অবক্ষয়িত পদার্থ

কয়েলড লাইফাইসাইকেল

অবক্ষয়িত পদার্থ বা ডিজেনারেট ম্যাটার হলো ফার্মিয়নিক পদার্থের একটি অত্যন্ত ঘন অবস্থা যেখানে কণাগুলি পাউলির অপবর্জন নীতিকে পরিতুষ্ট করার জন্য গতিশক্তির উচ্চতর দশা দখল করে। এটি ইলেক্ট্রন, প্রোটন, নিউট্রন বা অন্যান্য ফার্মিয়নের সমন্বয়ে গঠিত পদার্থের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। "অবক্ষয়িত পদার্থ" শব্দটি প্রধানত জ্যোতির্বিজ্ঞানে অত্যন্ত ঘন মহাজাগতিক বস্তু গুলিকে বোঝাতে ব্যবহৃত হয় যেখানে মহাকর্ষীয় চাপ এতটাই বেশি যে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের প্রভাব অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই ধরনের পদার্থ সাধারণত বিভিন্ন তারায় তাদের চূড়ান্ত বিবর্তনীয় অবস্থায়, যেমন শ্বেত বামন এবং নিউট্রন তারায় পাওয়া যায় যেখানে মহাকর্ষীয় পতন এড়ানোর জন্য কেবল তাপীয় চাপ যথেষ্ট নয়।

অবক্ষয়িত পদার্থকে সাধারণত আদর্শ ফার্মি গ্যাস হিসাবে মডেল করা হয় যা অ-ইন্টারেক্টিভ ফার্মিয়নের একটি স্থাপত্য-সমাহার। কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের একটি বিবরণে বলা হয় যে, একটি সীমাবদ্ধ আয়তনের মধ্যে থাকা কণাগুলি কেবল শক্তির একটি পৃথক সেট নিতে পারে যা কোয়ান্টাম দশা বলে পরিচিত। পাউলির অপবর্জন নীতি একরূপ ফার্মিয়নগুলিকে একই কোয়ান্টাম দশা দখল করা থেকে বাধা দেয়। সর্বনিম্ন মোট শক্তিতে (যখন কণার তাপীয় শক্তি নগণ্য) সকল নিম্ন শক্তির কোয়ান্টাম দশা পূর্ণ হয়ে যায়। এই অবস্থা পুর্ন অবক্ষয় বা ফুল ডিজেনারেসি হিসাবে পরিচিত। এই অবক্ষয় চাপ কোন সময়, এমনকি পরম শূন্য তাপমাত্রায়ও শূন্য হয় না। কণা যুক্ত করা বা আয়তন হ্রাস করা কণাগুলিকে উচ্চ-শক্তির কোয়ান্টাম দশা দখলে বাধ্য করে। এই পরিস্থিতিতে একটি সংকোচন বল প্রয়োজন যা প্রতিরোধের চাপ হিসাবে প্রকাশিত হয়। এর মূল বৈশিষ্ট্যটি হ'ল যে, অবক্ষয় চাপ তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে না। কেবল মাত্র ফার্মিয়নের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। অবক্ষয় চাপ ঘন নক্ষত্রকে স্থিতিশীল রাখে যা নক্ষত্রের তাপমাত্রিক গঠন থেকে স্বাধীন।

কোনো অবক্ষয়িত ভর যার ফার্মিয়নের বেগ আলোর বেগের কাছাকাছি (কণার শক্তি তার স্থির অবস্থায় ভরের শক্তির চেয়ে বেশি) হয় তাকে আপেক্ষিক অবক্ষয়িত পদার্থ বলে।

অবক্ষয়িত পদার্থ দ্বারা গঠিত অবক্ষয়ী তারার ধারণা মূলত আর্থার স্ট্যানলি এডিংটন, র‌্যালফ ফাউলার এবং আর্থার মিলেনের একটি যৌথ প্রয়াসে তৈরি হয়। এডিংটন দ্বারা প্রস্তাবিত হয় যে লুব্ধক B তে পরমাণুগুলি প্রায় পুরোপুরি আয়নিক এবং আঁটসাঁট ভাবে পরিপূর্ণ। ফাউলার শ্বেত বামনগুলিকে এমন একটি কণার গ্যাসের সমন্বয়ে গঠিত বলে বর্ণনা করেছিলেন যা কম তাপমাত্রায় অবক্ষয়িত হয়ে ওঠে। মিলেন কর্তৃক প্রস্তাবিত হয় যে, অবক্ষয়িত পদার্থ কেবল কম্প্যাক্ট নক্ষত্রের মধ্যেই নয় বরং বেশিরভাগ নক্ষত্রের নিউক্লিয়াসেই পাওয়া যায়।

অবক্ষয়িত পদার্থ: সংজ্ঞা, বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার

বিষয়	বিস্তারিত/সংজ্ঞা	মূল বৈশিষ্ট্য	ব্যবহার ও গুরুত্ব
অবক্ষয়িত পদার্থ (Degenerate Matter)	ফার্মিয়ন (ইলেক্ট্রন, প্রোটন, নিউট্রন) দ্বারা গঠিত অত্যন্ত ঘন পদার্থ। কণাগুলি পাউলির অপবর্জন নীতি পূরণ করতে উচ্চ শক্তির কোয়ান্টাম দশা দখল করে।	- তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে না- কেবল ফার্মিয়নের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে- পরম শূন্য তাপমাত্রাতেও চাপ থাকে	- ঘন নক্ষত্রের স্থিতিশীলতা বোঝা যায়- নিউক্লিয়ার ফিজিক্স ও কণার গতিবিজ্ঞানে উদাহরণ সরবরাহ করে
শ্বেত বামন (White Dwarf)	শ্বেত বামন হল অবক্ষয়িত ইলেক্ট্রন গ্যাস দ্বারা স্থিতিশীল ঘন নক্ষত্র।	- অবক্ষয় চাপ মহাকর্ষীয় পতন প্রতিরোধ করে- সাধারণত সুর্যজাত নক্ষত্রের পরবর্তী চূড়ান্ত অবস্থা	- ঘন নক্ষত্রের কাঠামো বোঝার জন্য উদাহরণ
নিউট্রন তারা (Neutron Star)	নিউট্রন দ্বারা গঠিত অবক্ষয়িত পদার্থের অত্যন্ত ঘন নক্ষত্র।	- নিউট্রন অবক্ষয় চাপ দ্বারা স্থিতিশীল- অনেক শক্তিশালী মেগনেটিক ফিল্ড থাকে	- ঘন নক্ষত্রের কাঠামো ও নিউক্লিয়ার পদার্থবিজ্ঞানের গবেষণায় গুরুত্বপূর্ণ
আপেক্ষিক অবক্ষয়িত পদার্থ (Relativistic Degenerate Matter)	যদি ফার্মিয়নের বেগ আলোর গতির কাছাকাছি হয়।	- কণার শক্তি স্থির ভরের শক্তির চেয়ে বেশি- আপেক্ষিক প্রভাব গুরুত্বপূর্ণ	- উচ্চ ঘনত্বের নক্ষত্র ও কৃষ্ণ গহ্বর গবেষণার জন্য প্রাসঙ্গিক
গবেষক ও ইতিহাস	এডিংটন, ফাউলার, মিলেনের প্রচেষ্টা	- অবক্ষয়িত পদার্থের ধারণা তৈরি- শ্বেত বামন ও ঘন নক্ষত্রের কাঠামো বোঝা যায়	- মহাজাগতিক পদার্থবিজ্ঞানের ভিত্তি
প্রায়োগিক ও শিক্ষাগত মূল্য	মহাজাগতিক পদার্থবিজ্ঞান ও কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান	- নক্ষত্র স্থিতিশীলতা বোঝায়- কোয়ান্টাম ও ফার্মিয়ন নীতির বাস্তব উদাহরণ	- কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ও কণা গবেষণায় সহায়ক

আরো দেখুন

• ম্যাগনেটার

• কৃষ্ণ গহ্বর

• শ্বেত বামন

• কোয়ার্ক তারা

• স্ট্রেঞ্জ তারা

প্রাসঙ্গিক তথ্যপঞ্জি

• Academic Press dictionary of science and technology. Morris, Christopher G., Academic Press. San Diego: Academic Press. 1992. p. 662. ISBN 0122004000. OCLC 22952145.

• see http://apod.nasa.gov/apod/ap100228.html

• Andrew G. Truscott, Kevin E. Strecker, William I. McAlexander, Guthrie Partridge, and Randall G. Hulet, "Observation of Fermi Pressure in a Gas of Trapped Atoms", Science, 2 March 2001

• Fowler, R. H. (1926-12-10). "On Dense Matter". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 87 (2): 114–122. Bibcode:1926MNRAS..87..114F. doi:10.1093/mnras/87.2.114. ISSN 0035-8711.

• David., Leverington (1995). A History of Astronomy : from 1890 to the Present. London: Springer London. ISBN 1447121244. OCLC 840277483.