بنیادی ذرہ

جوہر اور زیرجوہری ذرات کا موازنہ؛ زرد رنگ میں جوہر، نیلے نیوٹرون اور سرخ پروٹانوں پر مشتمل مرکزہ، ہرے اور ہلکے زرد رنگ میں بالترتیب کوارک اور الیکٹران جو آج کل بنیادی ذرات تسلیم کیے جاتے ہیں۔ [http://particleadventure.org/particleadventure/index.html

]

ذراتی طبیعیات (پارٹیکل فزکس) میں بنیادی ذرہ ایک ایسا ذرہ ہوتا ہے کہ جو اپنی ساخت میں مزید ذیلی یا زیریں ذرات نہ رکھتا ہو (یا کم از کم ابھی تک اس کے کوئی ذیلی ذرات دریافت نہ کیے جا سکے ہوں)۔ اگر ایک ذرہ، واقعی اپنی ساخت میں کامل ہو اور کوئی ذیلی ذرات اپنے اندر نہ رکھتا ہو تو پھر اسے کائنات کا ایک بنیادی ذرہ تصور کیا جاتا ہے کہ جس سے مل کر کائنات کے دیگر تمام بڑے یا مخلوط ذرات بنے ہوں اور بذات خود کائنات بھی۔ ذراتی طبیعیات کے جدید نظریہ (معیاری نمونہ) کے مطابق، کوارک، نحیفہ اور مقیاسی بوسون وغیرہ بنیادی ذرات کے زمرہ میں شامل کیے جاتے ہیں۔

آسان الفاظ میں خلاصہ

بنیادی ذرے کی تعریف سادہ الفاظ میں یوں کر سکتے ہیں کہ یہ مادے (matter) کا چھوٹے سے چھوٹا ذرہ ہوتا ہے جو اپنی ساخت میں کامل ہوتا ہے اور اپنے اندر مزید چھوٹے یا ذیلی ذرات نہیں رکھتا۔ کوئی 400 قبل مسیح میں دی مقراطیس (Democritus) اور لیوکیپس (Leucippus) اور چند دیگر افراد کی جانب سے اندازے لگائے گئے کہ مادہ چھوٹے اور ناقابلِ تقسیم عناصر پر مشتمل ہے جو ایٹم کے نام سے یاد کیے گئے۔ بعد کے انسانی تجربات نے ثابت کیا کہ ایٹم یا جوہر ناقابل تقسیم بنیادی ذرہ نہیں بلکہ ایک مثبت پروٹان، تعدیلی نیوٹرون اور منفی الیکٹران پر مشتمل ہوتا ہے اور پھر مرکزے اور الیکٹرانوں کو بنیادی ذرہ سمجھا جانے لگا۔ مگر پھر طبیعیات دانوں نے دریافت کیا کہ پروٹان اور نیوٹران بھی اپنی ساخت میں مزید چھوٹے ذرات پر مشتمل ہوتے ہیں جن کو کوارک کہا گیا۔ یہاں پر آکر طبیعیات کی یہ گاڑی ٹھہری نہیں بلکہ ان بنیادی ذرات پر تحقیق کا بازار ابھی گرم ہے اور کوئی بعید نہیں کہ آنے والے دنوں میں کوارک (اور کچھ اور ایسے ذرات جن کو آج بنیادی کہا جاتا ہے) میں سے بھی مزید چھوٹے ذرات نکل آئیں۔

Type	Name	Symbol	کمیت (الیکٹرون وولٹ/c2)	Mean lifetime
Lepton	Electron / Positron	$e^{-}\,/\,e^{+}$	0.511	$>4.6\times 10^{26}\ \mathrm {years} \,$
	Muon / Antimuon	$\mu ^{-}\,/\,\mu ^{+}$	105.6	$2.2\times 10^{-6}\ \mathrm {seconds} \,$
	Tau lepton / Antitau	$\tau ^{-}\,/\,\tau ^{+}$	1777	$291\times 10^{-15}\ \mathrm {seconds} \,$
Meson	Neutral Pion	$\pi ^{0}\,$	135	$8.4\times 10^{-17}\ \mathrm {seconds} \,$
	Charged Pion	$\pi ^{+}\,/\,\pi ^{-}$	139.6	$2.6\times 10^{-8}\ \mathrm {seconds} \,$
Baryon	Proton / Antiproton	$p^{+}\,/\,p^{-}$	938.2	$>10^{29}\ \mathrm {years} \,$
	Neutron / Antineutron	$n\,/\,{\bar {n}}$	939.6	$885.7\ \mathrm {seconds} \,$
Boson	W boson	$W^{+}\,/\,W^{-}$	80,400	$10^{-25}\ \mathrm {seconds} \,$
	Z boson	$Z^{0}\,$	91,000	$10^{-25}\ \mathrm {seconds} \,$

تاریخی طور پر ثقیلہ (hadron) ذرات (کثیفہ (baryons) اور موسطہ (mesons) جیسے اولیہ اور تعدیلہ) ہی نہیں بلکہ ایک زمانے میں خود جوہر کو بھی بنیادی ذرہ خیال کیا جاتا تھا۔ 19 ویں صدی میں بنیادی ذرات کے نظریے میں ایک مرکزی تخیل مقدارہ (quanta) کا نمودار ہوا جس نے برقناطیسی تابکاری (electromagnetic radiation) کو نہ صرف سمجھنے میں بڑی مدد دی بلکہ مقداریہ میکانیکات (quantum mechanics) کو بھی جنم دیا۔

جائزہ بہ یک نظر

Six of the particles in the معیاری نمونہ are quarks.

تمام بنیادی ذرات (اپنی غــزل کے اعتبار سے ) یا تو بوسونے ہوتے ہیں یا فیرمیونے ہوتے ہیں۔ نظریہ احصاء غزل (spin statistics theorem) کے ذریعے اخذ کردہ مقداریہ احصاء (quantum statistics) کو استعمال کرتے ہوئے ؛ بوسونوں اور فیرمیونوں میں تمیز کی جا سکتی ہے۔ اس نظریہ کے اسلوبیات کی رو سے :

1. وہ ذرات جو عموماً مادے سے منسلک ہوں فیرمیونے ہوتے ہیں جو نصف صحیح عددی غـزل (half integer spin) رکھتے ہیں اور ان کو 12 زائقوں میں تقسم کیا جاتا ہے۔
2. جبکہ وہ ذرات جو بنیادی قوت کے ساتھ منسلک ہوں بوسونے ہوتے ہیں جو صحیح عددی غـزل (integer spin) رکھتے ہیں۔

• فیرمیون (Fermions):

کوارک — زیر، زبر، عجیب، سحر، پیندی، بالا

نحیفے — برقیہ، میون، تاؤ، برقیہ تعدیلائی، میون تعدیلائی، تاؤ تعدیلائی

• بوسونے (Bosons):

مقیاسی بوسون — غرایہ، W اور Z بوسونے، روشنیہ

دیگر بوسونے — ہگ بوسون، ثقلیہ

گو اب تک زیرجوہری ذرات کی دریافت کردہ تعداد، دو سو سے تجاوز کر چکی ہے لیکن ان میں سے اکثر بنیادی ذرات نہیں ہیں بلکہ مخلوط ذرات ہیں۔

مزید دیکھیے

• گلواون
• جوڑے کی فنا
• جوڑے کی پیدائش
• ڈبے میں ذرہ
• بوس- بوزون کا دریافت کنندہ
• اسٹوریج رنگ

حوالہ جات

بیرونی روابط

درج ذیل تمام روابط، انگریزی موقعے ہیں۔

• لارنس بیرکیلی نیشنل لیباریٹری (نہایت مفید)
• نووا سلسلے کا موقع
• بنیادی ذرات کی نقشہ نگاری
• جامعہ کیلیفورنیا کا موقع
• سی ای آر این کے موقع پر ایک مقالہ
• جامعہ اوہایو کا پینٹاکوارک صفحہ