ঝুলন্ত সেতু, প্রকৌশলবিদ্যার এক বিস্ময় যা বিশাল জলপথ বিস্তৃত করে এবং জনপদগুলোকে সংযুক্ত করে, তাদের কাঠামোগত অখণ্ডতার জন্য একটি প্রায় উপেক্ষিত উপাদানের উপর নির্ভর করে: প্রধান তার। এই বিশাল সমাবেশগুলি, যা হাজার হাজার পৃথক ইস্পাত তারের সমন্বয়ে গঠিত, সেতুর ডেক এবং ট্র্যাফিকের সম্পূর্ণ ওজন বহন করে—যা প্রায়শই কয়েক লক্ষ টন ছাড়িয়ে যায়—এবং এই শক্তিগুলিকে সেতুর টাওয়ার এবং অ্যাঙ্কর পয়েন্টগুলিতে স্থানান্তর করে।

লস অ্যালামোস ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি দ্বারা পরিচালিত সাম্প্রতিক গবেষণা এই তারগুলি কীভাবে অভ্যন্তরীণভাবে চাপ বিতরণ করে তা বুঝতে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছে। নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন প্রযুক্তি ব্যবহার করে, বিজ্ঞানীরা স্ট্রেস ট্রান্সমিশনে তারগুলির মধ্যে ঘর্ষণের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা প্রকাশ করেছেন—এমন একটি আবিষ্কার যা প্রচলিত প্রকৌশল অনুমানকে চ্যালেঞ্জ করে।

প্রধান তারগুলি সাধারণ তারের বান্ডিলের চেয়ে অত্যাধুনিক যৌগিক কাঠামো উপস্থাপন করে। তাদের মূল অংশটি সর্বোত্তম কমপ্যাকশনের জন্য ষড়ভুজ প্যাটার্নে সাজানো শক্তভাবে প্যাক করা গ্যালভানাইজড তারের স্ট্র্যান্ড নিয়ে গঠিত। অবিচ্ছিন্ন, প্রি-টেনশনযুক্ত তারগুলির একটি বাইরের স্তর এই কোরের চারপাশে মোড়ানো থাকে, যা নিয়মিত বিরতিতে রেডিয়াল ক্ল্যাম্প দ্বারা সুরক্ষিত থাকে যা কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখে এবং কোনো ভাঙা তারে চাপ স্থানান্তর বাড়ায়।

উদাহরণস্বরূপ, ম্যানহাটন ব্রিজের ৫০ সেন্টিমিটার-ব্যাসযুক্ত তারগুলিতে প্রায় ৮,৫০০-৯,০০০ তার রয়েছে, যেখানে গোল্ডেন গেট ব্রিজের মতো বৃহত্তর কাঠামোতে প্রায় এক মিটার ব্যাসের তার রয়েছে যার মধ্যে ২৮,০০০ এর বেশি পৃথক তার রয়েছে। এই তারগুলি স্থায়ী লোড (সেতুর ওজন), লাইভ লোড (ট্র্যাফিক), এবং বায়ু ও ভূমিকম্পের মতো পরিবেশগত কারণ থেকে বিশাল টেনসাইল শক্তি সহ্য করে।

তারের মধ্যে লোড বিতরণ বিশ্লেষণ করা অনন্য তাত্ত্বিক এবং পরীক্ষামূলক অসুবিধা উপস্থাপন করে। ঐতিহ্যবাহী ফাইনাইট এলিমেন্ট বিশ্লেষণ হাজার হাজার তারের মধ্যে জটিল মিথস্ক্রিয়াকে সঠিকভাবে মডেল করতে সংগ্রাম করে, বিশেষ করে যোগাযোগের পয়েন্টগুলিতে যেখানে ঘর্ষণ সহগ, স্থানীয় বিকৃতি এবং যোগাযোগের ক্ষেত্রগুলি পরিমাপ বা অনুমান করা কঠিন।

গবেষক দল নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন ব্যবহার করে এই সীমাবদ্ধতাগুলি কাটিয়ে উঠেছে—একটি অ-ধ্বংসাত্মক কৌশল যা পারমাণবিক ল্যাটিস স্পেসিং-এর পরিবর্তন সনাক্ত করে উপকরণগুলিতে স্থিতিস্থাপক স্ট্রেন পরিমাপ করে। এক্স-রের বিপরীতে, নিউট্রনগুলি তাদের ক্ষতি না করে গভীর পর্যন্ত উপকরণে প্রবেশ করে, যা কার্যকরী-স্কেল তারের নমুনার অভ্যন্তরীণ চাপগুলির অভূতপূর্ব পরীক্ষার অনুমতি দেয়।

পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে পৃথক তারের স্ট্রেন ক্ল্যাম্পিং পয়েন্ট এবং রেডিয়াল কম্প্রেশন ফোর্সের সীমানা অবস্থার উপর উল্লেখযোগ্যভাবে নির্ভর করে। সবচেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে, আন্তঃ-তারের ঘর্ষণ পূর্বে ধারণার চেয়ে অনেক বেশি গুরুত্বপূর্ণ প্রমাণিত হয়েছে—এমন একটি উদ্ঘাটন যা প্রচলিত তারের স্ট্রেস মডেলগুলির পুনর্বিবেচনার প্রয়োজন।

এই আবিষ্কার সেতু নিরাপত্তার জন্য গভীর প্রভাব বহন করে। স্ট্রেস বিশ্লেষণে ঘর্ষণ প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করে, প্রকৌশলীগণ আরও সঠিকভাবে লোড বিতরণ ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারেন, যা সম্ভাব্যভাবে তারের পরিষেবা জীবন বাড়িয়ে তোলে এবং বিপর্যয়কর ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে। পদ্ধতিটি ভাঙা তার এবং স্থানীয় ত্রুটি সনাক্ত করতে সক্ষম করে যা কাঠামোগত অখণ্ডতাকে দুর্বল করে।

জার্নাল অফ এক্সপেরিমেন্টাল মেকানিক্সে প্রকাশের জন্য গৃহীত গবেষণা, সেতু প্রকৌশলের জন্য নতুন পথ খুলে দেয়। ভবিষ্যতের কাজ হবে ঘর্ষণ প্রভাবের জন্য হিসাব করে উন্নত ফাইনাইট এলিমেন্ট মডেল তৈরি করা এবং পরবর্তী প্রজন্মের তারের উপকরণগুলির তদন্ত করা। দলটি রিয়েল-টাইম স্ট্রাকচারাল হেলথ মনিটরিং সিস্টেমের জন্য নিউট্রন ডিফ্র্যাকশনকে মানিয়ে নেওয়ার পরিকল্পনা করেছে যা সেতু রক্ষণাবেক্ষণ অনুশীলনগুলিতে বিপ্লব ঘটাতে পারে।

এই প্রযুক্তিগত অগ্রগতি একাডেমিক অগ্রগতির চেয়ে বেশি কিছু উপস্থাপন করে—এটি বিশ্বব্যাপী অবকাঠামো সুরক্ষার জন্য সুস্পষ্ট সুবিধা প্রদান করে। ঝুলন্ত সেতুগুলির বয়স বাড়ার সাথে সাথে এবং ট্র্যাফিকের চাপ বাড়ার সাথে সাথে তারের অবস্থার সঠিক মূল্যায়ন ক্রমশ গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন পদ্ধতি প্রকৌশলীদের এই গুরুত্বপূর্ণ পরিবহন লিঙ্কগুলিকে সুরক্ষিত করার জন্য শক্তিশালী নতুন সরঞ্জাম সরবরাহ করে, যা তাদের প্রজন্মের পর প্রজন্ম ধরে তাদের পরিষেবা নিশ্চিত করে।