کوانٹم فزکس کیا ہے؟
- صاحب لڑی ساقی۔
- تاریخ ابتداء
-
- ٹیگ
- ساقی۔ سوال کوانٹم فزکس
محمد علم اللہ
محفلین
میرے خیال سے کر دینے میں کیا حرج ہے ۔
سید ذیشان
محفلین
جو موجود معلومات ہیں انہی کو مزید آسان اور اضافہ کردیجیے
اس میں انگریزی سورسس کے لنک دئیے جا سکتے ہیں ریفرسنسز میں؟
عائشہ عزیز
لائبریرین
فاتح
لائبریرین
عائشہ عزیز بیٹا یہاں تو پہلے ہی کافی کچھ لکھا جا چکا ہے لہٰذا مجھے دعوت کلام دینے کا فائدہ ہی نہ ہوا
فاتح
لائبریرین
اس تصویر کی فائل کے نام میں ہی اس کا نام موجود ہے۔۔۔ نیوٹنز کریڈلیہ کیا چیز ہے؟
عائشہ عزیز
لائبریرین
اب فائدہ یا نقصان کون دیکھتا ہے بھیاعائشہ عزیز بیٹا یہاں تو پہلے ہی کافی کچھ لکھا جا چکا ہے لہٰذا مجھے دعوت کلام دینے کا فائدہ ہی نہ ہوا
پھر بھی نہیں سمجھ آیا فاتح بھائی، اسی لیے پوچھے۔
فاتح
لائبریرین
یہ لیجیے برادر۔۔۔ یہاں سے تفصیل پڑھ لیجیے
http://en.wikipedia.org/wiki/Newton's_cradle
http://en.wikipedia.org/wiki/Newton's_cradle
فاتح
لائبریرین
کسی زمانے میں ایٹم کے متعلق یہ تسلیم کیا جاتا تھا کہ یہ مادے کا سب سے چھوٹا ذرہ ہے جسے مزید چھوٹے ٹکڑوں میں توڑنا ممکن نہیں لیکن ٹیکنالوجی کی ترقی اور وقت گزرنے کے ساتھ ساتھ تجربات کے ذریعے علم میں ہونے والے اضافے نے یہ بتایا کہ ایٹم کچھ مزید چھوٹے ذروں (پارٹیکلز) سے مل کر بنا ہوتا ہے جن میں الیکٹرون، پروٹون اور نیوٹرون شامل ہیں۔ پروٹون اور نیوٹرون دونوں مل کر ایٹم کا مرکزہ یعنی نیوکلس بناتے جب کہ الیکٹرون اس نیوکلس کے گرد مدار میں گردش کرتا رہتا ہے۔اب فائدہ یا نقصان کون دیکھتا ہے بھیا
(فی الحال ہم کوارکس کی بات نہیں کریں گے جن سے مل کر نیوٹرون اور پروٹون بنتے ہیں۔)
یوں تو الیکٹران کی یہ گردش بھی اسی طرح کی ہے جیسے ہماری زمین اور دیگر سیارے سورج کے گرد کرتے ہیں لیکن اگر الیکٹرون کی نیوکلس کے گرد گردش کا مدار رفتہ رفتہ تبدیل ہوتا تو اس تبدیلی کے باعث کچھ ہی وقت میں الیکٹرون (جو پروٹون اور نیوٹرون سے 1800 گنا چھوٹا ہے) نیوکلس کے اتنا قریب آ جاتا کہ اس سے ٹکرا کر تباہ ہو جاتا اور یوں کائنات میں کوئی ایٹم اپنا وجود برقرار ہی نہ رکھ سکتا اور کچھ بھی موجود نہ ہوتا لیکن ایسا نہیں ہے۔ آج سے لگ بھگ ایک صدی قبل ایک سائنسدان بوہر اور بعد ازاں ہائیزن برگ نے لمبی تحقیق اور تجربات کے بعد یہ نتیجہ اخذ کیا کہ انرجی کی کمی یا زیادتی کے مطابق الیکٹران کے متعین مدار ہیں جن پر وہ گردش کرتے ہیں اور جونہی حرارت کی کمی یا زیادتی واقع ہوتی ہے الیکٹران ایک مدار سے دوسرے مدار میں رفتہ رفتہ جانے کی بجائے بغیر وقت لیے منتقل ہو جاتا ہے۔ یہ منتقلی اسی طرح ہے گویا زمین اپنے مدار سے اچانک بغیر کوئی وقت لیے مریخ یا زہرہ کے مدار میں پہنچ جائے۔
آئن سٹائن اور کلاسک فزکس کے مطابق کائنات کی کوئی شے بھی روشنی کی رفتار سے زیادہ رفتار پر سفر نہیں کر سکتی لیکن بوہر کے مطابق الیکٹران اپنے حجم سے لاکھوں گنا فاصلہ بغیر وقت کے طے کر لیتے ہیں یعنی الیکٹران اپنا مدار تبدیل کرتے ہوئے روشنی کی رفتار سے زیادہ پر سفر کر رہے ہوتے ہیں۔ اس تھیوری کے متعلق آئن سٹائن اور بوہر کے مابین سائنسی ابحاث بھی ہوئیں۔
اب چونکہ ہمیں یہ علم ہو گیا تھا کہ ایٹم کے اندر موجود پارٹیکلز کی حرکت کلاسک میکینکس یا کلاسک فزکس کے قوانین سے ہٹ کر ہے لہٰذا ایٹم اور اس سے چھوٹی اشیا کی فزکس اور اس کے قوانین کے مطالعے کو "کوانٹم میکینکس" کا نام دیا گیا۔ لفظ "کوانٹم" اس لیے چنا گیا کہ "کوانٹم" (جمع: کوانٹا) کسی شے کی وہ کم سے کم مقدار ہے جسے ناپا جا سکے۔
سن 1800 اوائل میں تھامس ینگ نے ایک تجربہ کیا تھا جسے ڈبل سلٹ ایکسپیریمنٹ (دو درز تجربے) یا ینگ ایکسپیریمنٹ (ینگ کا تجربہ) کا نام دیا جاتا ہے جس کے نتائج کلاسک فزکس کے قوانین سے متصادم تھے اور اس تجربے کو بھی کوانٹم میکینکس کا آغاز مانا جاتا ہے۔
یوں تو روشنی خط مستقیم میں سفر کرتی ہے لیکن اس تجربے کے دوران ینگ نے جب روشنی کی باریک بیمز کو ایک پلیٹ پر بنائی گئی دو بے حد باریک درزوں (شگافوں) سے گزارا تو پلیٹ کے دوسری جانب بجائے دو لائنیں بننے کے روشنی کے کچھ پیٹرنز بن گئے۔ بعد ازاں یہی تجربہ فوٹونز کے علاوہ الیکٹرانز، ایٹمز حتیٰ کہ کچھ مالیکیولز پر بھی دہرایا گیا تو نتائج وہی نکلے کہ دو درزوں سے نکل دو مقامات پر پڑنے کی بجائے پیٹرنز بن رہے تھے جو پارٹیکلز کے کلاسک رویے کی بجائے لہروں (ویوز) کا رویہ تھا۔
ذیل کی تصاویر اس تجربے کی وضاحت کرتی ہیں:
چلیے، یہاں تک تو عقل کسی طور تسلیم کر بھی لیتی ہے لیکن اس کے بعد جو بات بے انتہا حیران کن ہے وہ یہ ہے کہ جب ان درزوں سے قبل یہ جاننے کے لیے ڈیٹیکٹر نصب کیے گئے کہ پارٹیکلز کس درز سے جا تے ہیں اور کہاں مڑتے ہیں تو بجائے ویو پیٹرن کے پارٹیکل کا رویہ خط مستقیم میں سفر کرنے کا ہو گیا یعنی پارٹیکل یہ محسوس کر رہے تھے کہ ہمیں دیکھا جا رہا ہے اور اس دیکھے جانے کے احساس کے بعد انہوں نے اپنا لہروں والا رویہ ترک کر دیا اور جونہی ڈیٹیکٹر ہٹایا گیا انہوں نے دوبارہ لہروں کا رویہ اختیار کر لیا:
کلاسک فزکس کے قوانین ان تجربات کے محیر لعقول نتائج سے متصادم تھے اور کلاسک فزکس ان عوامل کی وضاحت کرنے سے قاصر تھی لیکن کوانٹم میکینکس میں اس عمل کو جاننے کے لیے تجربات کیے جاتے ہیں، تھیوریز، مساوات اور قوانین بنائے جاتے ہیں۔
عائشہ عزیز
لائبریرین
زبردست فاتح بھیا !!! تھینک یو سو مچ
سید ذیشان
محفلین
پہلی بار ایسی بات سنی ہے۔ اس جملے کا کیا ثبوت ہے؟
آئنسٹائین اور بوہر کی ابحاث تو کوانٹم تھیوری کی فارمولیشن اور اس کے فلسفے پر ہوتی تھیں۔ آئنسٹائن کوانٹم تھیوری کی probabilistic formulation کا قائل نہیں تھا، آئنسٹائن نے یہ بھی کہا تھا کہ God doesn't play dice
آئنسٹائن determinism کے حق میں تھا۔
ساقی۔
محفلین
لیجیے یہ کا م فاتح صاحب نے کر دکھایا۔
اب تو پانچویں کا بچہ بھی شاید سمجھ جائے۔ بہت شکریہ فاتح صاحب۔
کسی زمانے میں ایٹم کے متعلق یہ تسلیم کیا جاتا تھا کہ یہ مادے کا سب سے چھوٹا ذرہ ہے جسے مزید چھوٹے ٹکڑوں میں توڑنا ممکن نہیں لیکن ٹیکنالوجی کی ترقی اور وقت گزرنے کے ساتھ ساتھ تجربات کے ذریعے علم میں ہونے والے اضافے نے یہ بتایا کہ ایٹم کچھ مزید چھوٹے ذروں (پارٹیکلز) سے مل کر بنا ہوتا ہے جن میں الیکٹرون، پروٹون اور نیوٹرون شامل ہیں۔ پروٹون اور نیوٹرون دونوں مل کر ایٹم کا مرکزہ یعنی نیوکلس بناتے جب کہ الیکٹرون اس نیوکلس کے گرد مدار میں گردش کرتا رہتا ہے۔
(فی الحال ہم کوارکس کی بات نہیں کریں گے جن سے مل کر نیوٹرون اور پروٹون بنتے ہیں۔)
یوں تو الیکٹران کی یہ گردش بھی اسی طرح کی ہے جیسے ہماری زمین اور دیگر سیارے سورج کے گرد کرتے ہیں لیکن اگر الیکٹرون کی نیوکلس کے گرد گردش کا مدار رفتہ رفتہ تبدیل ہوتا تو اس تبدیلی کے باعث کچھ ہی وقت میں الیکٹرون (جو پروٹون اور نیوٹرون سے 1800 گنا چھوٹا ہے) نیوکلس کے اتنا قریب آ جاتا کہ اس سے ٹکرا کر تباہ ہو جاتا اور یوں کائنات میں کوئی ایٹم اپنا وجود برقرار ہی نہ رکھ سکتا اور کچھ بھی موجود نہ ہوتا لیکن ایسا نہیں ہے۔ آج سے لگ بھگ ایک صدی قبل ایک سائنسدان بوہر اور بعد ازاں ہائیزن برگ نے لمبی تحقیق اور تجربات کے بعد یہ نتیجہ اخذ کیا کہ انرجی کی کمی یا زیادتی کے مطابق الیکٹران کے متعین مدار ہیں جن پر وہ گردش کرتے ہیں اور جونہی حرارت کی کمی یا زیادتی واقع ہوتی ہے الیکٹران ایک مدار سے دوسرے مدار میں رفتہ رفتہ جانے کی بجائے بغیر وقت لیے منتقل ہو جاتا ہے۔ یہ منتقلی اسی طرح ہے گویا زمین اپنے مدار سے اچانک بغیر کوئی وقت لیے مریخ یا زہرہ کے مدار میں پہنچ جائے۔
آئن سٹائن اور کلاسک فزکس کے مطابق کائنات کی کوئی شے بھی روشنی کی رفتار سے زیادہ رفتار پر سفر نہیں کر سکتی لیکن بوہر کے مطابق الیکٹران اپنے حجم سے لاکھوں گنا فاصلہ بغیر وقت کے طے کر لیتے ہیں یعنی الیکٹران اپنا مدار تبدیل کرتے ہوئے روشنی کی رفتار سے زیادہ پر سفر کر رہے ہوتے ہیں۔ اس تھیوری کے متعلق آئن سٹائن اور بوہر کے مابین سائنسی ابحاث بھی ہوئیں۔
اب چونکہ ہمیں یہ علم ہو گیا تھا کہ ایٹم کے اندر موجود پارٹیکلز کی حرکت کلاسک میکینکس یا کلاسک فزکس کے قوانین سے ہٹ کر ہے لہٰذا ایٹم اور اس سے چھوٹی اشیا کی فزکس اور اس کے قوانین کے مطالعے کو "کوانٹم میکینکس" کا نام دیا گیا۔ لفظ "کوانٹم" اس لیے چنا گیا کہ "کوانٹم" (جمع: کوانٹا) کسی شے کی وہ کم سے کم مقدار ہے جسے ناپا جا سکے۔
سن 1800 اوائل میں تھامس ینگ نے ایک تجربہ کیا تھا جسے ڈبل سلٹ ایکسپیریمنٹ (دو درز تجربے) یا ینگ ایکسپیریمنٹ (ینگ کا تجربہ) کا نام دیا جاتا ہے جس کے نتائج کلاسک فزکس کے قوانین سے متصادم تھے اور اس تجربے کو بھی کوانٹم میکینکس کا آغاز مانا جاتا ہے۔
یوں تو روشنی خط مستقیم میں سفر کرتی ہے لیکن اس تجربے کے دوران ینگ نے جب روشنی کی باریک بیمز کو ایک پلیٹ پر بنائی گئی دو بے حد باریک درزوں (شگافوں) سے گزارا تو پلیٹ کے دوسری جانب بجائے دو لائنیں بننے کے روشنی کے کچھ پیٹرنز بن گئے۔ بعد ازاں یہی تجربہ فوٹونز کے علاوہ الیکٹرانز، ایٹمز حتیٰ کہ کچھ مالیکیولز پر بھی دہرایا گیا تو نتائج وہی نکلے کہ دو درزوں سے نکل دو مقامات پر پڑنے کی بجائے پیٹرنز بن رہے تھے جو پارٹیکلز کے کلاسک رویے کی بجائے لہروں (ویوز) کا رویہ تھا۔
ذیل کی تصاویر اس تجربے کی وضاحت کرتی ہیں:
چلیے، یہاں تک تو عقل کسی طور تسلیم کر بھی لیتی ہے لیکن اس کے بعد جو بات بے انتہا حیران کن ہے وہ یہ ہے کہ جب ان درزوں سے قبل یہ جاننے کے لیے ڈیٹیکٹر نصب کیے گئے کہ پارٹیکلز کس درز سے جا تے ہیں اور کہاں مڑتے ہیں تو بجائے ویو پیٹرن کے پارٹیکل کا رویہ خط مستقیم میں سفر کرنے کا ہو گیا یعنی پارٹیکل یہ محسوس کر رہے تھے کہ ہمیں دیکھا جا رہا ہے اور اس دیکھے جانے کے احساس کے بعد انہوں نے اپنا لہروں والا رویہ ترک کر دیا اور جونہی ڈیٹیکٹر ہٹایا گیا انہوں نے دوبارہ لہروں کا رویہ اختیار کر لیا:
کلاسک فزکس کے قوانین ان تجربات کے محیر لعقول نتائج سے متصادم تھے اور کلاسک فزکس ان عوامل کی وضاحت کرنے سے قاصر تھی لیکن کوانٹم میکینکس میں اس عمل کو جاننے کے لیے تجربات کیے جاتے ہیں، تھیوریز، مساوات اور قوانین بنائے جاتے ہیں۔
