Enrico Fermi and His Contribution
বিশ্বের প্রথম নিউক্লিয়ার রিঅ্যাকটর Chicago Pile-1 এর সৃষ্টিকর্তা এবং আধুনিক নিউক্লিয়ার যুগের জনক ENRICO FERMI ,২৯ এ সেপ্টেম্বর ১৯০১ সালে ইতালির রাজধানী রোমে জন্মগ্রহণ করেন
১৯১৮ সালের জুলাই মাসে এনরিকো পিসা বিশ্ববিদ্যালয়ে অঙ্ক নিয়ে ভর্তি হন।।১৭ বছরের বালক এনরিকো Fourier analysis পদ্ধতি ব্যাবহার করে কম্পনশীল ধাতুর Differential Equation তৈরি ও সমাধান করেন এছাড়া এই পিসা বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রবেশিকার জন্য এনরিকো Specific characteristics of Sounds এর ওপর একটি প্রবন্ধ লেখেন।। বিশ্ববিদ্যালয়ে তার পদার্থবিদ্যার শিক্ষক Luigi Puccianti তার দ্বারা এত প্রভাবান্নিত হন যে তিনি বিশ্ববিদ্যালয়-এর পদার্থবিদ্যার গবেষণাগারকে ফার্মি ও তার দুই বন্ধু Franco Rasetti ও Nello Carrara কে নিজেদের ইচ্ছামত ব্যবহার করার অনুমতি দেন।। ফার্মি ও তার দুই বন্ধু কেলাসের ওপর X-ray ব্যবহার করে X-ray এর তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের ধর্ম প্রমান করেন(Laue Image, ভন লাওয়া আগেই এর প্রমান দেন)
Preliminary Research:-
বিশ্ববিদ্যালয়ে তৃতীয় বর্ষে থাকাকালীন ফার্মি ১৯২১ সালে চারটি পেপার লেখেন প্রথমটি হল On the dynamics of a rigid system of electrical charges in translational motion যাতে তিনি ভর কে scalar এর পরিবর্তে Tensor এর আকারে প্রকাশ করেন দ্বিতীয়টি হলো On the electrostatics of a uniform gravitational field of electromagnetic charges and on the weight of electromagnetic charges যেখানে তিনি দেখান যে কোন আধানের ভর হলো ঐ আধানের স্থিরতড়িৎ আকর্ষণ বল ও আলোর বেগের বর্গের অনুপাত M=(Uₑ/c²)
এর মধ্য প্রথম পেপারটির মাধ্যমে তিনি আপাতভাবে সনাতন তড়িৎ চুম্বকীয় তত্ত্ব ও আপেক্ষিকতাবাদ এরমধ্যে অসংগতি লক্ষ করেন।। এর ওপর ভিত্তি করে তিনি আর একটি পেপার লেখেন নাম দেন Concerning a contradiction between Electrodynamics and relativistic theory of electromagnetic mass তাতে তিনি দেখান এই অসঙ্গতি Relativity এর ফলশ্রুতি।। এই পেপারটি পরে জার্মান scientific journal, Physikalische Zeitschrift এ প্রকাশিত হয়।। এই বছরের শেষদিকে তিনি শেষ একটি আর্টিকল লেখেন "On the Phenomena Occurring Near Worldline" যেখানে তিনি আইনস্টাইনের Principle of Equivalence পর্যবেক্ষণ করে Fermi coordinates এর ব্যবহার করেন।। তিনি প্রমান করেন যে Time-line এর কাছে World-line Euclidean Space এর মত আচরণ করে।।
১৯২২ সালে তিনি তার A Theorem on Probability and Some of It's Applications এর জন্য Laura উপাধি লাভ করেন।। এর পর তিনি একবছর ধরে Göttingen University তে Max Born এর কাছে ও পরে Leiden এ Paul Ehrenfest এর কাছে গবেষণা করেন।।এই সময় তার Werner Heisenberg, Samuel Goudsmit, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Ernst Pascual Jordan এর সাথে পরিচয় হয়।।
Fermi-Dirac Statistics:-
Wolfgang Pauli তার Pauli Exclusion Principle প্রকাশ করলে Enrico Fermi তার বিখ্যাত পেপার On the quantization of perfect monoatomic gas এ Pauli র Exclusion Principle কে Ideal gas এর ওপর প্রয়োগ করেন।। এই পেপার এ statistical formulation ব্যবহার করেন, যা দিয়ে তিনি যে সমস্ত Identical Particles, Pauli's Exclusion মেনে চলে তাদের ঐ ধরনের একাধিক Particle এর মধ্যে Distribution বর্ণনা করে।। এর কিছুকাল পরে Paul Dirac স্বাধীনভাবেই একই ধরনের একটি পেপার প্রকাশ করেন।। যার ফলে এই Statistics কে Fermi-Dirac Statistics বলে।। আর যে সমস্ত কণা Pauli's Exclusion Principle মেনে চলে তাদের FERMIONS বলে আর যারা মানে না তাদের BOSONS বলে।।
Neutrino and Beta decay:-
সমসাময়িক কালে আর এক বড়ো প্রশ্ন ছিল Beta Decay, যাতে Neutron বিভাজিত হয়ে Proton ও Electron এ পরিণত হয়।। কিন্তু এই প্রক্রিয়ায় সব থেকে বড়ো সমস্যা হলো Proton ও Electron এর মিলিত শক্তি Neutron এর থেকে কম।। Wolfgang Pauli এই প্রক্রিয়ায় শক্তিকে সংরক্ষিত রাখার জন্য একটি বিনা আধান যুক্ত অতি কম ভরযুক্ত এক কণার কল্পনা করেন।। Fermi এই ধারনা গ্রহণ করে দুটি পেপার লেখেন যেখানে তিনি এই কণার বিভিন্ন ধর্ম বার করেন এবং দেখান যে কেন এই কণা খুজে পাওয়া কঠিন।। তিনি এই Beta Decay Process এর নাম দেন Fermi Interactions যা পরে Weak Interactions নামে পরিচিত হয়।। এই কণার নাম দেন Neutrino..
Induced Radioactivity by Slow Neutron:-
Irène Joliot-Curie এবং Frederick Joliot তাদের পরীক্ষায় α-particle ব্যাবহার করে কৃত্রিমভাবে তেজস্ক্রিয়তার সৃষ্টি করেন।। নিউট্রন আবিষ্কারের পর ফার্মি বিভিন্ন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে নিউট্রন কণা ছুড়ে কৃত্রিম ভাবে তেজস্ক্রিয়তা সৃষ্টি করা যায় কিনা তিনি নিজে 22 টি মত মৌলের ওপর পরীক্ষা করেন।। কিছু ক্ষেত্রে তেজস্ক্রিয়তার সৃষ্টি হয় আবার কিছু ক্ষেত্রে হয়নি।।
তিনি তখনকার দিনে জানা সবথেকে ভারী মৌল ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম এর ওপর প্রয়োগ করে দেখলেন যে তেজস্ক্রিয়তার সৃষ্টি হচ্ছে কিনা কিন্তু ইউরেনিয়াম থোরিয়াম এর প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয়তার জন্য ভুল করে বসেন।। তিনি ভাবেন যে তিনি ইউরেনিয়ামত্তর মৌল আবিষ্কার করে ফেলেছেন এবং মৌলদুটির নাম দেন Hesperium ও Ausonium।। তার এই গবেষণার জন্য তিনি ১৯৩৮ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পান।। কিন্তু Ida Noddak সন্দেহবশত বলেন যে ফার্মি ইউরেনিয়ামত্তর মৌল আবিষ্কার করেননি বরং ইউরেনিয়াম কে বিভাজিত করেছেন।। ফার্মি তখন তাকে বিশেষ গুরুত্ব দেননি কারন Ida Noddak এর কাছে পরিক্ষনীয় বা তাত্ত্বিক প্রমান কোনটাই ছিল না।।
Manhattan Project:-
পরবর্তীকালে Otto Han ও Strasman ফার্মির পরীক্ষার পুনরাবৃত্তি করেন কিন্তু তারা ইউরেনিয়ামত্তর মৌলের(Transuranium Elements) বদলে পেলেন Barium যা ইউরেনিয়াম অপেক্ষা হাল্কা।। Lisa Meitner ও তার ভাইপো Otto Frisch এর ব্যাখ্যা দেন।। তারা বলে ধীর গতির নিউট্রন ইউরেনিয়াম এর নিউক্লিয়াসকে অস্থায়ী করে দেয় এবং ইউরেনিয়াম এর নিউক্লিয়াস বিভাজিত হয়ে বেরিয়াম ও ক্রিপ্টন তৈরি হয় সাথে ইউরেনিয়াম এর কিছু ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে যায়।। Otto Han এর মত দক্ষ রসায়নবিদ এর হাতে ফার্মির ভুল ধরা পরে যায়।।
ততদিনে হিটলার, মুসোলিনীর -এর আগ্রাসী নীতির জন্য এই সম্ভাব্য হাতিয়ার কে হিটলার ও মুসোলিনীর হাতে পৌছানোর আগে মিত্রশক্তির হাতে আসার জন্য Manhattan Project শুরু হয়।। এই প্রকল্পে ফার্মি যোগ দেন ও ১৯৪২ সালের নাগাদ নিয়ন্ত্রিত পরমাণু বিভাজন করেন নাম দেন Chicago Pile-1।। পরমাণু অস্ত্র তৈরি হওয়ার পর পরও তিনি মিত্রশক্তি প্রধানদের কাছে বারেবারে অনুরোধ করেন যাতে এই অস্ত্রের ব্যবহার না হয়।।
After world war:-
যুদ্ধপরবর্তিকালে তিনি আমেরিকার National Academy of Science এর সদস্য নির্বাচিত হন।। এই সময় তিনি Maria Mayer এর সাথে Spin-orbit Coupling, Leona Marshall এর সাথে Neutron Scattering এর ওপর গবেষণা করেন।। এছাড়া গণিতজ্ঞ Von Neumann এর সাথে Rayleigh-Taylor Instability এর ওপর পেপার লেখেন।।
এছাড়া Particle Physics এ Pion muon এর ওপর গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা করেন ও pion- neucleons resonance, pion যে বিভিন্ন composite particle এ তৈরি তার ভবিষ্যতবাণী করেন।।
এছাড়া বহির্বিশ্বে প্রাণ এর অস্তিত্ব নিয়ে এক সম্ভাবনা ও কোন হদিস না পাওয়ার কারন নিয়ে প্রগাঢ় চিন্তা করেন যা বর্তমানে Fermi-paradox নামে পরিচিত।।
বিংশ শতাব্দীর এক মহান পদার্থবিদ Enrico Fermi ১৯৫৪ সালে পাকস্থলির ক্যান্সারে আক্রান্ত হয়ে ঐ বছরেরই ২৮ শে নভেম্বর মারা যান।। তার মৃত্যুর পর তাকে Oak wood Cemetery তে সমাধিস্ত করা হয়।। তার মৃত্যুর সাথে সাথে পদার্থবিজ্ঞানএর এক স্বর্ণযুগের অবসান হয়।।
।। বাবা Alberto Fermi মা Ida de Gattis এর তৃতীয় সন্তান ছিলেন ফার্মি।। বাবা ছিলেন রেলওয়ে বিভাগের প্রধান কর্মচারী ও মা ছিলেন স্থানীয় স্কুলের শিক্ষিকা।।ছেলেবেলায় একটি আন্দ্রে কারাফ্ফা লেখা একটি বই Elementorum physicae mathematicae এনরিকোর চোখে পড়ে।। এই বইটির ওপর ভিত্তি করে এনরিকো তার বন্ধু Enrico Persico সাথে মিলে পৃথিবীর অভিকর্ষজ ত্বরণ মাপার জন্য Gyroscope তৈরি করেন এছাড়া দাদা Giulio সাথে মিলে বৈদ্যুতিক মোটর সহ নানান জিনিস তৈরি করেন।। দাদা ১৯১৫ সালে গলার সংক্রমণে মারা যান।।
১৯১৮ সালের জুলাই মাসে এনরিকো পিসা বিশ্ববিদ্যালয়ে অঙ্ক নিয়ে ভর্তি হন।।১৭ বছরের বালক এনরিকো Fourier analysis পদ্ধতি ব্যাবহার করে কম্পনশীল ধাতুর Differential Equation তৈরি ও সমাধান করেন এছাড়া এই পিসা বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রবেশিকার জন্য এনরিকো Specific characteristics of Sounds এর ওপর একটি প্রবন্ধ লেখেন।। বিশ্ববিদ্যালয়ে তার পদার্থবিদ্যার শিক্ষক Luigi Puccianti তার দ্বারা এত প্রভাবান্নিত হন যে তিনি বিশ্ববিদ্যালয়-এর পদার্থবিদ্যার গবেষণাগারকে ফার্মি ও তার দুই বন্ধু Franco Rasetti ও Nello Carrara কে নিজেদের ইচ্ছামত ব্যবহার করার অনুমতি দেন।। ফার্মি ও তার দুই বন্ধু কেলাসের ওপর X-ray ব্যবহার করে X-ray এর তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের ধর্ম প্রমান করেন(Laue Image, ভন লাওয়া আগেই এর প্রমান দেন)
Preliminary Research:-
বিশ্ববিদ্যালয়ে তৃতীয় বর্ষে থাকাকালীন ফার্মি ১৯২১ সালে চারটি পেপার লেখেন প্রথমটি হল On the dynamics of a rigid system of electrical charges in translational motion যাতে তিনি ভর কে scalar এর পরিবর্তে Tensor এর আকারে প্রকাশ করেন দ্বিতীয়টি হলো On the electrostatics of a uniform gravitational field of electromagnetic charges and on the weight of electromagnetic charges যেখানে তিনি দেখান যে কোন আধানের ভর হলো ঐ আধানের স্থিরতড়িৎ আকর্ষণ বল ও আলোর বেগের বর্গের অনুপাত M=(Uₑ/c²)
এর মধ্য প্রথম পেপারটির মাধ্যমে তিনি আপাতভাবে সনাতন তড়িৎ চুম্বকীয় তত্ত্ব ও আপেক্ষিকতাবাদ এরমধ্যে অসংগতি লক্ষ করেন।। এর ওপর ভিত্তি করে তিনি আর একটি পেপার লেখেন নাম দেন Concerning a contradiction between Electrodynamics and relativistic theory of electromagnetic mass তাতে তিনি দেখান এই অসঙ্গতি Relativity এর ফলশ্রুতি।। এই পেপারটি পরে জার্মান scientific journal, Physikalische Zeitschrift এ প্রকাশিত হয়।। এই বছরের শেষদিকে তিনি শেষ একটি আর্টিকল লেখেন "On the Phenomena Occurring Near Worldline" যেখানে তিনি আইনস্টাইনের Principle of Equivalence পর্যবেক্ষণ করে Fermi coordinates এর ব্যবহার করেন।। তিনি প্রমান করেন যে Time-line এর কাছে World-line Euclidean Space এর মত আচরণ করে।।
১৯২২ সালে তিনি তার A Theorem on Probability and Some of It's Applications এর জন্য Laura উপাধি লাভ করেন।। এর পর তিনি একবছর ধরে Göttingen University তে Max Born এর কাছে ও পরে Leiden এ Paul Ehrenfest এর কাছে গবেষণা করেন।।এই সময় তার Werner Heisenberg, Samuel Goudsmit, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Ernst Pascual Jordan এর সাথে পরিচয় হয়।।
Fermi-Dirac Statistics:-
Wolfgang Pauli তার Pauli Exclusion Principle প্রকাশ করলে Enrico Fermi তার বিখ্যাত পেপার On the quantization of perfect monoatomic gas এ Pauli র Exclusion Principle কে Ideal gas এর ওপর প্রয়োগ করেন।। এই পেপার এ statistical formulation ব্যবহার করেন, যা দিয়ে তিনি যে সমস্ত Identical Particles, Pauli's Exclusion মেনে চলে তাদের ঐ ধরনের একাধিক Particle এর মধ্যে Distribution বর্ণনা করে।। এর কিছুকাল পরে Paul Dirac স্বাধীনভাবেই একই ধরনের একটি পেপার প্রকাশ করেন।। যার ফলে এই Statistics কে Fermi-Dirac Statistics বলে।। আর যে সমস্ত কণা Pauli's Exclusion Principle মেনে চলে তাদের FERMIONS বলে আর যারা মানে না তাদের BOSONS বলে।।
Neutrino and Beta decay:-
সমসাময়িক কালে আর এক বড়ো প্রশ্ন ছিল Beta Decay, যাতে Neutron বিভাজিত হয়ে Proton ও Electron এ পরিণত হয়।। কিন্তু এই প্রক্রিয়ায় সব থেকে বড়ো সমস্যা হলো Proton ও Electron এর মিলিত শক্তি Neutron এর থেকে কম।। Wolfgang Pauli এই প্রক্রিয়ায় শক্তিকে সংরক্ষিত রাখার জন্য একটি বিনা আধান যুক্ত অতি কম ভরযুক্ত এক কণার কল্পনা করেন।। Fermi এই ধারনা গ্রহণ করে দুটি পেপার লেখেন যেখানে তিনি এই কণার বিভিন্ন ধর্ম বার করেন এবং দেখান যে কেন এই কণা খুজে পাওয়া কঠিন।। তিনি এই Beta Decay Process এর নাম দেন Fermi Interactions যা পরে Weak Interactions নামে পরিচিত হয়।। এই কণার নাম দেন Neutrino..
Induced Radioactivity by Slow Neutron:-
Irène Joliot-Curie এবং Frederick Joliot তাদের পরীক্ষায় α-particle ব্যাবহার করে কৃত্রিমভাবে তেজস্ক্রিয়তার সৃষ্টি করেন।। নিউট্রন আবিষ্কারের পর ফার্মি বিভিন্ন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে নিউট্রন কণা ছুড়ে কৃত্রিম ভাবে তেজস্ক্রিয়তা সৃষ্টি করা যায় কিনা তিনি নিজে 22 টি মত মৌলের ওপর পরীক্ষা করেন।। কিছু ক্ষেত্রে তেজস্ক্রিয়তার সৃষ্টি হয় আবার কিছু ক্ষেত্রে হয়নি।।
তিনি তখনকার দিনে জানা সবথেকে ভারী মৌল ইউরেনিয়াম, থোরিয়াম এর ওপর প্রয়োগ করে দেখলেন যে তেজস্ক্রিয়তার সৃষ্টি হচ্ছে কিনা কিন্তু ইউরেনিয়াম থোরিয়াম এর প্রাকৃতিক তেজস্ক্রিয়তার জন্য ভুল করে বসেন।। তিনি ভাবেন যে তিনি ইউরেনিয়ামত্তর মৌল আবিষ্কার করে ফেলেছেন এবং মৌলদুটির নাম দেন Hesperium ও Ausonium।। তার এই গবেষণার জন্য তিনি ১৯৩৮ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পান।। কিন্তু Ida Noddak সন্দেহবশত বলেন যে ফার্মি ইউরেনিয়ামত্তর মৌল আবিষ্কার করেননি বরং ইউরেনিয়াম কে বিভাজিত করেছেন।। ফার্মি তখন তাকে বিশেষ গুরুত্ব দেননি কারন Ida Noddak এর কাছে পরিক্ষনীয় বা তাত্ত্বিক প্রমান কোনটাই ছিল না।।
Manhattan Project:-
পরবর্তীকালে Otto Han ও Strasman ফার্মির পরীক্ষার পুনরাবৃত্তি করেন কিন্তু তারা ইউরেনিয়ামত্তর মৌলের(Transuranium Elements) বদলে পেলেন Barium যা ইউরেনিয়াম অপেক্ষা হাল্কা।। Lisa Meitner ও তার ভাইপো Otto Frisch এর ব্যাখ্যা দেন।। তারা বলে ধীর গতির নিউট্রন ইউরেনিয়াম এর নিউক্লিয়াসকে অস্থায়ী করে দেয় এবং ইউরেনিয়াম এর নিউক্লিয়াস বিভাজিত হয়ে বেরিয়াম ও ক্রিপ্টন তৈরি হয় সাথে ইউরেনিয়াম এর কিছু ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে যায়।। Otto Han এর মত দক্ষ রসায়নবিদ এর হাতে ফার্মির ভুল ধরা পরে যায়।।
ততদিনে হিটলার, মুসোলিনীর -এর আগ্রাসী নীতির জন্য এই সম্ভাব্য হাতিয়ার কে হিটলার ও মুসোলিনীর হাতে পৌছানোর আগে মিত্রশক্তির হাতে আসার জন্য Manhattan Project শুরু হয়।। এই প্রকল্পে ফার্মি যোগ দেন ও ১৯৪২ সালের নাগাদ নিয়ন্ত্রিত পরমাণু বিভাজন করেন নাম দেন Chicago Pile-1।। পরমাণু অস্ত্র তৈরি হওয়ার পর পরও তিনি মিত্রশক্তি প্রধানদের কাছে বারেবারে অনুরোধ করেন যাতে এই অস্ত্রের ব্যবহার না হয়।।
After world war:-
যুদ্ধপরবর্তিকালে তিনি আমেরিকার National Academy of Science এর সদস্য নির্বাচিত হন।। এই সময় তিনি Maria Mayer এর সাথে Spin-orbit Coupling, Leona Marshall এর সাথে Neutron Scattering এর ওপর গবেষণা করেন।। এছাড়া গণিতজ্ঞ Von Neumann এর সাথে Rayleigh-Taylor Instability এর ওপর পেপার লেখেন।।
এছাড়া Particle Physics এ Pion muon এর ওপর গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা করেন ও pion- neucleons resonance, pion যে বিভিন্ন composite particle এ তৈরি তার ভবিষ্যতবাণী করেন।।
এছাড়া বহির্বিশ্বে প্রাণ এর অস্তিত্ব নিয়ে এক সম্ভাবনা ও কোন হদিস না পাওয়ার কারন নিয়ে প্রগাঢ় চিন্তা করেন যা বর্তমানে Fermi-paradox নামে পরিচিত।।
বিংশ শতাব্দীর এক মহান পদার্থবিদ Enrico Fermi ১৯৫৪ সালে পাকস্থলির ক্যান্সারে আক্রান্ত হয়ে ঐ বছরেরই ২৮ শে নভেম্বর মারা যান।। তার মৃত্যুর পর তাকে Oak wood Cemetery তে সমাধিস্ত করা হয়।। তার মৃত্যুর সাথে সাথে পদার্থবিজ্ঞানএর এক স্বর্ণযুগের অবসান হয়।।
লিখনে:- Shravan Ghosh
তথ্যসূত্র:- Wikipedia
Comments
Post a Comment