যখন কোনো বিদ্যুৎ পরিবাহী তরল বা প্লাজমা (যেমন নক্ষত্রের অভ্যন্তর, গলিত ধাতু বা ফিউশন রিঅ্যাক্টরের প্লাজমা) চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন তরল বলবিদ্যা এবং ম্যাক্সওয়েলের তড়িৎ-চুম্বকত্ব একত্রিত হয়ে জন্ম দেয় এক সমন্বিত বিজ্ঞানের: ম্যাগনেটোহাইড্রোডায়নামিক্স (MHD)। এখানে চৌম্বক বলরেখা তরলে টান ও চাপের সৃষ্টি করে এবং তরলের প্রবাহ চৌম্বক বলরেখাকে নিজের সাথে পেঁচিয়ে ফেলে।

১. চৌম্বক ইন্ডাকশন সমীকরণ

ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ এবং ওহমের সূত্র ((mathbf{J} = sigma(mathbf{E} + mathbf{u} imes mathbf{B}))) সমন্বয় করে পাওয়া যায় MHD-র মূল চালিকা সমীকরণ:

[
rac{partial mathbf{B}}{partial t} =
abla imes (mathbf{u} imes mathbf{B}) + ta_m
abla^2 mathbf{B}
]

এখানে (ta_m = 1 / (mu_0 sigma)) হলো চৌম্বক ডিফিউসিভিটি। এর ওপর ভিত্তি করে গঠিত হয় মাত্রাহীন ম্যাগনেটিক রেনল্ডস নম্বর ((mathrm{Rm} = U L / ta_m))।

২. আলফভেনের ফ্লাক্স ফ্রিজিং উপপাদ্য

চরম পরিবাহী প্লাজমায় ((sigma o infty)) চৌম্বক ডিফিউশন শূন্য হয়ে যায়। ১৯৪২ সালে হ্যানেস আলফভেন প্রমাণ করেন যে আদর্শ প্লাজমায় চৌম্বক বলরেখাগুলো তরলের সাথে আজীবনের জন্য হিমায়িত (Frozen) হয়ে থাকে। তরল যেদিকে যায়, চৌম্বক বলরেখাও সেদিকে বাঁক নিতে বাধ্য হয়—একে ফ্লাক্স ফ্রিজিং নীতি বলা হয়।

৩. চৌম্বক চাপ বনাম চৌম্বক টান

প্লাজমায় লরেন্টজ বল দুটি অংশে বিভক্ত হয়:

  • ম্যাগনেটিক প্রেসার ((p_B = rac{B^2}{2mu_0})): এটি বলরেখাগুলোর লম্ব বরাবর চাপ সৃষ্টি করে এদের পরস্পরের কাছ থেকে দূরে সরিয়ে দিতে চায়।
  • ম্যাগনেটিক টেনশন ((rac{1}{mu_0}(mathbf{B} cdot
    abla)mathbf{B})): এটি বলরেখাকে একটি টানটান গিটারের তারের মতো সোজা রাখতে চায়।

৪. আলফভেন তরঙ্গ (Alfvén Waves)

যেহেতু চৌম্বক বলরেখায় টান (Elastic Tension) থাকে এবং প্লাজমার ভর জড়তা দেয়, তাই চৌম্বক তারে টোকা দিলে এক বিশেষ অনুপ্রস্থ তরঙ্গের সৃষ্টি হয়—যা আলফভেন তরঙ্গ নামে পরিচিত (যার জন্য আলফভেন ১৯৭০ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পান)। এর বেগ:

[
v_A = rac{B_0}{sqrt{mu_0
ho_0}}
]

৫. চৌম্বক রিকানেকশন (Magnetic Reconnection)

আদর্শ অবস্থায় বলরেখা ছিঁড়তে না পারলেও অত্যন্ত সরু স্তরে ক্ষুদ্র রোধের কারণে বিপরীতমুখী চৌম্বক বলরেখা পরস্পরের কাছাকাছি এসে ‘X-পয়েন্ট’ তৈরি করে। মুহূর্তের মধ্যে বলরেখাগুলো ছিঁড়ে গিয়ে নতুনভাবে যুক্ত হয় এবং বিশাল চৌম্বক শক্তি এক নিমেষে গতিশক্তি ও তাপে রূপান্তরিত হয়। এই ভয়াবহ প্রক্রিয়ার কারণেই সূর্যের পৃষ্ঠে সৌর শিখা (Solar Flares) এবং কোরোনাল ম্যাস ইজেকশন সৃষ্টি হয়।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।