বৈদ্যুতিক চার্জ হলো বস্তুর সাধারণ ধর্ম; ভর যেমন বস্তুর ধর্ম। কিন্তু এর উত্স কোথায়? আসলে প্রতিটি বস্তুরই বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য আছে, কিন্তু সেটার দেখা সচরাচর মেলে না। একটা কাচনল রেশমি কাপড় দিয়ে ঘষলে এটি ছোট ও হালকা বস্তুকে আকর্ষণ করে। রেশমি কাপড় আবার সেই বস্তুগুলোকে বিকর্ষণ করে। এটা কেন হলো?
বিজ্ঞানীদের মাথায় আসে যুগান্তকারী ভাবনা। বিদ্যুৎ নামে বিশেষ কোনো ধর্ম লুকিয়ে আছে প্রতিটি বস্তুর ভেতর, যেটার ছোট বস্তুকে আকর্ষণ-বিকর্ষণ করার ক্ষমতা আছে, কিন্তু স্বাভাবিক অবস্থায় সেটা বোঝা যায় না। কেন বোঝা যায় না? নিশ্চয়ই চার্জ দুই প্রকার। ধনাত্মক ও ঋণাত্মক। দুই প্রকার চার্জ পরস্পরকে আকর্ষণ করে।
একটি ঋণাত্মক চার্জ আরেকটি ঋণাত্মক চার্জের প্রভাব নাকচ করে দেয়। স্বাভাবিক বস্তুতে ঋণাত্মক আর ধনাত্মক চার্জের প্রভাব সমান থাকে। তাই কোনো বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য দেখা যায় না আমাদের চারপাশের বস্তুগুলোতে। একসময় বিজ্ঞানীরা দেখলেন, কোনো বস্তু থেকে যদি একটা ঋণাত্মক চার্জ সরিয়ে নেওয়া হয়, তখন ওই বস্তুকে ধনাত্মক চার্জে চার্জিত বস্তু বলে মনে হয়। অন্যদিকে সরে যাওয়া ঋণাত্মক চার্জ যদি অন্য কোনো বস্তুতে যুক্ত হয়, তাহলে সেই বস্তুকে ঋণাত্মক চার্জে চার্জিত বস্তু বলে মনে হবে। কোনো পরমাণু থেকে একটা ইলেকট্রন সরিয়ে নিলে, সেই পরমাণু ধনাত্মক চার্জে চার্জিত বস্তুর মতো আচরণ করে। এর মানে, বস্তুটি থেকে ইলেকট্রন সরিয়ে নেওয়ার ফলে ঋণাত্মক চার্জের ঘাটতি পড়েছে। তার মানে ইলেকট্রনই সেই ঋণাত্মক চার্জটা বয়ে নিয়ে গেছে।
সুতরাং ইলেকট্রনের চার্জ ঋণাত্মক। চার্জ তো আর ফাঁকা জায়গায় থাকতে পারে না। এর উত্স থাকতে হবে। ঋণাত্মক চার্জের উত্সই হলো ইলেকট্রন। এ কারণে ইলেকট্রন ঋণাত্মক চার্জে চার্জিত। কিন্তু ইলেকট্রনই-বা কেন ঋণাত্মক চার্জের উত্স? এ প্রশ্নের জবাব দেওয়া কঠিন। কিন্তু কাউকে না কাউকে বস্তুর ঋণাত্মক বিদ্যুত্ তৈরির দায়িত্ব নিতে হতো, সেটা ইলেকট্রনই নেয়। অবশ্য আরও কিছু কণা আছে, যেগুলো ঋণাত্মক চার্জ ধারণ করে।
একটা পরমাণু স্বাভাবিকভাবে চার্জ নিরপেক্ষ। একটা হাইড্রোজেন পরমাণুতে একটা ইলেকট্রন ও একটা প্রোটন থাকে। প্রোটন আবার দুটি আপকোয়ার্ক ও একটি ডাউন কোয়ার্ক দিয়ে তৈরি। তাহলে ইলেকট্রনের মোট চার্জ = ইলেকট্রন চার্জ+ ২টি আপকোয়ার্ক চার্জ+একটি ডাউন কোয়ার্ক চার্জ = ইলেকট্রন চার্জ+ ২(+২/৩)+(-১/৩) = ইলেকট্রন চার্জ + ১ =০
সুতরাং, ইলেকট্রনের চার্জ = -১
*লেখাটি ২০১৭ সালে বিজ্ঞানচিন্তার জুলাই সংখ্যায় প্রকাশিত