ভর–শক্তি সমতা

পদার্থবিজ্ঞানে ভর–শক্তি সমতা বলতে একটি সিস্টেমের স্থিতিশীল কাঠামোতে ভর ও শক্তির মধ্যবর্তী সম্পর্ককে বোঝায়, যেখানে কেবল গুণাত্মক ধ্রুবক এবং পরিমাপের এককের ভিত্তিতে দুটি রাশির পার্থক্য করা হয়।^[১]^[২] এই মূলনীতিটি পদার্থবিদ আলবার্ট আইনস্টাইনের সূত্রের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা হয়: $E=mc^{2}$ ।^[৩] সূত্রটিতে বলা হয়েছে যে সমমানের শক্তিকে (E) ভর (m) ও আলোর গতির (c = ~ ৩ × ১০^৮ মি./সে.) বর্গের গুণফল হিসাবে গণনা করা যেতে পারে। একইভাবে, শক্তিযুক্ত যেকোন কিছুর ক্ষেত্রেও তার শক্তি E কে আলোর গতির বর্গ c² দ্বারা ভাগ করলে অনুরূপ ভর m প্রদর্শন করে। যেহেতু প্রাত্যহিক এককগুলিতে আলোর গতি একটি বিরাট সংখ্যা তাই সূত্রটি সূচিত করে যে সামান্য পরিমাণ ভর সম্পন্ন একটি প্রাত্যহিক বস্তুতেও অভ্যন্তরীণভাবে অনেক বড় পরিমাণে শক্তি থাকে। রাসায়নিক বিক্রিয়া, পারমাণবিক বিক্রিয়া এবং অন্যান্য শক্তি রূপান্তরের ফলে কোনও ব্যবস্থা পরিবেশে তার শক্তি উপাদান হারাতে পারে (এবং এইভাবে কিছু ভর), উদাহরণস্বরূপ, আলোর তেজস্বী শক্তি বা তাপ শক্তি হিসাবে মুক্ত করা।

ভর–শক্তি সমতা মূলত আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা থেকে একটি হেঁয়ালি বা প্যারাডক্স হিসেবে উদ্ভূত হয় যা অঁরি পোয়াঁকারে কর্তৃক বর্ণিত হয়েছিলো।^[৪] ১৯০৫ সালের ২১ নভেম্বর আইনস্টাইন এটি তার একটি অ্যানাস মিরাবিলিস গবেষণাপত্র কোনো বস্তুর জড়তা কি তার শক্তি-পরিমাণের উপর নির্ভর করে?-তে (জার্মান: Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?) প্রস্তাবনা দেন।^[৫] আইনস্টাইনই প্রথম যিনি এই প্রস্তাবনা দেন যে ভর ও শক্তির সমতা একটি সাধারণ নীতি এবং স্থান-কালের প্রতিসাম্যের একটি পরিণতি।

ভর–শক্তি সমতার একটি পরিণতি হলো কোনো বস্তু সুস্থির হলেও এর মাঝে কিছু অভ্যন্তরীণ বা স্বকীয় শক্তি থাকে যা স্থিতি শক্তি হিসেবে পরিচিত, স্থিতি ভরের মত। যখন বস্তুটি গতি প্রাপ্ত হয় তখন এর মোট শক্তি এর স্থিতি শক্তির চেয়ে বেশি এবং সমভাবে এর মোট ভর (এক্ষেত্রে আপেক্ষিক ভরও বলা হয়) স্থিতি ভরের চেয়ে বেশি থাকে। এই স্থিতি ভরকে স্বকীয় বা স্থির ভরও বলা হয় কেননা এই গতি নির্বিশেষেও ইহা একই থাকে, এমনকি সাধারণ বা বিশেষ আপেক্ষিকতায় বিবেচিত চরম গতি বা মহাকর্ষেও।

এই ভর–শক্তি সমতা যেকোনো একক পদ্ধতিতে, ভরের একককে শক্তির এককে রূপান্তরের ক্ষেত্রেও অবদান রাখে (উল্টোটাও সত্যি)।

বর্ণনা

E = mc² -এ রাশিসমূহের বিবরণ

ভর-শক্তি সমতুল্যতা বলে যে সমস্ত বস্তুর ভর, বা বৃহদায়তন বস্তুর একটি সংশ্লিষ্ট অন্তর্নিহিত শক্তি থাকে, এমনকি যখন তারা স্থির থাকে। একটি বস্তুর অবশিষ্ট ফ্রেমে, যেখানে সংজ্ঞা অনুসারে এটি গতিহীন এবং তাই কোন গতি নেই, ভর এবং শক্তি সমান বা তারা শুধুমাত্র একটি ধ্রুবক ফ্যাক্টর দ্বারা পৃথক হয়, আলোর গতি বর্গ (c²)। নিউটনিয়ান মেকানিক্সে, একটি গতিহীন দেহের কোন গতিশক্তি থাকে না এবং এটিতে শক্তির ক্ষেত্রে তার অবস্থান থেকে থাকতে পারে এমন সম্ভাব্য শক্তি ছাড়াও রাসায়নিক শক্তি বা তাপ শক্তির মতো অন্যান্য পরিমাণে অভ্যন্তরীণ সঞ্চিত শক্তি থাকতে পারে বা নাও থাকতে পারে। . এই শক্তিগুলি c² দ্বারা গুণিত বস্তুর ভরের তুলনায় অনেক ছোট হতে থাকে, যা এক কিলোগ্রাম ভরের জন্য ১০১৭ জুলের ক্রম অনুসারে। এই নীতির কারণে, পারমাণবিক বিক্রিয়া থেকে বেরিয়ে আসা পরমাণুর ভর ভিতরে যাওয়া পরমাণুর ভরের চেয়ে কম এবং ভরের পার্থক্যটি পার্থক্যের সমান সমান শক্তির সাথে তাপ এবং আলো হিসাবে দেখায়। এই বিস্ফোরণগুলি বিশ্লেষণ করতে, আইনস্টাইনের সূত্রটি E এর সাথে নির্গত শক্তি হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং ভরের পরিবর্তন হিসাবে m।

আপেক্ষিকতায়, সমস্ত শক্তি যা একটি বস্তুর সাথে চলাচল করে (অর্থাৎ, বস্তুর স্থিতিশীল কাঠামোতে পরিমাপকৃত শক্তি) শরীরের মোট ভরে অবদান রাখে, যা এটি ত্বরণকে কতটা প্রতিরোধ করে তা পরিমাপ করে। যদি আদর্শ আয়নার একটি বিচ্ছিন্ন বাক্স আলো ধারণ করতে পারে, তবে পৃথকভাবে ভরবিহীন ফোটনগুলি বাক্সের মোট ভরে অবদান রাখবে তাদের শক্তির সমান পরিমাণ c² দ্বারা ভাগ করে। বিশ্রামের ফ্রেমে একজন পর্যবেক্ষকের জন্য, শক্তি অপসারণ ভর অপসারণের সমান এবং সূত্র $m=E/c^{2}$ নির্দেশ করে যে শক্তি সরানো হলে কত ভর নষ্ট হয়। একইভাবে, যখন কোনো বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে কোনো শক্তি যোগ করা হয়, তখন ভরের বৃদ্ধি c² দ্বারা ভাগ করা যোগ করা শক্তির সমান হয়।

বিশেষ আপেক্ষিকতায় ভর

$E=mc^{2}$ —SI ইউনিটে, শক্তি E পরিমাপ করা হয় জুলে, ভর m কে পরিমাপ করা হয় কিলোগ্রামে, এবং আলোর গতি প্রতি সেকেন্ডে মিটারে পরিমাপ করা হয়।

একটি বস্তু পর্যবেক্ষকের গতির উপর নির্ভর করে রেফারেন্সের বিভিন্ন ফ্রেমে বিভিন্ন গতিতে চলে। এটি নিউটনীয় মেকানিক্স এবং আপেক্ষিকতা উভয় ক্ষেত্রেই গতিশক্তিকে "কাঠামো নির্ভর" বলে বোঝায়, যাতে একটি বস্তুর পরিমাপ করা আপেক্ষিক শক্তির পরিমাণ পর্যবেক্ষকের উপর নির্ভর করে। একটি বস্তুর আপেক্ষিক ভর c² দ্বারা বিভক্ত আপেক্ষিক শক্তি দ্বারা দেওয়া হয়। যেহেতু আপেক্ষিক ভর আপেক্ষিক শক্তির সমানুপাতিক, আপেক্ষিক ভর এবং আপেক্ষিক শক্তি প্রায় সমার্থক; তাদের মধ্যে পার্থক্য শুধুমাত্র ইউনিট. একটি বস্তুর অবশিষ্ট ভর বা অপরিবর্তনীয় ভরকে একটি বস্তুর বিশ্রামের ফ্রেমে থাকা ভর হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, যখন এটি পর্যবেক্ষকের কাছে নড়ছে না। পদার্থবিদরা সাধারণত ভর শব্দটি ব্যবহার করেন, যদিও পরীক্ষায় দেখা গেছে একটি বস্তুর মহাকর্ষীয় ভর তার মোট শক্তির উপর নির্ভর করে এবং শুধুমাত্র তার বাকি ভর নয়। পর্যবেক্ষক, এটি বস্তুর আপেক্ষিক ভরের ক্ষুদ্রতম সম্ভাব্য মান। একটি সিস্টেমের উপাদানগুলির মধ্যে আকর্ষণের কারণে, যার ফলে সম্ভাব্য শক্তি হয়, বাকি ভর প্রায় কখনই যোগ করে না; সাধারণভাবে, বস্তুর ভর তার অংশের ভরের সমষ্টি নয়। একটি বস্তুর অবশিষ্ট ভর হল গতিশক্তি সহ সমস্ত অংশের মোট শক্তি, যা ভরবেগ ফ্রেমের কেন্দ্র থেকে পর্যবেক্ষণ করা হয় এবং সম্ভাব্য শক্তি। ভরগুলি তখনই যোগ হয় যখন উপাদানগুলি বিশ্রামে থাকে (যেমন ভরবেগের ফ্রেমের কেন্দ্র থেকে দেখা যায়) এবং আকর্ষণ বা বিকর্ষণ করে না, যাতে তাদের কোনও অতিরিক্ত গতি বা সম্ভাব্য শক্তি না থাকে। কোন বিশ্রাম ভর নেই, এবং তাই কোন অন্তর্নিহিত শক্তি নেই; তাদের শক্তি শুধুমাত্র তাদের গতির কারণে।

আপেক্ষিক ভর

আপেক্ষিক ভর বস্তুর গতির উপর নির্ভর করে, যাতে আপেক্ষিক গতিতে বিভিন্ন পর্যবেক্ষক এর জন্য বিভিন্ন মান দেখতে পায়। একটি চলমান বস্তুর আপেক্ষিক ভর বিশ্রামে থাকা বস্তুর আপেক্ষিক ভরের চেয়ে বড়, কারণ একটি চলমান বস্তুর গতিশক্তি থাকে। যদি বস্তুটি ধীরে ধীরে চলে, আপেক্ষিক ভর বাকি ভরের প্রায় সমান এবং উভয়ই ধ্রুপদী জড় ভরের প্রায় সমান (যেমন এটি নিউটনের গতির সূত্রে দেখা যায়)। বস্তুটি দ্রুত নড়াচড়া করলে, আপেক্ষিক ভর বাকি ভরের তুলনায় বস্তুর গতিশক্তির সাথে যুক্ত ভরের সমান পরিমাণে বেশি হয়। ভরবিহীন কণার আপেক্ষিক ভরও তাদের গতিশক্তি থেকে প্রাপ্ত হয়, তাদের আপেক্ষিক শক্তির সমান যা c² বা $mrel=E/c2$ দ্বারা ভাগ করা হয়। আলোর গতি এমন একটি সিস্টেমে যেখানে দৈর্ঘ্য এবং সময় প্রাকৃতিক এককে পরিমাপ করা হয় এবং আপেক্ষিক ভর এবং শক্তি মান এবং মাত্রা সমান হবে। যেহেতু এটি শক্তির অন্য একটি নাম, আপেক্ষিক ভর শব্দটি ব্যবহার করা অপ্রয়োজনীয় এবং পদার্থবিদরা সাধারণত ভর সংরক্ষণ করেন বিশ্রামের ভর বা অপরিবর্তনীয় ভর, আপেক্ষিক ভরের বিপরীতে। এই পরিভাষার একটি পরিণতি হল ভর বিশেষ আপেক্ষিকতায় সংরক্ষণ করা হয় না, যেখানে ভরবেগ সংরক্ষণ এবং শক্তির সংরক্ষণ উভয়ই মৌলিক আইন।

ভর এবং শক্তি সংরক্ষণ

শক্তির সংরক্ষণ হল পদার্থবিদ্যার একটি সার্বজনীন নীতি এবং এটি গতির সংরক্ষণের সাথে সাথে যেকোনো মিথস্ক্রিয়াকে ধরে রাখে। ভরের শাস্ত্রীয় সংরক্ষণ, বিপরীতে, কিছু আপেক্ষিক সেটিংসে লঙ্ঘন করা হয়। এই ধারণাটি পরীক্ষামূলকভাবে বহু উপায়ে প্রমাণিত হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে পারমাণবিক বিক্রিয়ায় ভরকে গতিশক্তিতে রূপান্তর করা এবং প্রাথমিক কণার মধ্যে অন্যান্য মিথস্ক্রিয়া। যদিও আধুনিক পদার্থবিদ্যা "ভর সংরক্ষণ" অভিব্যক্তিটিকে বাতিল করেছে, পুরানো পরিভাষায় একটি আপেক্ষিক ভরকেও একটি চলমান সিস্টেমের শক্তির সমতুল্য বলে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, যা আপেক্ষিক ভর সংরক্ষণের অনুমতি দেয়। ভর সংরক্ষণ ভেঙ্গে যায় যখন একটি কণার ভরের সাথে যুক্ত শক্তি অন্যান্য শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যেমন গতিশক্তি, তাপ শক্তি, বা দীপ্তিমান শক্তি।

কম্পোজিট সিস্টেম

একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াস, গ্রহ বা নক্ষত্রের মতো অনেক অংশ নিয়ে গঠিত বন্ধ সিস্টেমের জন্য, প্রতিটি অংশের আপেক্ষিক শক্তির যোগফল দ্বারা আপেক্ষিক শক্তি দেওয়া হয়, কারণ এই সিস্টেমগুলিতে শক্তিগুলি যোগ করে। যদি একটি সিস্টেম আকর্ষণীয় শক্তি দ্বারা আবদ্ধ হয়, এবং কাজ করা অতিরিক্ত পরিমাণে অর্জিত শক্তি সিস্টেম থেকে সরানো হয়, তাহলে এই অপসারিত শক্তির সাথে ভর হারিয়ে যায়। একটি পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের ভর এটি তৈরি করে এমন প্রোটন এবং নিউট্রনের মোট ভরের চেয়ে কম। এই ভর হ্রাস নিউক্লিয়াসকে পৃথক প্রোটন এবং নিউট্রনে বিভক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির সমতুল্য। পৃথক উপাদানের সম্ভাব্য শক্তি দেখে এই প্রভাব বোঝা যায়। স্বতন্ত্র কণাগুলির একটি শক্তি রয়েছে যা তাদের একসাথে আকর্ষণ করে এবং তাদের আলাদা করার ফলে কণাগুলির সম্ভাব্য শক্তি একইভাবে বৃদ্ধি পায় যেভাবে পৃথিবীতে একটি বস্তুকে উপরে তোলা হয়। এই শক্তি কণাকে বিভক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় কাজের সমান। সৌরজগতের ভর তার স্বতন্ত্র ভরের যোগফলের থেকে সামান্য কম।

বিভিন্ন দিকে চলমান কণার একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের জন্য, সিস্টেমের অপরিবর্তনীয় ভর বাকি ভরের অ্যানালগ এবং সমস্ত পর্যবেক্ষকের জন্য একই, এমনকি আপেক্ষিক গতিতেও। এটি ভরবেগ ফ্রেমের কেন্দ্রে মোট শক্তি (c² দ্বারা বিভক্ত) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। ভরবেগ ফ্রেমের কেন্দ্র সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে যাতে সিস্টেমের মোট ভরবেগ শূন্য থাকে; ভর ফ্রেমের কেন্দ্র শব্দটিও কখনও কখনও ব্যবহৃত হয়, যেখানে ভর ফ্রেমের কেন্দ্র হল ভরবেগের ফ্রেমের কেন্দ্রের একটি বিশেষ ক্ষেত্রে যেখানে ভরের কেন্দ্রটি উৎপত্তিস্থলে রাখা হয়। চলমান অংশ কিন্তু শূন্য মোট ভরবেগ সহ একটি বস্তুর একটি সাধারণ উদাহরণ হল গ্যাসের একটি ধারক। এই ক্ষেত্রে, ধারকটির ভর তার মোট শক্তি (গ্যাস অণুগুলির গতিশক্তি সহ) দ্বারা দেওয়া হয়, যেহেতু সিস্টেমের মোট শক্তি এবং অপরিবর্তনীয় ভর যেকোন রেফারেন্স ফ্রেমে একই থাকে যেখানে ভরবেগ শূন্য হয় এবং এই ধরনের একটি রেফারেন্স ফ্রেম হল একমাত্র ফ্রেম যেখানে বস্তুর ওজন করা যায়। একইভাবে, বিশেষ আপেক্ষিকতার তত্ত্বটি দাবি করে যে কঠিন পদার্থ সহ সমস্ত বস্তুর তাপ শক্তি তাদের মোট ভরে অবদান রাখে, যদিও এই শক্তি বস্তুর পরমাণুর গতিগত এবং সম্ভাব্য শক্তি হিসাবে উপস্থিত থাকে এবং এটি ( গ্যাসের অনুরূপভাবে) বস্তুটি তৈরি করে এমন পরমাণুর বাকি ভরগুলিতে দেখা যায় না। একইভাবে, এমনকি ফোটনও, যদি একটি বিচ্ছিন্ন পাত্রে আটকে থাকে, তবে ধারকটির ভরে তাদের শক্তি অবদান রাখবে। এই ধরনের অতিরিক্ত ভর, তাত্ত্বিকভাবে, অন্য যেকোনো ধরনের বিশ্রাম ভরের মতো একইভাবে ওজন করা যেতে পারে, যদিও পৃথকভাবে ফোটনের কোনো বিশ্রাম ভর নেই। যে সম্পত্তি যে কোনও আকারে শক্তি আটকে রাখে এমন সিস্টেমগুলিতে ওজনযোগ্য ভর যোগ করে যেগুলির কোনও নেট ভরবেগ নেই তা আপেক্ষিকতার অন্যতম পরিণতি। ধ্রুপদী নিউটনিয়ান পদার্থবিজ্ঞানে এর কোন প্রতিকূল নেই, যেখানে শক্তি কখনই ওজনযোগ্য ভর প্রদর্শন করে না।

মহাকর্ষের সাথে সম্পর্ক

পদার্থবিজ্ঞানে ভরের দুটি ধারণা রয়েছে, মহাকর্ষীয় ভর এবং জড় ভর। মহাকর্ষীয় ভর হল সেই পরিমাণ যা একটি বস্তুর দ্বারা উত্পন্ন মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের শক্তি নির্ধারণ করে, সেইসাথে বস্তুর উপর কাজ করে যখন মহাকর্ষীয় বল অন্যান্য সংস্থা দ্বারা উত্পাদিত একটি মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে নিমজ্জিত হয়। অপরদিকে, জড় ভর পরিমাপ করে যে কোনো বস্তুর উপর প্রদত্ত বল প্রয়োগ করা হলে কতটা ত্বরণ হয়। বিশেষ আপেক্ষিকতায় ভর-শক্তির সমতা জড় ভরকে বোঝায়। যাইহোক, ইতিমধ্যেই নিউটনিয়ান মাধ্যাকর্ষণ প্রসঙ্গে, দুর্বল সমতুল্য নীতিটি অনুমান করা হয়েছে: প্রতিটি বস্তুর মহাকর্ষীয় এবং জড় ভর একই। এইভাবে, ভর-শক্তির সমতা, দুর্বল সমতা নীতির সাথে মিলিত হওয়ার ফলে ভবিষ্যদ্বাণী করা হয় যে সমস্ত ধরণের শক্তি একটি বস্তু দ্বারা উত্পন্ন মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে অবদান রাখে। এই পর্যবেক্ষণটি আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বের অন্যতম স্তম্ভ।

ভবিষ্যদ্বাণী যে সমস্ত ধরণের শক্তি মহাকর্ষীয়ভাবে মিথস্ক্রিয়া করে তা পরীক্ষামূলক পরীক্ষার সাপেক্ষে হয়েছে। এই ভবিষ্যদ্বাণী পরীক্ষা করার প্রথম পর্যবেক্ষণগুলির মধ্যে একটি, যাকে বলা হয় এডিংটন পরীক্ষা, ২৯শে মে ১৯১৯-এর সূর্যগ্রহণের সময় করা হয়েছিল। সূর্যগ্রহণের সময়, ইংরেজ জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং পদার্থবিদ আর্থার এডিংটন পর্যবেক্ষণ করেছিলেন যে সূর্যের কাছাকাছি যাওয়া নক্ষত্রের আলো বাঁকানো হয়েছিল। প্রভাবটি সূর্যের আলোর মহাকর্ষীয় আকর্ষণের কারণে। পর্যবেক্ষণ নিশ্চিত করেছে যে আলো দ্বারা বাহিত শক্তি প্রকৃতপক্ষে একটি মহাকর্ষীয় ভরের সমতুল্য। আরেকটি মৌলিক পরীক্ষা, পাউন্ড-রেবকা পরীক্ষা, ১৯৬০ সালে সঞ্চালিত হয়েছিল। এই পরীক্ষায় একটি টাওয়ারের উপর থেকে আলোর রশ্মি নির্গত হয়েছিল এবং নীচে সনাক্ত করা হয়েছিল। সনাক্ত করা আলোর ফ্রিকোয়েন্সি নির্গত আলোর চেয়ে বেশি ছিল। এই ফলাফল নিশ্চিত করে যে ফোটনের শক্তি বৃদ্ধি পায় যখন তারা পৃথিবীর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে পড়ে। ফোটনের শক্তি, এবং সেইজন্য মহাকর্ষীয় ভর তাদের কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক যেমন প্ল্যাঙ্কের সম্পর্ক দ্বারা বলা হয়েছে।

দক্ষতা

কিছু বিক্রিয়ায়, পদার্থের কণাগুলো ধ্বংস হয়ে যেতে পারে এবং তাদের সংশ্লিষ্ট শক্তি অন্যান্য শক্তি যেমন আলো ও তাপ হিসেবে পরিবেশে ছেড়ে দেয়। এই ধরনের রূপান্তরের একটি উদাহরণ প্রাথমিক কণার মিথস্ক্রিয়ায় ঘটে, যেখানে বাকি শক্তি গতিশক্তিতে রূপান্তরিত হয়। শক্তির প্রকারের মধ্যে এই ধরনের রূপান্তরগুলি পারমাণবিক অস্ত্রে ঘটে, যেখানে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে প্রোটন এবং নিউট্রনগুলি তাদের মূল ভরের একটি ছোট ভগ্নাংশ হারায়, যদিও হারানো ভর কোনো ছোট উপাদানের ধ্বংসের কারণে নয়। নিউক্লিয়ার ফিশন ভরের সাথে যুক্ত শক্তির একটি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশকে ব্যবহারযোগ্য শক্তিতে রূপান্তরিত করতে দেয় যেমন বিকিরণ; ইউরেনিয়ামের ক্ষয়ে, উদাহরণস্বরূপ, মূল পরমাণুর ভরের প্রায় ০.১% হারিয়ে যায়। তাত্ত্বিকভাবে, পদার্থকে ধ্বংস করা এবং পদার্থের সাথে যুক্ত সমস্ত অবশিষ্ট-শক্তিকে তাপ ও আলোতে রূপান্তর করা সম্ভব হওয়া উচিত, তবে তাত্ত্বিকভাবে পরিচিত পদ্ধতির কোনোটিই ব্যবহারিক নয়। ভরের সাথে যুক্ত সমস্ত শক্তিকে কাজে লাগানোর একটি উপায় হল প্রতিপদার্থ দিয়ে পদার্থকে ধ্বংস করা। আমাদের মহাবিশ্বে অ্যান্টিম্যাটার বিরল, তবে উৎপাদনের জ্ঞাত প্রক্রিয়াগুলির জন্য নির্মূলের চেয়ে বেশি ব্যবহারযোগ্য শক্তি প্রয়োজন। CERN ২০১১ সালে অনুমান করেছিল যে প্রতিপদার্থ তৈরি করতে এবং সঞ্চয় করতে এক বিলিয়ন গুণেরও বেশি শক্তির প্রয়োজন হয় যা এর নির্মূলে নির্গত হতে পারে।

যেহেতু সাধারণ বস্তু নিয়ে গঠিত বেশিরভাগ ভর প্রোটন এবং নিউট্রনে থাকে, তাই সাধারণ পদার্থের সমস্ত শক্তিকে আরও দরকারী আকারে রূপান্তরিত করার জন্য প্রোটন এবং নিউট্রনগুলিকে হালকা কণাতে রূপান্তরিত করা প্রয়োজন, বা কোন ভরবিহীন কণা। কণা পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেলে, প্রোটন এবং নিউট্রনের সংখ্যা প্রায় ঠিক সংরক্ষিত। এই সত্ত্বেও, জেরার্ড টি হুফ্‌ট দেখিয়েছেন যে একটি প্রক্রিয়া আছে যা প্রোটন এবং নিউট্রনকে অ্যান্টিইলেক্ট্রন এবং নিউট্রিনোতে রূপান্তরিত করে। এটি হল দুর্বল SU(2) ইনস্ট্যান্টন যা পদার্থবিদ আলেকজান্ডার বেলাভিন, আলেকজান্ডার মার্কোভিচ পলিয়াকভ, আলবার্ট শোয়ার্জ এবং ইউ দ্বারা প্রস্তাবিত। এস টিউপকিন। এই প্রক্রিয়াটি, নীতিগতভাবে পদার্থকে ধ্বংস করতে পারে এবং পদার্থের সমস্ত শক্তিকে নিউট্রিনো এবং ব্যবহারযোগ্য শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে, তবে এটি সাধারণত অসাধারণভাবে ধীর। পরে দেখানো হয়েছিল যে প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রায় দ্রুত ঘটে যা বিগ ব্যাং এর কিছুক্ষণ পরেই পৌঁছে যেত।

স্ট্যান্ডার্ড মডেলের অনেক এক্সটেনশনে চৌম্বকীয় মনোপোল থাকে এবং গ্র্যান্ড একীকরণের কিছু মডেলে এই মনোপোলগুলি প্রোটন ক্ষয়কে অনুঘটক করে, একটি প্রক্রিয়া যা ক্যালান-রুবাকভ প্রভাব নামে পরিচিত। এই প্রক্রিয়াটি সাধারণ তাপমাত্রায় একটি দক্ষ ভর-শক্তি রূপান্তর হবে, তবে এর জন্য মনোপোল এবং অ্যান্টি-মনোপোল তৈরি করা প্রয়োজন, যার উত্পাদন অদক্ষ হবে বলে আশা করা হচ্ছে। পদার্থকে সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস করার আরেকটি পদ্ধতি ব্ল্যাক হোলের মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র ব্যবহার করে। ব্রিটিশ তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী স্টিফেন হকিং তত্ত্ব দিয়েছিলেন বস্তুকে একটি ব্ল্যাক হোলে নিক্ষেপ করা এবং শক্তি উৎপন্ন করতে নির্গত তাপ ব্যবহার করা সম্ভব। হকিং বিকিরণের তত্ত্ব অনুসারে, তবে, বৃহত্তর ব্ল্যাক হোলগুলি ছোটগুলির চেয়ে কম বিকিরণ করে, যাতে ব্যবহারযোগ্য শক্তি শুধুমাত্র ছোট ব্ল্যাক হোল দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে।

আরো দেখুন

তথ্যসূত্র

↑ Serway, Raymond A.; Jewett, John W.; Peroomian, Vahé (৫ মার্চ ২০১৩)। Physics for scientists and engineers with modern physics (9th সংস্করণ)। Boston, MA। পৃষ্ঠা 1217–1218। আইএসবিএন 978-1-133-95405-7। ওসিএলসি 802321453।
↑ Günther, Helmut; Müller, Volker (২০১৯), "Einstein 's Energy–Mass Equivalence", Günther, Helmut; Müller, Volker, The Special Theory of Relativity (ইংরেজি ভাষায়), Singapore: Springer, পৃষ্ঠা 97–105, আইএসবিএন 978-981-13-7783-9, এসটুসিআইডি 209978258, ডিওআই:10.1007/978-981-13-7783-9_7, ২০২১-০২-২১ তারিখে Special Theory of Relativity: Einstein’s World in New Axiomatics মূল |url= এর মান পরীক্ষা করুন (সাহায্য) থেকে আর্কাইভ করা, সংগ্রহের তারিখ ২০২০-১০-১৪
↑ Bodanis, David (২০০৯)। E=mc^2: A Biography of the World's Most Famous Equation (illustrated সংস্করণ)। Bloomsbury Publishing। আইএসবিএন 978-0-8027-1821-1।
↑ Poincaré, H. (১৯০০), "La théorie de Lorentz et le principe de réaction", Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles, 5: 252–278 . See also the English translation
↑ Einstein, A. (১৯০৫), "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?", Annalen der Physik, 18 (13): 639–643, ডিওআই:10.1002/andp.19053231314, বিবকোড:1905AnP...323..639E . See also the English translation.

বহিঃসংযোগ

Einstein on the Inertia of Energy – MathPages
Lasky, Ronald C. (এপ্রিল ২৩, ২০০৭), What is the significance of E = mc²? And what does it mean?, Scientific American, নভেম্বর ১৮, ২০০৮ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা
Mass and Energy – Conversations About Science with Theoretical Physicist Matt Strassler
Ask an Astrophysicist | Energy–Matter Conversion, NASA, 1997
The Equivalence of Mass and Energy – Entry in the Stanford Encyclopedia of Philosophy
Gail Wilson (May 2014) Scientists discover how to turn light into matter after 80-year quest Imperial College
Merrifield, Michael; Copeland, Ed; Bowley, Roger। "E=mc² – Mass–Energy Equivalence"। Sixty Symbols। Brady Haran for the University of Nottingham।
Hecht, Eugene (২০০৯)। "Einstein on mass and energy"। American Journal of Physics। 77 (9): 799–806। ডিওআই:10.1119/1.3160671। বিবকোড:2009AmJPh..77..799H। সাইট সিয়ারX 10.1.1.205.7995  । Early on, Einstein embraced the idea of a speed-dependent mass but changed his mind in 1906 and thereafter carefully avoided that notion entirely. He shunned, and explicitly rejected, what later came to be known as 'relativistic mass'. ... He consistently related the rest energy of a system to its invariant inertial mass.

[Serway1217-1] Serway, Raymond A.; Jewett, John W.; Peroomian, Vahé (৫ মার্চ ২০১৩)। Physics for scientists and engineers with modern physics (9th সংস্করণ)। Boston, MA। পৃষ্ঠা 1217–1218। আইএসবিএন 978-1-133-95405-7। ওসিএলসি 802321453।

[Günther-2] Günther, Helmut; Müller, Volker (২০১৯), "Einstein 's Energy–Mass Equivalence", Günther, Helmut; Müller, Volker, The Special Theory of Relativity (ইংরেজি ভাষায়), Singapore: Springer, পৃষ্ঠা 97–105, আইএসবিএন 978-981-13-7783-9, এসটুসিআইডি 209978258, ডিওআই:10.1007/978-981-13-7783-9_7, ২০২১-০২-২১ তারিখে Special Theory of Relativity: Einstein’s World in New Axiomatics মূল |url= এর মান পরীক্ষা করুন (সাহায্য) থেকে আর্কাইভ করা, সংগ্রহের তারিখ ২০২০-১০-১৪

[famous-3] Bodanis, David (২০০৯)। E=mc^2: A Biography of the World's Most Famous Equation (illustrated সংস্করণ)। Bloomsbury Publishing। আইএসবিএন 978-0-8027-1821-1।

[action-4] Poincaré, H. (১৯০০), "La théorie de Lorentz et le principe de réaction", Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles, 5: 252–278 . See also the English translation

[inertia-5] Einstein, A. (১৯০৫), "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?", Annalen der Physik, 18 (13): 639–643, ডিওআই:10.1002/andp.19053231314, বিবকোড:1905AnP...323..639E . See also the English translation.

[১]

[২]

[৩]

[৪]

[৫]