৪৭তম BCS — পরমাণুর গঠন, মৌল ও যৌগ
এই টপিক থেকে ২টি প্রশ্ন — হিগস-কণা ও বিরল ভূতল খনিজ।
প্রশ্ন ১৯৭: হিগসের কণার (Higgs Particle) প্রকৃতির সাথে কোন বাংলাদেশী বিজ্ঞানীর নাম জড়িত?
বিকল্প: (ক) স্যার জগদীশ চন্দ্র বসু ✓ (বোর্ড) • (খ) সত্যেন্দ্র নাথ বসু • (গ) জামাল নজরুল ইসলাম • (ঘ) ড. কুদরত-ই-খুদা
বোর্ড-উত্তর বনাম বৈজ্ঞানিক ইতিহাস
বৈজ্ঞানিকভাবে সত্যেন্দ্র নাথ বসু (১৮৯৪-১৯৭৪) = সকল boson-শ্রেণির কণার নাম-উৎস (Bose-Einstein Statistics, ১৯২৪)। Higgs Boson-এর 'Boson' অংশ বসু-র নাম থেকে। স্যার জগদীশ চন্দ্র বসু (১৮৫৮-১৯৩৭) = বেতার-বিজ্ঞান ও উদ্ভিদ-গবেষণায় খ্যাত — পরমাণু-কণা পদার্থবিদ্যায় নয়। বোর্ডের ভাষ্য বিতর্কিত; পরীক্ষায় বোর্ডের ভাষ্য গ্রহণযোগ্য।
কণা পদার্থবিদ্যা — Standard Model
| কণা-শ্রেণি |
প্রতিনিধি কণা |
বৈশিষ্ট্য |
| Boson |
ফোটন, গ্লুয়ন, W, Z, Higgs |
পূর্ণসংখ্যা স্পিন (০, ১, ২) |
| Fermion |
quark, lepton, electron |
অর্ধ-পূর্ণসংখ্যা স্পিন (½) |
- Higgs Boson আবিষ্কার: ৪ জুলাই ২০১২, CERN (LHC)
- পদার্থ-কণাকে 'ভর' দেয় (Higgs mechanism)
- নোবেল ২০১৩: Peter Higgs ও François Englert
প্রশ্ন ১৯৯: বিরল ভূতল খনিজ (Rare-Earth Minerals) সম্পর্কে সঠিক?
বিকল্প: (ক) ১৫টি ধাতু • (খ) লিথিয়াম অন্যতম • (গ) অসাধারণ চৌম্বক ধর্ম ✓ • (ঘ) ইউক্রেন শীর্ষ উৎপাদক
Rare-Earth Elements (REE) — পরিচয়
- ১৭টি ধাতু: ১৫টি ল্যান্থানাইড (La থেকে Lu) + Scandium (Sc) + Yttrium (Y)
- পর্যায় সারণিতে গ্রুপ ৩ ও ল্যান্থানাইড সিরিজ
- 'বিরল' = বরং পৃথিবীতে প্রচুর; কিন্তু ঘনীভূত আকরিক বিরল
REE-এর প্রধান বৈশিষ্ট্য
- অসাধারণ চৌম্বক ধর্ম — Nd, Sm, Dy → সবচেয়ে শক্তিশালী স্থায়ী চুম্বক
- বিশেষ optical ও স্পেকট্রাল ধর্ম — Eu, Tb, Y → laser, LED, color screen
- উচ্চ-তাপ catalytic ধর্ম — Ce, La → তেল-শোধন, ক্যাটালিটিক কনভার্টার
আধুনিক প্রযুক্তিতে REE-র ব্যবহার
| ব্যবহার |
REE |
| EV ও Hybrid গাড়ির মোটর |
Nd, Dy |
| Wind turbine |
Nd, Pr |
| Smartphone ও সেমিকন্ডাক্টর |
Eu, Tb, Y, La |
| MRI স্ক্যানার |
Gd |
| Laser |
Nd, Er, Yb |
| Battery (NiMH) |
La |
বিশ্ব REE উৎপাদন (২০২৪)
- চীন: ~৭০% (Bayan Obo, Mongolia)
- USA: ~১৪% (Mountain Pass, California)
- মিয়ানমার, অস্ট্রেলিয়া, রাশিয়া, ভিয়েতনাম, ভারত
- (ইউক্রেন ≠ শীর্ষ — অপশন ঘ ভুল)
Lithium কেন REE নয়?
- Li = ক্ষারীয় ধাতু (Alkali metal, গ্রুপ ১)
- REE = ল্যান্থানাইড + Sc + Y
- ব্যবহারে মিল (battery, EV) → বিভ্রান্তি, কিন্তু রসায়নে আলাদা
পরীক্ষার শর্টকাট
- REE = ১৭ ধাতু (১৫ ল্যান্থানাইড + Sc + Y)
- চীন = ৭০% উৎপাদক
- প্রধান ব্যবহার = চুম্বক, EV, smart device
- Lithium ≠ REE
টপিকটি গভীরে শিখুন
পরমাণুর গঠন, মৌল ও যৌগ — মূল লেকচার শিট — পরমাণু-গঠন, Bohr ও কোয়ান্টাম মডেল, পর্যায় সারণি, ১৭টি REE, কোয়ার্ক-লেপ্টন-বোসন, Higgs Boson আবিষ্কার, এবং BCS-favourite ৪০+ পরমাণু-প্রশ্ন।