কর্নেল বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণাগারে বিজ্ঞানীরা আকস্মিকভাবে এমন একটি পদার্থের সন্ধান পেয়েছেন, যা এমনভাবে আচরণ করে যেন তার মধ্যে একইসঙ্গে ইলেকট্রনের দুটি পরস্পরবিরোধী জগৎ সহাবস্থান করছে। কথা হচ্ছে রম্বোহেড্রাল ষষ্ঠ স্তরের গ্রাফিন নিয়ে — কার্বনের ছয়টি স্তর, যা পুনরাবৃত্ত নকশায় সরণসহ সাজানো। মোচড়ানো স্তর অধ্যয়নের বদলে গবেষকরা একটি সমান স্তূপ পেয়েছেন, এবং ঠিক সেই স্তূপই অপ্রত্যাশিত কোয়ান্টাম দশাগুলো উন্মোচন করেছে।
গ্রাফিন বহুদিন ধরেই তার দৃঢ়তা ও পরিবাহিতার জন্য পরিচিত, কিন্তু যখন স্তরগুলো একটি নির্দিষ্ট পদ্ধতিতে সাজানো হয়, তখন ইলেকট্রনগুলো পরস্পরের সঙ্গে অনেক বেশি শক্তিশালীভাবে মিথস্ক্রিয়া করতে শুরু করে। ষষ্ঠ স্তরের সংস্করণে আধানের নির্দিষ্ট ঘনত্ব ও বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে এমন একটি অবস্থা সৃষ্টি হয়, যেখানে ইলেকট্রন ও ছিদ্র সহাবস্থান করে এবং প্রবলভাবে পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত থাকে। এটি মানুষের ভিড়ের মতো, যেখানে প্রত্যেকে প্রতিবেশীর চলাচলে প্রভাব ফেলে, কেবল নিজের কাজে চলে যায় না।
পরিমাপে বৈদ্যুতিক রোধের বিলুপ্তি — অতিপরিবাহিতার লক্ষণ — এবং অস্বাভাবিক হল প্রভাব দেখা গেছে, যা কক্ষপথীয় চুম্বকত্বের দিকে ইঙ্গিত করে। দুটি অতিপরিবাহী অবস্থা ঠিক সেখানেই সৃষ্টি হয়েছে যেখানে ইলেকট্রন ও ছিদ্রের অঞ্চলগুলো পরস্পরকে ছেদ করে। সম্ভবত তাদের মিথস্ক্রিয়া এই দশাগুলো গঠনে মূল ভূমিকা রাখে, যা পঞ্চম স্তরের গ্রাফিনে দেখা যায়নি।
যন্ত্রটিকে বোরন নাইট্রাইডের স্তরগুলোর মাঝে রাখা হয়েছিল এবং গেট ক্ষেত্র দিয়ে নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল। তাপমাত্রা, চৌম্বক ক্ষেত্র ও আধানের ঘনত্ব পরিবর্তন করে দলটি একটি বিস্তারিত দশা চিত্র তৈরি করেছে। তাতে মিথস্ক্রিয়াজনিত অন্তরক, অতিপরিবাহিতার অঞ্চল এবং দুই ধরনের কক্ষপথীয় চুম্বকত্ব স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান। ফলাফল প্রকাশিত হয়েছে Nature Physics-এ।
এই আবিষ্কার কেবল মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের জন্যই গুরুত্বপূর্ণ নয়। ইলেকট্রন ও ছিদ্রের মিথস্ক্রিয়া কীভাবে প্রচলিত প্রক্রিয়া ছাড়াই অতিপরিবাহিতা জন্ম দেয় তা বোঝা উচ্চতর তাপমাত্রায় কাজ করে এমন পদার্থ তৈরির পথকে ত্বরান্বিত করতে পারে। এ ধরনের পদার্থ কোয়ান্টাম কম্পিউটার, শক্তি-সাশ্রয়ী সংক্রমণ লাইন এবং নতুন সেন্সরে কাজে লাগবে।
বর্তমানে গবেষকরা কক্ষপথীয় চুম্বকত্বের প্রকৃতি নিয়ে গভীরে যাচ্ছেন। তারা এই অনুমান যাচাই করছেন যে আধানের একটি অংশ স্ফটিকসদৃশ গঠন তৈরি করে, আর বাকিরা তরলসদৃশ অবস্থায় থাকে। এসব প্রশ্ন বর্তমান কাজের সীমার বাইরে চলে যায়, তবে এখনই স্পষ্ট যে ষষ্ঠ স্তরের গ্রাফিন কোয়ান্টাম পারস্পরিক সম্পর্ক অধ্যয়নের নতুন ক্ষেত্র হয়ে উঠেছে।
আকস্মিক এই আবিষ্কার আরও একবার মনে করিয়ে দেয় যে দ্বিমাত্রিক পদার্থের জগতে স্তরের সংখ্যা বা তাদের পারস্পরিক বিন্যাস বদলালেই যথেষ্ট — আর চিরচেনা ধর্ম সম্পূর্ণ নতুন কিছুতে রূপান্তরিত হয়।
