৫.১ বলের সূত্রসমূহ (Force Laws)
এত রকম বল আসলে আসে কোথা থেকে?
একটা কলম টেবিলে রাখলে সেটা নিচে পড়ে যায় না কেন? চুম্বক লোহার পেরেক টানে কেন? আবার তুমি যখন দেয়ালে ধাক্কা দাও, দেয়ালও তোমাকে ধাক্কা দেয় কেন?
আমরা এদের জন্য আলাদা আলাদা নাম ব্যবহার করি-মহাকর্ষ বল, চৌম্বক বল, অভিলম্ব বল, ঘর্ষণ বল ইত্যাদি। কিন্তু প্রকৃতির গভীরে তাকালে দেখা যায়, এতসব বলকে মাত্র কয়েকটি মৌলিক মিথস্ক্রিয়া (fundamental interaction) দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়।
সাধারণভাবে চারটি মৌলিক মিথস্ক্রিয়ার কথা বলা হয়:
- মহাকর্ষ বল (Gravitational force): ভরযুক্ত বস্তুগুলোর মধ্যে আকর্ষণ। পৃথিবী তোমাকে নিচের দিকে টানে বলেই তোমার ওজন আছে।
- তড়িৎচৌম্বক বল (Electromagnetic force): আধান, বিদ্যুৎ ও চুম্বকত্বের সঙ্গে সম্পর্কিত। পরমাণুর গঠন, কঠিন পদার্থের বৈশিষ্ট্য, স্পর্শের কারণে সৃষ্টি হওয়া অনেক বল-সবকিছুর পেছনে এটি গুরুত্বপূর্ণ।
- দুর্বল নিউক্লীয় মিথস্ক্রিয়া (Weak interaction): কিছু তেজস্ক্রিয় ক্ষয় ও মৌলিক কণার বিক্রিয়ায় অংশ নেয়।
- সবল নিউক্লীয় মিথস্ক্রিয়া (Strong interaction): পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে স্থিতিশীল রাখার পেছনে গুরুত্বপূর্ণ।
পরমাণুর নিউক্লিয়াসের মতো অতি ক্ষুদ্র দূরত্বের তুলনায়, সবল মিথস্ক্রিয়ার শক্তিকে ১ ধরলে তড়িৎচৌম্বক মিথস্ক্রিয়ার আনুমানিক আপেক্ষিক শক্তি , দুর্বল মিথস্ক্রিয়ার আর মহাকর্ষের প্রায় । অর্থাৎ ক্ষুদ্র কণার জগতে মহাকর্ষ অবিশ্বাস্য রকম দুর্বল।
ভাবো তো, ছোট একটা চুম্বক মেঝে থেকে পেরেক তুলে নেয়! অথচ পুরো পৃথিবী পেরেকটাকে নিচের দিকে টেনে রেখেছে। ছোট্ট চুম্বকটি সেই আকর্ষণকে হারিয়ে দিচ্ছে।
বিজ্ঞানীরা অবশ্য এই চারটি মিথস্ক্রিয়াকেও আরও মৌলিক কাঠামোয় বোঝার চেষ্টা করেছেন। বিদ্যুৎ ও চুম্বকত্বকে যেমন একসময় একসঙ্গে তড়িৎচৌম্বক মিথস্ক্রিয়া হিসেবে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল, তেমনি দুর্বল ও তড়িৎচৌম্বক মিথস্ক্রিয়াকে Electroweak interaction-এর মাধ্যমে এক কাঠামোয় বর্ণনা করা যায়। আরও ব্যাপক একীভূত তত্ত্বের প্রচেষ্টাও রয়েছে।
তবে আমাদের এখন এত গভীরে যাওয়ার দরকার নেই। সাধারণ যান্ত্রিক সমস্যায় মূলত মহাকর্ষ আর তড়িৎচৌম্বক মিথস্ক্রিয়া-ই যথেষ্ট।
স্পর্শ করলে বল তৈরি হয় কীভাবে?
তুমি যখন হাত দিয়ে টেবিল চাপ দাও, তোমার হাতের পরমাণু ও টেবিলের পরমাণুর মধ্যে তড়িৎচৌম্বক মিথস্ক্রিয়া ঘটে। সেই সম্মিলিত প্রভাবকেই আমরা একটা স্পর্শ বল (Contact force) হিসেবে দেখি।
দড়ির টান, ঘর্ষণ, বায়ুর বাধা, স্প্রিংয়ের বল-এসবের উৎসের বিস্তারিত পরমাণু-পর্যায় পর্যন্ত অনুসরণ না করে আমরা প্রতিটাকে নির্দিষ্ট মান ও দিকের একটি কার্যকর বল হিসেবে ব্যবহার করতে পারি। এটিই আমাদের অঙ্ক অনেক সহজ করে দেয়।