گريويٽي ۽ ڪوانٽم فزڪس

گريويٽي ۽ ڪوانٽم فزڪس

” ترجمو: امتياز علي“

ڪوانٽم ٿيوري کي سائنس جي تاريخ جي بهترين ٿيوري چيو ويندو آهي ڇو تہ هن هڪ نظريي سان فطرت جي مختلف مظاهرن جي وضاحت ممڪن ٿي وئي آهي جيڪو ڪنهن بہ ٻئي نظريي سان ممڪن نہ هئي. پر هڪ  بنيادي قوت يعني ڪشش ثقل يا گريويٽي ائين آهي جنهن جي وضاحت ڪوانٽم فزڪس جي روعي سان اڃان تائين ممڪن نہ ٿي سگهي آهي. حسان سليم صاحب پنهنجي هڪ انگريزي ۾ ڪيل ڪمينٽ ۾ هن ڳالھ جي وضاحت ڪئي هئي تہ ان جي راءِ ۾ گريويٽي جي امڪانن جو تسلسل (Quantization) ڇو ضروري آهي. هي ان ڪمينٽ جو سنڌي ترجمو آهي.

سوال: گريويٽي جي (Quantization) امڪانن جو تسلسل ڇو ضروري آهي؟

جواب:

غير يقينيت يعني (Uncertainty) جو اصول فزڪس جو هڪ بنيادي اصول آهي. انهي اصول جي روعي سان ڪنهن بہ جسم جي پوزيشن، بيھڪ ۽ مومينٽم ٻيڪ، يعني لمحو واپس وقت مڪمل ايڪيوريسي، صحيح سان معلوم نٿو ڪري سگهجي. جيڪڏهن اوهان ڪنهن بہ جسم جي پوزيشن، بيھڪ ۽ مومينٽ، لمحي جي پيمائش، ماپ ڪرڻ چاهيو ٿا تہ ان جو طريقو عمومن ائين ٿيندو آهي تہ ان جسم تي ڪنهن قسم جون لهرون اڇلايون وڃن ۽ انهن لهرن جي عڪس Reflection سان ان جسم جي باري ۾ معلومات گڏ ڪئي وڃي. 

جيڪڏهن اوهان اهو چاهيو ٿا ته ان دوران ان جسم ۾ پيمائش، ماپ جي حوالي سان ڪا تبديلي نہ اچي تہ اوهان ان لهرن کان (Amplitude) (يعني انهن جي توانائي) تمام گهٽ ڪري سگهو ٿا تہ جيئن انهن لهرن جي ان جسم سان ٽڪرائجڻ جي نتيجي ۾ ان جسم جي مومينٽم ۾ تبديلي گهٽ رهي. ان کان علاوه انهن لهرن جي Wavelength لهر جي لمبائي کي بہ انتهائي گهٽ ڪري رکي سگهجي ٿو تہ جيئن  Reflect عڪس وجهندڙ لهرن سان جسم جي پوزيشن انتهائي ايڪوريسي، صحيح سان ماپي سگهجي. ائين جيڪڏهن انهن لهرن جي  Wavelength لهر جي لمبائي کي زيرو جي انتهائي ويجهو ڪيو وڃي تہ ان جسم جي پوزيشن مڪمل ايڪوريسي صحيح سان معلوم ڪري سگهجي ٿي ۽ جيڪڏهن انهن لهرن جي (Amplitude وسعت، وڌاءُ، پکيڙ) کي زيرو جي تمام ويجهو ڪيو وڃي تہ ان جسم جي حرڪت ۾ ڪنهن بہ تبديلي کان سواءِ ان جسم جي Momentum حرڪت جي زور جي پيمائش ڪري سگهجي ٿي. انهي طرح اصولن اسان هن جسم جي پوزيشن ۽ مومينٽم حرڪت جي زور کي مڪمل ايڪوريسي صحيح سان گڏ حاصل ڪري سگھون ٿا ۽ هي غير يقينيت جو اصول غلط ثابت ٿي ويندو. 

پر بيهو، هي ڪم ايتري قدر سولو بہ ناهي جيڪڏهن اسان هن پيمائش جي ڪري روشني جي لهرن کي استعمال ڪري رهيا آهن (روشني جي لهرن سان ڪنهن شيءِ پيمائش ڪرڻ قدرِ سولو آهي) اسان ڄاڻنداسين تہ اسان روشني جي مقدار کي گهٽ ڪري بلڪل زيرو وٽ نٿا وڃي سگهون. ان جي وجھ هي آهي تہ اسان ڄاڻون ٿا تہ روشني فوٽانز سان ملي ڪري ٺهندي آهي ۽ فوٽانز کي تقسيم نٿو ڪري سگهجي. ائين جيڪڏهن اسان روشني جي مقدار کي گهٽ ڪندا وڃون تہ روشني جي شعاع ۾ فوٽانز جي تعداد گهٽ ٿيندي ويندي ايستائين جو هن شعاع ۾ صرف هڪ فوٽان رهي ويندو. هاڻ جيڪڏهن اسان هن فوٽان کي بہ ختم ڪري ڇڏيون تہ هن شعاع ۾ ڪجھ بہ نہ بچندو يعني اسان وٽ هن جسم جي پيمائش جي لاءِ شعاع ئي نہ رهندي. ان جسم جي پوزيشن يا مومينٽم معلوم ڪرڻ جي لاءِ اسان کي گهٽ ۾ گهٽ هڪ فوٽان ضرور گھربل هوندو ۽ ان فوٽان جي ڪجھ نہ ڪجھ فريڪوئنسي، ڪثرت ضرور هوندي. جيڪڏهن اسان هن جسم جو مومينٽم بهتر طور تي معلوم ڪرڻ چاهيو ٿا تہ هن فوٽان جي توانائي گهٽ ۾ گهٽ رکڻي پوندي. پر گهٽ توانائي جي فوٽان جي فريڪوئنسي، ڪثرت گهٽ هوندي يعني ان جي لنگتھ، لمبائي وڌيڪ هوندي. هن وڌيڪ ويوو لنگتھ، لهر جي لمبائي جي وجھ سان اسان هن جسم جي پوزيشن وڌيڪ ايڪوريسي، صحيح سان نٿي معلوم ڪري سگهجي. هي ائين ئي ٿيندو جيئن اسان هڪ گز سان هڪ ڪيڙيِ جي ڊيگھ ماپڻ جي ڪوشش ڪريون. جيڪڏهن اسان هن جسم جي پوزيشن ايڪوريسي، صحيح سان ماپڻ چاهيو ٿا تہ اسان کي هن فوٽان جي وويو لنگتھ، لهر جي لمبائي کي وڌيڪ گهٽ ڪرڻو پوندو. انهي صورت ۾ ان جي عڪس Reflection سان اسان جسم جي پوزيشن جي بهتر پيمائش ڪري سگهنداسين. پر انهي صورت ۾ فوٽان جي فريڪوئنسي، ڪثرت وڌي ويندي (فريڪوئنسي ، ڪثرت هميشہ وويو لنگتھ لهر جي لمبائي جا Reflect عڪس وجهڻ رتب ۾ هوندي آهي يعني وويو لنگتھ لهر جي لمبائي جيتري گهٽ هوندي فوٽان جي فريڪوئنسي، ڪثرت ايتري وڌيڪ هوندي) هن جي مومينٽم ۾ اضافو ٿي ويو آهي (فوٽان جي توانائي ۽ ان جو مومينٽم هن فريڪوئنسي، ڪثرت جي مناسبت هوندو آهي)  جيتوڻيڪ هاڻ اسان هن جسم تي هن فوٽان کي عڪس ڪرڻ جي ڪوشش ڪنداسين تہ هن عمل ۾ هن جسم کي تمام وڌيڪ توانائي سان ڏيکارينداسين تہ ان جو نتيجو اهيو ٿيندو تہ هن جسم جو مومينٽم تبديل ٿي ويندو. ائين جيڪڏهن هن جسم جي پوزيشن جي پيمائش ايڪوريسي، صحيح سان ڪرڻ چاهيو ٿا تہ هن جو مومينٽم ايڪوريسي، صحيح سان نٿا ماپي سگهون ۽ جيڪڏهن هن جو مومينٽم ايڪوريسي، صحيح سان ماپڻ چاهيو ٿا تہ هن جي پوزيشن ايڪوريسي، صحيح سان دريافت نٿا ڪري سگهون. ۽ هيئن روشني جي (Quantization امڪانن جي تسلسل ) جي وجھ سان غير يقينيت جو اصول قائم رهندو آهي.

هاڻ اسان هن مسئلي جي روشني جي لهرن جي بجاءِ ثقلي لهرن يعني (Gravitional Waves) سان حل ڪرڻ جي ڪوششن ڪريون ٿا. ثقلي لهرن جي هڪ مخصوص وويو لنگتھ لهر جي لمبائي هوندي آهي ۽ ان ۾ هڪ مخصوص توانائي هوندي آهي. جيڪڏهن ڪشش ثقل ڪوانٽايرزڊ بند نہ هجن تہ ان جو مطلب هي هوندو تہ اسان ڪشش ثقل جي لهرن جي توانائي زيرو جي گھڻو ويجهو وٺي وڃي سگهجن ٿيون ۽ هنن جي فريڪوئنسي، ڪثرت گهڻي حد وڌيڪ ڪري سگهون ٿا. انهي طرح اصولن ثقلي لهرن سان ڪنهن جسم جي پوزيشن ۽ هن جي مومينٽم جي پيمائش انھي وقت گهڻي ايڪوريسي، صحيح سان ڪري سگهنداسين ۽ هيئن غير يقينيت جو اصول ٽُٽي ويندو. جيڪڏهن اسان يقين سان چئي سگهون ٿا تہ غير يقينيت جو اصول ڪائنات جو هڪ بنيادي اصول آهي (۽ تمام ماهرن طبيعات هن ڳالھ تي متفق آهن تہ غير يقينيت جو اصول ڪائنات جو هڪ بنيادي اصول آهي جيڪو هر جڳھ هر سچويشن ۾ لاڳو ٿيندو آهي) تہ پوءِ هي ڳالھ يقيني آهي تہ ثقلي لهرن کي بہ ڪوانٽائزڊ هجڻ کپي. هي انهي صورت ۾ ممڪن ٿيندو جيڪڏهن ڪشش ثقل پاڻ ڪوانٽائزڊ آهي ۽ ان جو ڪو ڪوانٽم ذرو موجود آهي. جيتوڻيڪ منطق جي روعي سان اسان هي چئي سگهون ٿا تہ جيڪڏهن فزڪس (Self-consistent) آهي تہ لازمن ڪشش ثقل جو ڪوانٽم بہ موجود آهي جنهن کي سائنسدانن گريويٽان جو نالو ڏنو آهي. جتوڻيڪ اڃان تائين گريويٽان کي دريافت نٿو ڪري سگهجي پر جيڪڏهن گريويٽان کي ڊيٽيڪٽ، سڃاڻپ ڪرڻ ممڪن ٿي وڃي تہ شايد هن سان فزڪس جو تاريخ ۾ هڪ نئين باب جو اضافو ٿيندو. 

نوٽ:

 هي دليل فزڪس جا اهي ماهرن استعمال ڪندا آهن جنهن جي مطابق سٽرنگ ٿيوري فزڪس جي مڪمل وضاحت فراهم ڪري سگهي ٿي. الهائي ماڻهو جيڪي اسٽرنگ ٿيوري کي فزڪس جو حصو نٿا سمجهن انهن جي دعويٰ آهي تہ ڪشش ثقل بنيادي طور تي ڪوانٽائزڊ بند نہ آهي!!