ڪوانٽم فزڪس

ڪوانٽم فزڪس

ترجمو: دريا خان

جديد فزڪس گھڻو سادو ۽ سولو مضمون آهي، جيتوڻيڪ ان لاءِ انکي رياضي ۾ مھارت حاصل هوئيڻ گھرجي، پر فزڪس بنيادي طور تي مادي شين جي حرڪتن ۽  سڪون جي پيشنگوئي ڪرڻ جو نالو آهي، مثال جيڪا شيء مٿي اڇلائجي ۽ ان رفتار سان هيٺ بہ اچي، يا وري بال کي جيترو تيز ڌڪ هڻبو تہ اهو اوترو ئي پري ويندو، ان قسم جا بيان سولائي سان سمجھي سگھو ٿا ۽ انھن کي سمجھڻ جي لاءِ اوهانکي ڪنھن مشڪل رياضي جي فارمولي جي ضرورت ناهي پوندي، پر پوئين سو سال ۾ فزڪس اهڙن گھڻن پيچيده ڪمن تي تحقيق ڪئي آهي، جيڪي عام مشاهدي ۾ ناهين ايندا، مثال جيئن گهڻي تيز رفتار شين جي حرڪتن کي ڪيئن سمجھي سگھجي ٿو يا ايٽم يا ان کان ننڍي ذرن جو پاڻ ۾ واسطو ڪهڙن فطري قانونن تحت هوندا آهن، فزڪس جي اها شاخ جنهن ۾ ايٽم ۽ ايٽم کان گهٽ جسامت جي جسمن کي پڙهيو پرکيو وڃي، انکي ڪوانٽم فزڪس جو نالو ڏنو ويو آهي، پر جي اوهان ڪوانٽم فزڪس جي باري ۾ ڪجھ ٻڌو يا پڙهيو آهي تہ اوهان اهو بہ ٻڌو هوندو تہ ان ۾ ٻليون هڪئي وقت زندھ ۽ مردھ بہ ٿي سگھن ٿيون يا اهو تہ عرضي حقيقت اوهانجي مشاهدي ڪرڻ سان پيدا ٿيندي آهي پر اهوئي سڀ ڳالهيون بلڪل بہ بنياد آهن. ڪوانٽم فزڪس بابت اهڙيون بہ بنيادي ڳالھيون پوئي صدي جي شروعات ۾ بنيادي ذرن جي بابت مشاهدن جي وضاحت ڪرڻ جي لاءِ لڳايون ويون هيون، جڏهن اڃان اسانکي ڪوانٽم فزڪس جي سمجھ گھٽ هئي، اهوئي تصورات هاڻي ختم ٿي چڪا آهن پر افسوس تہ اهي تصورات اهڙن ماڻھن جي ذهنن ۾ جڳھ ٺاهي ويا آهن جن کي سائنس ۾ ٿوري گھڻي دلچسپي تہ ضرور آهي پر انھن کي ڪوانٽم فزڪس جي سمجھ بلڪل بہ ناهي ان سان اهوئي ماڻھون فائدو کڻي رهيا آهن جيڪي ڪوانٽم فزڪس کي روحانيت سان گڏ ٽوڙي مروڙي پيش ڪري ماڻھن کي بيوقوف بڻائڻ جي ڪوشش ڪندا آهن، 

ڪوانٽم فزڪس ڇا آهي؟ 

سڀ کان پھريان اسان ڪوانٽم فزڪس جي نالي کي سمجھڻ جي ڪوشش ڪريو ٿا، عام طور تي ڪوانٽم غير مسلسل شين جي لاءِ استعمال ٿيندو آهي يعني اهڙين discrete جدا شين جي لاءِ جن جي تعداد کي ٻيڻو ڪري سگھجي، مثال ڪنھن واريلي جڳھ تي وڃو تہ اوهانکي پري پري تائين واري جا جبل نظر ايندا، پر اوهان واري کي ڏسندو تہ واري گھڻن ننڍن ننڍين ذرڙن تي مشتمل هوندي آهي ان ۾ هر هڪ ذرڙي کي الڳ طور تي ڏسي سگھجي ٿو ۽ انھن ذرڙن کي ٻيڻو ڪري سگھجي ٿو ائين اسان اهو چئي سگهون ٿا تہ ريگستان جو ڪوانٽم واري جو ذرو آهي انھي طرح جيڪر اوهان سمنڊ جو تصور ڪريو تہ اهو مائع پاڻياٺ حالت ۾ آهي پر اسان ڄاڻون ٿا تہ پاڻي اصل ۾ هائيڊروجن ۽ آڪسيجن سان بڻجڻ واري ماليڪيولز تي مشتمل هوندو آهي، ائين اسان اهو چئي سگهون ٿا تہ سمنڊ جو ڪوانٽم پاڻي جو ماليڪيول آهي، انجو مطلب صرف هي آهي تہ اسان ڪوانٽم فزڪس ۾ مسلسل يعني لڳاتار جسمن کي اسٽڊي اڀياس ناهين ڪندا بلڪ غير مسلسل يا discrete جدا جسمن کي اڀياس ڪندا آهيون. 

ميڪينڪس جو لفظ سمجھڻ سولو آهي انجو مطلب جسمن جي حرڪتن ۽ انھن ۾ پنھنجي واسطي کي سمجھڻ آهي، جهڙو ڪوانٽم ميڪينڪس ايٽم يا ايٽم کان ننڍي ذرن کي حرڪتن ۽ انجي پنھنجي واسطي کي اڀياس ڪرڻ جو نالو ڪوانٽم فزڪس جي عجائبن کي سمجھڻ جي لاءِ اسانکي ايٽم کان بہ ننڍي جسمن جو مشاهدو ڪرڻو هوندو آهي ڪوانٽم فزڪس جي مساوات ۾ پلانڪ ڪونسٽنٽ جو استعمال ٿيندو آهي جيڪو هڪ گهڻو ئي ننڍو عدد آهي ان وجھ سان ڪوانٽم آثار جي عجائبون وڏي پيماني تي نظر ناهين ايندا ۽ انجو مشاهدو صرف ايٽمي ذرن جي ليول تي ئي ڪري سگهجي ٿو

ويوو فنڪشن

ڪوانٽم فزڪس جو هڪ بنيادي تصور ويو فنڪشن آهي بنيادي ذرن جو ويو فنڪشن رياضي جو هڪ فارمولو آهي جيڪو ان ذرن جي باري ۾ پيشنگوئيون ڪرڻ جي ڪم ايندو آهي انکي ويوو فنڪشن انڪري چئبو آهي ڇوجو اليڪٽران ۽ فوٽان وغيرھ جيڪڏهن آزاد حالت ۾ هجي يعني ڪنھن ٻئي پارٽيڪل يا مرڪز سان جوڙجڪ نہ ڪري رهيا هجن تہ انھن جو ويوو فنڪشن عمومن سائن ويوو جيان sinewave هوندو آهي بلڪل انھي طرح جنھن طرح اي سي بجلي جي وولٽيج سائن ويو جي صورت ۾ هوندي آهي ڪيترين صورتن ۾ اليڪٽرانز جا ويوو فنڪشن جي شڪل سائن ويوو کان مختلف بہ ٿي سگھي ٿو مثال طور تي جڏهن اليڪٽران ڪنھن ايٽم جي مرڪز جي ويجھو هوندو آهي تہ انجو ويوو فنڪشن سائن ويوو کان گھڻو مختلف هوندو آهي پر في الحال اسان ان تفصيل کي نظر انداز ڪري سگھون ٿا، ۽ سولائي لاءِ ويوو فنڪشن کي سائن ويوو جي طور تي ئي تصور ڪنداسين، 

جڏهن اسان وڏي ذرڙن مثال واري يا مٽي جي ذرن کي اڀياس ڪندا آهيون تہ انھن جي باري ۾ پيشنگوئي ڪرڻ جي لاءِ اسان انھن کي صرف ذرڙا تصور ڪري سگھون ٿا ۽ انھن جي حرڪتن کي ڪلاسيڪل فزڪس جي اصولن سان سمجھي سگھون ٿا، پر جڏهن اسان بنيادي ذرن يعني سڀ اٽامڪ پارٽيڪلز جو ذڪر ڪندا آهيون تہ انھن جي باري ۾ پيشنگوئي ڪرڻ جي لاءِ اسان وٽ ويوو فنڪشن کان سواءِ ٻيو ڪو طريقو موجود نہ آهي 

جيڪڏهن اسان ڪنھن پارٽيڪل جي ويوو فنڪشن جو مربعو چورس يعني اسڪوائر ڪريو يعني ويوو فنڪشن جي فارمولي کي ان سان گڏ ضرب ڏيون تہ جيڪو جواب ايندو آهي اهو اسانکي ٻڌايندو آهي تہ هي ذرو ڪٿي ڪٿي پاتو وڃي سگھجي ٿو جتي اها مقدار وڏي هوندي اتي ان ذري جي پاتي وڃڻ جو امڪان گھڻو هوندو ۽ جتي ان ويوو فنڪشن جي اسڪوائر چورس جي مقدار گهٽ هوندي اتي ان ذري جي پاتي وڃڻ جو امڪان بہ گهٽ هوندو، جتي اها مقدار زيرو آهي اتي ان ذري جي پاتي وڃڻ جو امڪان بہ زيرو هوندو، جهڙو ويوو فنڪشن جو مربعو چورس ان ذرن جي پاتي وڃڻ جي امڪان کي ظاهر ڪندو آهي 

ويوو فنڪشن مان ائين ظاهر ٿي ٿو جھڙوڪ ڪوانٽم ذرا ڪنھن ھڪ نقطي تي مرڪوز يا مقامي ناهين هوندا بلڪ اسپيس ۾ ڦھليل هوندا آهن پر اسان جڏهن بہ ڪنھن ڪوانٽم ذري جي ڊيٽيڪٽ ڪرڻ جي ڪوشش ڪندا آهيون تہ انکي هميشہ ڪنھن مخصوص جڳھ تي هڪ نقطي يعني پوائنٽ پارٽيڪل جي صورت ۾ ئي پائيندا آهيون انکي هڪئي وقت جڳھ جڳھ موجود ناهيون پائيندا جئين جڏهن اسان ڪنھن پارٽيڪل کي ڊيٽيڪٽ پڌرائي ڪندا آهيون تہ انجي اسپيس ۾ پوزيشن قيد ٿي ويندي آهي سائنسدان ڊٽيڪشن جي ان عمل کي ويوو فنڪشن جو ڪارگذاري ٿيڻ يعني collapse of wave function چوندا آهن، ڪوانٽم فزڪس ۽ ڪلاسيڪل فزڪس ۾ اهو بنيادي فرق آهي تہ ڪوانٽم فزڪس ۾ ڊيٽيڪشن کان اڳ ڪنھن ذري جي ڪنھن مخصوص جڳھ تي موجودگي يعني امڪان کي تہ بيان ڪري سگهجي ٿو پر اسان سو سيڪڙو يقين سان گڏ پارٽيڪل جي پوزيشن جي پيشنگوئي نٿا ڪري سگھون، ڪلاسيڪل مڪينڪس ۽ ڪوانٽم فزڪس جو فرق سمجھڻ جي لاءِ ڇڪي جي ڪُڻي جي مثال وٺون، جڏهن اوهان ڇڪي جو ڪُڻو اڇلائيندا آهيو تہ معياري ڪُڻي ۾ هڪ کان ڇھ تائين نمبر واري پاسن مان هر پاسي جي مٿان اچڻ جو امڪان هڪجهڙو هوندو آهي، ڪُڻو اڇلائڻ کان اڳ اهو ڄاڻڻ مشڪل هوندو آهي تہ ھن ڀيرو ڪھڙو پاسو مٿان ايندو پر جيڪڏهن اسان ڪُڻي جي اڇلائجڻ واري رفتار، جنھن سطح تي ڪُڻو اڇلايو وڃي رهيو هجي، ان سطح جي رڳڙ ۽ ٻيون خصوصيتون ھوا جي مزاحمت وغيرھ جو علم رکندڙ هجون، جيڪو اصولن ممڪن آهي، تہ اسان گهڻي يقين سان پيشنگوئي ڪري سگھون ٿا تہ ھن دفعو ڪُڻي جو ڪهڙو پاسو مٿان ايندو، پر ڪوانٽم فزڪس ۾ ائين ناهي ٿيندو، اسان اصولي بہ سو سيڪڙو ڪنھن يقين سان گڏ ڪنھن ذري جو ڪنھن مخصوص جڳھ تي هجڻ جي پيشنگوئي نٿا ڪري سگھون، ڇوجو ڪوانٽم فزڪس جي اصولن موجب اهو ذرو ماپ پيمائش کان اڳ هر جڳھ هڪئي وقت موجود هوندو آهي، يعني اهو ذرو هڪ نقطي جيان ناهي هوندو بلڪ واقعي هڪ لهر جيان هر ان جڳھ موجود هوندو آهي جتي ويوو فنڪشن جي اسڪوائر چورس جي روعي سان انجي موجودگي جو امڪان زيرو نہ آهي اصولي طور تي هي ذرو صرف ان جڳھ موجود ناهي هوندو جتي ويوو فنڪشن جو مربع چورس جي قدر زيرو آهي، انکان سواءِ هي ذرو هر جڳھ موجود هوندو آهي، صرف جڏهن انکي ڊيٽيڪٽ ڪيو وڃي ان وقت ان جو ويوو فنڪشن اوچتو تبديل ٿي ويندو آهي ۽ جنھن مقام تي ذرو ڊيٽيڪٽ ٿئي اتي ويوو فنڪشن جي چورس جي قيمت هڪ ٿي ويندي آهي ۽ باقي جڳھ انجي قيمت زيرو ٿي ويندي آهي ائين ڊيٽيڪٽ ٿيڻ کانپوءِ ان ذري جو ويوو فنڪشن هر جڳھ قيد ٿي ويندو آهي سواءِ ان مقام جي جتي اهو ذرو ڊيٽيڪٽ ڪيو ويو.