লুমেসেন্স শব্দটি এসেছে ল্যাটিন শব্দ “লুমেন” থেকে, যার অর্থ আলো। এটি এমন একটি ঘটনা যেখানে কোনো পদার্থ তাপ উৎপাদন না করেই আলো নির্গত করে। আমরা চারপাশে যে আলো দেখি তার অনেকগুলোই লুমেসেন্সের ফল। সাধারণ বাল্ব বা সূর্যের আলো তাপের মাধ্যমে উৎপন্ন হয়, কিন্তু লুমেসেন্স সম্পূর্ণ ভিন্ন প্রক্রিয়া। এটি ইলেকট্রনের শক্তি স্তরের পরিবর্তনের ফলে ঘটে। আধুনিক বিজ্ঞানে লুমেসেন্সের গুরুত্ব অপরিসীম। এটি শুধু দৈনন্দিন জীবনেই নয়, উচ্চশক্তির কণা সংঘর্ষ, চিকিৎসা, প্রযুক্তি এবং গবেষণায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
লুমেসেন্সের মূল কারণ হলো ইলেকট্রনের উত্তেজনা। পরমাণুর ইলেকট্রন সাধারণত নিম্ন শক্তির স্তরে থাকে। যখন বাইর থেকে শক্তি সরবরাহ করা হয়, যেমন আলো, বিদ্যুৎ, রাসায়নিক বিক্রিয়া বা তেজস্ক্রিয়তা তখন ইলেকট্রন উচ্চ শক্তির স্তরে লাফিয়ে ওঠে। এই অবস্থা অস্থায়ী। ইলেকট্রন যখন আবার নিম্ন স্তরে ফিরে আসে, তখন অতিরিক্ত শক্তি ফোটন আকারে বেরিয়ে আসে। এই ফোটনই আমাদের চোখে আলো হিসেবে ধরা পড়ে। এ প্রক্রিয়ায় কোনো তাপ উৎপাদন হয় না বলে এটি ‘ঠান্ডা আলো’ নামেও পরিচিত।
লুমেসেন্সকে বিভিন্ন প্রকারে ভাগ করা যায়। সবচেয়ে পরিচিত হলো ফ্লুরোসেন্স এবং ফসফোরেসেন্স। ফ্লুরোসেন্সে উত্তেজনার পরপরই আলো নির্গত হয় এবং উৎস বন্ধ করলেই আলো বন্ধ হয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, হাইলাইটার পেন বা ফ্লুরোসেন্ট লাইট। অন্যদিকে ফসফোরেসেন্সে আলো কিছুক্ষণ ধরে থাকে। গ্লো ইন দ্য ডার্ক তারা বা ঘড়ির কাঁটায় এই প্রভাব দেখা যায়। এছাড়া কেমিলুমিনেসেন্স রাসায়নিক বিক্রিয়ার ফলে হয়। জোনাকির আলো বা গ্লো স্টিক এর উদাহরণ। বায়োলুমিনেসেন্স জীবিত প্রাণীর মধ্যে ঘটে। ইলেকট্রোলুমিনেসেন্স বিদ্যুতের সাহায্যে হয়, যেমন এলইডি বাল্ব।
লুমেসেন্সের ইতিহাস খুব পুরনো। ১৬০০ শতাব্দীতে বার্নার্ডো ক্যাসিয়ানো নামক বিজ্ঞানী প্রথম লুমিনেসেন্স নিয়ে পর্যবেক্ষণ করেন। পরবর্তীকালে মেরি কিউরি এবং অন্যান্য বিজ্ঞানীরা তেজস্ক্রিয় পদার্থের লুমিনেসেন্স নিয়ে গবেষণা করেন। আধুনিক কালে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশের ফলে আমরা এর পেছনের সঠিক প্রক্রিয়া বুঝতে পেরেছি।
এখন আসা যাক কণা সংঘর্ষ এবং লুমেসেন্সের সম্পর্কে। মহাকাশ বা পার্টিকেল অ্যাক্সিলারেটরে যখন দুটি উচ্চশক্তির কণা সংঘর্ষ হয়, তখন বিপুল পরিমাণ শক্তি মুক্ত হয়। এই শক্তি নতুন কণা তৈরি করে এবং সেগুলো দ্রুত ক্ষয় হয়ে ফোটন বা আলো নির্গত করে। এটি এক ধরনের লুমেসেন্স। সার্নের লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডারে এমন সংঘর্ষ ঘটানো হয়। সংঘর্ষের সময় যে উজ্জ্বল ফ্ল্যাশ দেখা যায়, তার পেছনে লুমেসেন্সের নীতি কাজ করে। এই প্রক্রিয়া থেকে আমরা মহাবিশ্বের উৎপত্তি, হিগস বোসনের মতো কণা সম্পর্কে জানতে পারি।
দৈনন্দিন জীবনে লুমেসেন্সের ব্যবহার অসংখ্য। ফ্লুরোসেন্ট টিউব লাইট আমাদের ঘর আলোকিত করে। এতে বিদ্যুৎ খরচ কম হয় এবং দীর্ঘস্থায়ী হয়। এলইডি প্রযুক্তি ইলেকট্রোলুমিনেসেন্সের উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা আজকের টেলিভিশন, মোবাইল স্ক্রিন এবং স্ট্রিট লাইটে ব্যবহৃত হয়। চিকিৎসা ক্ষেত্রে ফ্লুরোসেন্স ইমেজিং ব্যবহার করে ক্যান্সার কোষ শনাক্ত করা হয়। ডেন্টাল চিকিৎসায়ও এর ব্যবহার আছে।
পরিবেশগত দিক থেকে লুমেসেন্স খুবই গুরুত্বপূর্ণ। জোনাকির মতো প্রাণীদের বায়োলুমিনেসেন্স আমাদের প্রকৃতির ভারসাম্য বুঝতে সাহায্য করে। সমুদ্রের গভীরে যেসব প্রাণী আলো তৈরি করে, তাদের অধ্যয়ন থেকে নতুন ওষুধ আবিষ্কার সম্ভব। শিল্পক্ষেত্রে লুমিনেসেন্ট পেইন্ট ব্যবহার করে নিরাপত্তা চিহ্ন তৈরি করা হয়, যা অন্ধকারেও দৃশ্যমান থাকে।
লুমেসেন্সের বিজ্ঞান খুবই জটিল। কোয়ান্টাম ইয়েল্ড বলে একটি পরিমাপ আছে, যা দেখায় কতটুকু শক্তি আলোতে রূপান্তরিত হয়। অনেক ক্ষেত্রে এই হার ৯০ শতাংশেরও বেশি হয়, যা সাধারণ বাল্বের তুলনায় অনেক বেশি দক্ষ। তবে চ্যালেঞ্জও আছে। ফসফোরেসেন্স উপাদানগুলো অনেক সময় বিষাক্ত হয়, যেমন পুরনো ঘড়ির কাঁটায় রেডিয়াম ব্যবহার হতো। আধুনিক গবেষণায় পরিবেশবান্ধব উপাদান তৈরির চেষ্টা চলছে।
উচ্চশক্তির পদার্থবিজ্ঞানে লুমেসেন্সের ভূমিকা অপরিহার্য। যখন প্রোটন বা অন্য কণা সংঘর্ষ হয়, তখন উৎপন্ন কণাগুলো ডিটেক্টরে আঘাত করে আলো তৈরি করে। এই সিমটিলেটর বা ফ্ল্যাশ ট্র্যাক শনাক্ত করে বিজ্ঞানীরা কণার গতিপথ বুঝতে পারেন। এভাবে আমরা অন্ধকার পদার্থ, অ্যান্টিম্যাটারের মতো বিষয় নিয়ে গবেষণা করছি। ভবিষ্যতে এই প্রযুক্তি কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এবং নতুন শক্তির উৎস আবিষ্কারে সাহায্য করবে।
লুমেসেন্সের আরেকটি আকর্ষণীয় দিক হলো তার রং। বিভিন্ন উপাদান বিভিন্ন রঙের আলো দেয়। ইউরোপিয়াম বা টারবিয়ামের মতো বিরল মৃত্তিকা উপাদান ব্যবহার করে লাল, সবুজ বা নীল আলো তৈরি করা হয়। এগুলো টেলিভিশনের রঙিন পিক্সেলে ব্যবহৃত হয়।
শিক্ষা এবং গবেষণায় লুমেসেন্স সহজে বোঝানো যায়। স্কুলের ল্যাবে ছাত্ররা সোডিয়াম ফ্লুরোসেন্স দেখে মুগ্ধ হয়। এটি বিজ্ঞানের প্রতি আগ্রহ বাড়ায়। চিকিৎসায় ফ্লুরোসেন্ট ডাই ব্যবহার করে টিউমার দেখা হয়। ফরেনসিক সায়েন্সেও রক্ত বা অন্যান্য চিহ্ন শনাক্ত করতে লুমিনেসেন্স ব্যবহার হয়।
ভবিষ্যতে লুমেসেন্স আরও উন্নত হবে। ন্যানোটেকনোলজির সাহায্যে আরও দক্ষ এবং সস্তা উপাদান তৈরি সম্ভব। সৌরশক্তি সংরক্ষণে লুমিনেসেন্ট উপাদান ব্যবহার করে দিনের আলো রাতে ব্যবহার করা যাবে। মহাকাশ অভিযানে এমন আলোর প্রয়োজন যা কম শক্তি খরচ করে।
লুমেসেন্স বিজ্ঞানের এক অসাধারণ উপহার। কণা সংঘর্ষ থেকে শুরু করে জোনাকির আলো পর্যন্ত, সবকিছুর মধ্যে একই নীতি কাজ করে। এটি আমাদের বুঝিয়ে দেয় যে প্রকৃতি কত সুন্দরভাবে শক্তিকে আলোতে রূপান্তর করতে পারে। ভবিষ্যৎ প্রজন্ম এই প্রযুক্তির আরও নতুন নতুন ব্যবহার খুঁজে বের করবে এবং আমাদের জীবনকে আরও উজ্জ্বল করে তুলবে।
বিভোর রহমান দিব্য
ছাত্র, নাটোর কলেজ