালের এপ্রিলে তাঁরা এটি CERN-এর প্রোটন সিনক্রোট্রনের 2 GeV/c মিউয়ন রশ্মিতে রাখেন। সামনে দুটি আর পেছনে দুটি ডিটেক্টর প্রতিটি মিউয়নের ঢোকা ও বেরোনোর পথ নথিভুক্ত করেছে, যা থেকে তার বিচ্যুতি পাওয়া যায়। তাঁরা হাতে ঘুরিয়ে ফ্যান্টমটিকে সাতটি কোণে রেখেছেন এবং ২,৯৩,০৩৫টি মিউয়ন রেখেছেন।

CERN-এর T9 বিমলাইনে উজানের (T1, T2) আর ভাটির (T3, T4) ট্র্যাকারের মাঝে অ্যাল্ডারসন থোরাক্স ফ্যান্টম। — চিত্র ১, Banerjee, Banto Oberhauser, Crivelli ও Molina Bueno (2026), arXiv:2610.16647.

কাঁচা পুনর্গঠন খুব কোলাহলপূর্ণ (noisy)। তাই দলটি কোলাহল দূর করার একটি ত্রিমাত্রিক নিউরাল নেটওয়ার্ক যোগ করেছে, যা কেবল এলোমেলোভাবে আকার বদলানো অঙ্গসহ ৫০টি সিমুলেটেড ফ্যান্টমে প্রশিক্ষিত — আসল ডেটায় কখনো নয়।

সত্যের ১%-এর মধ্যে

রশ্মিটি সরু ছিল, প্রায় ৬ বাই ৪ সেন্টিমিটার। কেবল একটি ছোট অঞ্চল সাতটি কোণ থেকেই দেখা গেছে: হৃৎপিণ্ডের চারপাশে প্রায় ৮ সেন্টিমিটারের একটি খণ্ড, দেহের ০.৮%। সব নিখুঁত ফলাফল সেখানেই প্রযোজ্য।

রশ্মি আসলে ফ্যান্টমের কোন অংশগুলোতে পৌঁছেছে: গাঢ় লাল কেন্দ্রীয় অংশ সাতটি কোণ থেকেই দেখা গেছে, দেহের প্রায় ০.৮%। — চিত্র ২, Banerjee, Banto Oberhauser, Crivelli ও Molina Bueno (2026), arXiv:2610.16647.

• সেই কেন্দ্রীয় অংশে মাপা বিক্ষেপণ ঘনত্ব ছিল 1.304 × 10⁻⁴ rad²/m, যেখানে সিমুলেশন থেকে প্রত্যাশিত ছিল প্রায় 1.297 × 10⁻⁴: মিল ১%-এর চেয়েও ভালো, কোনো পুনঃক্রমাঙ্কন ছাড়াই।
• বিপথগামী ট্র্যাক কতটা কড়াভাবে ছাঁকা হবে তা বদলালে কাঁচা ছবি ১৫% সরে যায়, কিন্তু নেটওয়ার্কের আউটপুট ১%-এরও কম।
• কেন্দ্রীয় অংশের বাইরে পাঁজর, বুকের হাড় (sternum) আর মেরুদণ্ড মোটামুটি যেখানে থাকার কথা সেখানেই দেখা গেছে, হাড়ের প্রায় সঠিক ঘনত্ব নিয়ে, তবে রেখার মতো টানা অবস্থায়।

পদ্ধতিটি কী ধরতে পারেনি, সেটিও সমান গুরুত্বপূর্ণ। ফ্যান্টমের হৃৎপিণ্ডের দেয়ালে ৯ থেকে ১৪ মিলিলিটারের বাতাস-ভরা ছোট ত্রুটি আছে। সেগুলো পুনরুদ্ধার হয়নি: তাদের সংকেত, প্রায় ১০%, পরিসংখ্যানগত কোলাহলের স্তরেই পড়ে। লেখকদের অনুমান, দশ গুণ বেশি মিউয়ন সেগুলোকে শনাক্তকরণের সীমায় নিয়ে আসবে।

দুই মাইক্রোগ্রে

কেন্দ্রীয় অংশের প্রতিটি ভক্সেল প্রায় ৫৮টি মিউয়ন পেরিয়েছে। লেখকেরা স্থানীয় মাত্রা অনুমান করেন প্রায় ২ মাইক্রোগ্রে, আর দশ গুণ বেশি মিউয়নে প্রায় ২০। তুলনার জন্য তাঁরা বুকের এক্স-রের ক্ষেত্রে প্রায় ০.১ মিলিসিভার্ট আর বুকের সিটি স্ক্যানের ক্ষেত্রে প্রায় ৬-এর কথা উল্লেখ করেন — সঙ্গে সতর্ক করেন যে এই পরিমাণগুলো সরাসরি তুলনীয় নয় এবং ক্লিনিক্যাল মূল্যায়নের জন্য পূর্ণ মাত্রা-হিসাব দরকার।

ত্বরকযন্ত্র থেকে ক্লিনিকে?

লেখকদের মতে, এটি নরম কলায় মিউয়ন বিক্ষেপণ টোমোগ্রাফির প্রথম পরীক্ষামূলক প্রদর্শন। একটি ক্লিনিক্যাল ব্যবস্থার জন্য অনেক বেশি কোণ আর এক মিলিমিটারের কম নির্ভুলতার সারিবদ্ধকরণ দরকার হবে। এর স্বাভাবিক লক্ষ্য হবে স্পষ্ট ঘনত্ব-পার্থক্যের ক্ষত, যেমন বাতাস-ভরা ফুসফুসের ভেতরে একটি কঠিন পিণ্ড, বা ক্যালসিয়াম-জমা কলা। এখন সবকিছু নির্ভর করছে মিউয়ন উৎসের ওপর: দলটি ছোট আকারের, লেজার-চালিত ত্বরকযন্ত্রের দিকে ইঙ্গিত করে, যা একটি ঘরের সমান স্থাপনা থেকে রশ্মি দেওয়ার প্রতিশ্রুতি দেয়।