জলকে চলঃ দুই আকারের পানি!

নীরময় এই পৃথিবীর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ রসায়ন পানি, যা না থাকলে এই দুনিয়ায় একটি জীবনেরও উৎপত্তি বা অস্তিত্ব সম্ভব হতো না, কি জীব কি প্রানী। কিন্তু ধরুন আপনাকে জিগ্যেস করা হলো পৃথিবীতে মোট কয় আকৃতির পানি পাওয়া যায়?

বোকার মতো প্রশ্ন? সন্দেহাতীতভাবে! ক্যানোনা আমরা সবাই জানি পানি বর্ণহীন ও নিরাকার। কিন্তু বিষয়টা হয়তো অতোটা পানি পানি নয়, বিজ্ঞানীদের চোখেতো নয়ই। বহুলোকে জানলে বা খুব মনপ্রাণ দিয়ে কোনকিছু বিশ্বাস করলেই তা সত্যে পরিণত হয়ে যায়না, বিজ্ঞানের জন্য চাই প্রমাণ উপযোগী বাস্তব তথ্য এবং যৌক্তিক জবাব।

হিম-ধীবর বা Ice fishing খ্যালাটি কখনো দেখেছেন কি? বাস্তবে না দেখলেও চলচিত্র বা দূরদর্শনে দেখে থাকতে পারেন, খুব দুরহ কিছু না, শীতপ্রধান দেশে হ্রদের পানি জমে বরফ হয়ে যায়, যা দেখতে একদম মাঠের মতোই লাগে। চারপাশের তুষারীত প্রকৃতির সাথে মিলেমিশে একাকার হয়ে যায়। মানুষ তখন তার উপরে গর্ত খুঁড়ে হ্রদের মাছ ধরে!

কখনো ভেবে দেখেছেন কি যে উপরের জল জমে বরফ হয়ে গ্যালেও নীচের পানি তরল রয়ে গ্যালো কিভাবে? হিমাংকের নীচে তাপমাত্রা আর সরাসরি বরফের সংস্পর্শে থাকা স্বত্বেও নীচের পানিটুকু তরলই রয়ে যায়। কিভাবে?

১৯২৭ সালে দুজন জার্মান বিজ্ঞানী যথাঃ পদার্থবিদ ওয়ার্ণার হাইযেনবার্গ এবং পরমাণুবিদ ফ্রেড্রীখ হান্ড প্রথম প্রস্তাব করেন যে এর কারণ দুটি ভিন্ন গড়নের পানির কোষ।

একটু ব্যাখ্যা করা যাক, পানি কি? উত্তরটা হলো H2O, অর্থাৎ পানির একটি প্রাথমিক একক বা অনু গঠিত হয় ২টি হাইড্রোযেন (H2) পরমাণু ও একটি অক্সিযেন (O) পরমাণুর মাধ্যমে। প্রতিটি পরমাণুর কেন্দ্রে আছে একটি কোষকেন্দ্রক বা nucleus যা অভ্যন্তরীণ চৌম্বকক্ষেত্র তৈরীর সাথে সাথে নিজে সারাক্ষণ ঘুরছে যাকে বলা হয় পারমাণবিক ঘূর্ণন।

হাইড্রোযেনের কোষকেদ্রক বা nucleusএর এই ঘূর্ণনের ফলেই তৈরী হয় isomers, অর্থাৎ একই উপাদান ও সূত্র (H2O) সত্ত্বেও ভিন্ন ভিন্ন গড়নের হাইড্রোযেন অনু।

কিভাবে? বেশ সহজ, পানির প্রতিটি অনুর মধ্যেই আছে দুইটি হাইড্রোযেন পরমাণু ও একটি অক্সিযেন পরমাণু, যা একে অপরের সাথে ত্রিলোচন বা ইংরেজী V অক্ষরের আকৃতিতে সংযুক্ত। হাইড্রোযেন পরমাণুর মধ্যে থাকা কোষকেন্দ্রক বা nucleus হয় ঘড়ির কাঁটা বরাবর বা তার বিপরীত দিকে ঘুরতে থাকে। দুই হাইড্রোযেন পরমাণুর এই ঘূর্ণন যদি ছন্দবদ্ধ হয় বা দুটি কোষকেন্দ্রক (nucleus) যদি একই দিশায় ঘোরে তবে তৈরী হয় orthohydrogen বা অর্থোজল, কিন্তু দুটি হাইড্রোযেনের কোষকেন্দ্রক দুটি যদি আলাদা আলাদা দিকে ঘোরে অর্থাৎ একটি ঘড়ির কাঁটা বরাবর কিন্তু অপরটি তার বিপরীত দিকে ঘুরতে থাকে তাহলে তৈরী হয় parahydrogen বা প্যারাজল।

বিশ্বব্রহ্মাণ্ডের প্রতিটি পানির অনুই হয় অর্থোজল বা প্যারাজল। খালি চোখে এদের আলাদা করা যায় না এমনকি স্বাদেও কোন পার্থক্য নেই, গবেষকরা পারমাণবিক ঘূর্ণনের সূত্র ধরেই ক্যবল এদের আলাদা করে চিনতে পারেন, সাধারণত দুই ধরনের জল একই সাথে মিশে থাকে এবং একমাত্র গবেষণাগার ছাড়া এদের আলাদা করা যায় না। বিজ্ঞানীরা আরো বের করেছেন যে প্যারাজল অর্থোজলের তুলনায় শতকরা ২৫ ভাগ হারে বেশী বিক্রিয়াশীল হয়ে থাকে।

*১৯৩২ সালে “পরিমাণ বলবিজ্ঞান” বা “Quantum Mechanics” ত্বত্ত্বের জন্য পদার্থবিদ ওয়ার্ণার হাইযেনবার্গ নোবেল পুরষ্কারে ভূষিত হন, তাঁর গবেষণার সবচেয়ে চিত্তাকর্ষক দিক ছিলো হাইড্রোযেনের এই বিভিন্ন আকৃতির পর্যালোচনা (Allotropic forms of hydrogen)।