ڈبے میں ذرہ

آزاد دائرۃ المعارف، ویکیپیڈیا سے
:چھلانگ بطرف رہنمائی، تلاش

کوانٹم میکانکس میں ڈبے میں ذرہ (Particle in a box) کا نمونہ (ماڈل) یہ بتاتا ہے کہ بہت ہی محدود جگہ میں ایک ذرے کی حرکت کیسی ہو گی۔ اسے infinite potential well یا the infinite square well بھی کہتے ہیں۔ یہ ماڈل کلاسیکل اور کوانٹم سسٹم کے تصوراتی فرق کو واضح کرتا ہے۔

نیوٹن کے قوانین یعنی کلاسیکل میکانکس کے تحت ذرے کا ڈبے میں راستہ (A) اور شروڈنگر کی کوانٹم میکانکس کی مساوات کے تحت ذرے کا ڈبے میں wavefunction جسے B سے F میں ظاہر کیا گیا ہے۔ افقی لائن پر پوزیشن اور عمودی لائن پر ویو فنکشن ہے۔ حقیقی حصہ نیلے رنگ سے اور خیالی حصہ سرخ رنگ سے دکھایا گیا ہے۔


کلاسیکل سسٹم میں اس کی مثال ایک مضبوط ڈبے میں ایک بال کی حرکت سے دی جاسکتی ہے۔ بال کسی بھی رفتار سے حرکت کر سکتی ہے اور کسی خاص وقت ایک ہی مقام پر پائی جا سکتی ہے۔
لیکن اگر ڈبے کی جسامت بہت ہی چھوٹی ہو (یعنی نینو میٹر کے لگ بھگ) تو کوانٹم ایفکٹ نمایاں ہونے لگتا ہے۔ ایسی صورتحال میں

  • حرکت کرتا ہوا ذرہ ہر توانائی کا حامل نہیں ہو سکتا بلکہ کچھ خاص انرجی لیول کا ہی حامل ہو سکتا ہے جو مثبت (positive) ہوتے ہیں۔
  • ایسا ذرہ رک بھی نہیں سکتا یعنی اس میں کچھ نہ کچھ توانائی ہمیشہ موجود رہتی ہے۔
  • اسی طرح یہ ڈبے میں ہر جگہ نہیں جا سکتا بلکہ اسکے پائے جانے کے امکانات صرف چند جگہوں پر مخصوص ہوتے ہیں جن کا تعلق اسکی توانائی سے ہوتا ہے۔
ایک نیوٹرون کے اندر بوسون کا تبادلہ قوی تعاملات کا سبب بنتا ہے۔

ذرے سے مراد عام طور پر ایک بہت ہی چھوٹی سی گیند لی جاتی ہے مگر کوانٹم فیلڈ تھیوری میں ذرے سے مراد قوت کے میدان میں ہلچل کے سبب جدا ہو جانے والا ایک میدانی ٹکڑا ہوتی ہے جو ذرے جیسا برتاو کرتا ہے اور مومنٹم کا حامل ہوتا ہے۔ perturbative کوانٹم فیلڈ تھیوری کے مطابق دو ذرات کے درمیان کشش یا دھکیل کی قوت دراصل ان کے درمیان boson نامی دوسرے ذرات کے تبادلے کے نتیجے میں وجود میں آتی ہے جیسے

  • دو الیکٹران ایک دوسرے کو اس لیئے دھکیلتے ہیں کیونکہ ان دونوں سے فوٹون خارج ہوتے ہیں جو دوسرے الیکٹرون سے ٹکرا کر اس میں جذب ہو جاتے ہیں۔ فوٹون بوسون کی ایک قسم ہے۔
  • weak force کے تعاملات میں W+, W- اور Z بوزون خارج اور جذب ہوتے ہیں۔ انہیں Intermediate vector bosons کہتے ہیں۔
  • اسی طرح gluons کے خارج اور جذب ہونے سےstrong force کے تعاملات وقوع پذیر ہوتے ہیں جن کے نتیجے میں ایٹم کا مرکزہ بنتا ہے۔ گلوون بھی بوسون ہوتے ہیں۔
  • کشش ثقل کے لیئے سمجھا جاتا ہے کہ گریویٹون (graviton) جیسا ایک بوزون (boson) ہونا چاہیے مگر کوانٹم تھیوری ابھی اسکی مکمل وضاحت کرنے سے قاصر ہے۔


مزید دیکھیئے[ترمیم]

بیرونی ربط[ترمیم]

Incomplete-document-purple.svg یہ ایک نامکمل مضمون ہے۔ آپ اس میں اضافہ کرکے ویکیپیڈیا کی مدد کر سکتے ہیں۔