قدیم لوگوں کا خیال تھا کہ ہم چار عناصر سے بنے ہیں - پانی، زمین، آگ اور ہوا؛ جو اب ہم جانتے ہیں وہ عناصر نہیں ہیں۔ اس وقت، کچھ 118 عناصر ہیں۔ تمام عناصر ایٹموں سے مل کر بنے ہیں جو کبھی ناقابل تقسیم تصور کیے جاتے تھے۔ جے جے تھامسن اور رتھر فورڈ کی دریافتوں کے بعد بیسویں صدی کے اوائل تک، ایٹم مرکز اور الیکٹران میں نیوکلی (پروٹان اور نیوٹران سے بنے) سے بنتے تھے۔ سنبھالا ارد گرد 1970 کی دہائی تک، یہ معلوم تھا کہ پروٹون اور نیوٹران بھی بنیادی نہیں ہیں بلکہ 'اپ کوارک' اور 'ڈاؤن کوارک' سے مل کر بنتے ہیں اس طرح 'الیکٹران'، 'اپ کوارکس' اور 'ڈاؤن کوارک' ہر چیز کے تین سب سے بنیادی اجزاء بنتے ہیں۔ میں کائنات. کوانٹم فزکس میں پیش رفت کے ساتھ، ہم نے سیکھا کہ ذرات دراصل مشتق ہوتے ہیں، ذرات کو ظاہر کرنے والے شعبوں میں توانائی کے بنڈل یا پیکٹ بنیادی نہیں ہوتے۔ جو چیز بنیادی ہے وہ فیلڈ ہے جو ان کو زیر کرتی ہے۔ اب ہم کہہ سکتے ہیں کہ کوانٹم فیلڈز ہر چیز کے بنیادی تعمیراتی بلاکس ہیں۔ کائنات (بشمول ہم جیسے جدید حیاتیاتی نظام)۔ ہم سب کوانٹم فیلڈز سے بنے ہیں۔ الیکٹرک چارج اور ماس جیسے ذرات کی خصوصیات، اس بارے میں بیانات ہیں کہ ان کے فیلڈ دوسرے شعبوں کے ساتھ کیسے تعامل کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جس خاصیت کو ہم الیکٹران کا الیکٹرک چارج کہتے ہیں وہ اس بات کا بیان ہے کہ الیکٹران فیلڈ برقی مقناطیسی فیلڈ کے ساتھ کیسے تعامل کرتا ہے۔ اور. اس کے ماس کی خاصیت اس بارے میں بیان ہے کہ یہ Higgs فیلڈ کے ساتھ کیسے تعامل کرتا ہے۔
زمانہ قدیم سے لوگ سوچتے رہے ہیں کہ ہم کس چیز سے بنے ہیں؟ کیا ہے کائنات سے بنا؟ فطرت کے بنیادی تعمیراتی بلاکس کیا ہیں؟ اور، فطرت کے بنیادی قوانین کیا ہیں جو ہر چیز پر حکمرانی کرتے ہیں۔ کائنات? معیاری ماڈل سائنس کا نظریہ ہے جو ان سوالات کا جواب دیتا ہے۔ کہا جاتا ہے کہ یہ سائنس کا کامیاب نظریہ ہے جو پچھلی صدیوں میں بنایا گیا ہے، ایک واحد نظریہ جو دنیا کی بیشتر چیزوں کی وضاحت کرتا ہے۔ کائنات.
لوگ پہلے ہی جانتے تھے کہ ہم عناصر سے بنے ہیں۔ ہر عنصر، بدلے میں، ایٹموں سے بنا ہے۔ شروع میں یہ خیال کیا جاتا تھا کہ ایٹم ناقابل تقسیم ہیں۔ تاہم، 1897 میں جے جے تھامسن نے کیتھوڈ رے ٹیوب کے ذریعے برقی مادہ کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹرانوں کو دریافت کیا۔ اس کے فوراً بعد، 1908 میں، اس کے جانشین ردرفورڈ نے اپنے مشہور سونے کے ورق کے تجربے کے ذریعے ثابت کیا کہ ایک ایٹم کے مرکز میں ایک چھوٹا سا مثبت چارج شدہ نیوکلئس ہوتا ہے جس کے گرد منفی چارج شدہ الیکٹران دائرے میں ہوتے ہیں۔ مدار. اس کے بعد، یہ پتہ چلا کہ نیوکللی پروٹون اور نیوٹران سے بنا ہے.
1970 کی دہائی میں، یہ دریافت ہوا کہ نیوٹران اور پروٹون ناقابل تقسیم نہیں ہیں اس لیے بنیادی نہیں ہیں، لیکن ہر پروٹان اور نیوٹران تین چھوٹے ذرات سے مل کر بنے ہیں جنہیں کوارک کہتے ہیں جو دو قسم کے ہوتے ہیں - "اپ کوارک" اور "ڈاؤن کوارک" (" اپ کوارک" اور "ڈاؤن کوارک" صرف مختلف کوارک ہیں 'اپ' اور 'ڈاؤن' کی اصطلاحات سمت یا وقت سے کوئی تعلق نہیں رکھتی ہیں)۔ پروٹون دو "اپ کوارک" اور ایک "ڈاؤن کوارک" سے مل کر بنتے ہیں جبکہ ایک نیوٹران دو "ڈاؤن کوارک" اور ایک "اپ کوارک" سے بنا ہوتا ہے۔ اس طرح، "الیکٹران"، "اپ کوارک" اور "ڈاؤن کوارک" تین سب سے بنیادی ذرات ہیں جو کہ ہر چیز کی تعمیر کے بلاکس ہیں۔ کائنات. تاہم، سائنس میں ترقی کے ساتھ، اس تفہیم نے بھی تبدیلیاں دیکھی ہیں۔ کھیتوں کو بنیادی پایا جاتا ہے نہ کہ ذرات۔
ذرات بنیادی نہیں ہیں۔ جو چیز بنیادی ہے وہ میدان ہے جو ان کو زیر کرتا ہے۔ ہم سب کوانٹم فیلڈز سے مل کر بنے ہیں۔.
سائنس کی موجودہ تفہیم کے مطابق، ہر چیز میں کائنات غیر مرئی تجریدی ہستیوں سے بنا ہے جسے 'فیلڈز' کہا جاتا ہے جو فطرت کے بنیادی عمارتی بلاکس کی نمائندگی کرتے ہیں۔ میدان ایک ایسی چیز ہے جو پھیلی ہوئی ہے۔ کائنات اور خلا میں ہر نقطہ پر ایک خاص قدر لیتا ہے جو وقت کے ساتھ بدل سکتا ہے۔ یہ سیال کی لہروں کی طرح ہے جو ہر طرف جھومتی ہے۔ کائنات، مثال کے طور پر، مقناطیسی اور برقی میدانوں میں پھیلے ہوئے ہیں۔ کائنات. اگرچہ ہم برقی یا مقناطیسی شعبوں کو نہیں دیکھ سکتے، لیکن وہ حقیقی اور جسمانی ہیں جیسا کہ اس قوت سے ظاہر ہوتا ہے جب ہم دو مقناطیسوں کو قریب لاتے ہیں۔ کوانٹم میکینکس کے مطابق، فیلڈز کو توانائی کے برعکس مسلسل سمجھا جاتا ہے جو ہمیشہ کچھ مجرد گانٹھوں میں جمع ہوتی ہے۔
کوانٹم فیلڈ تھیوری کوانٹم میکانکس کو فیلڈز میں ملانے کا خیال ہے۔ اس کے مطابق الیکٹران سیال (یعنی اس سیال کی لہروں کی لہریں) توانائی کے چھوٹے چھوٹے بنڈلوں میں بندھ جاتے ہیں۔ توانائی کے یہ بنڈل ہیں جنہیں ہم الیکٹران کہتے ہیں۔ اس طرح، الیکٹران بنیادی نہیں ہیں. وہ ایک ہی زیر زمین میدان کی لہریں ہیں۔ اسی طرح، دو کوارک فیلڈز کی لہریں "اپ کوارک" اور "ڈاؤن کوارک" کو جنم دیتی ہیں۔ اور اسی طرح کے ہر دوسرے ذرہ کا بھی سچ ہے۔ کائنات. میدان ہر چیز کو زیر کرتے ہیں۔ ہم جسے ذرات کے طور پر سمجھتے ہیں وہ دراصل توانائی کے چھوٹے بنڈلوں میں بندھے ہوئے کھیتوں کی لہریں ہیں۔ ہمارے بنیادی بنیادی عمارت کے بلاکس کائنات کیا یہ سیال نما مادے ہیں جنہیں ہم فیلڈز کہتے ہیں۔ ذرات ان شعبوں کے محض مشتق ہیں۔ خالص ویکیوم میں، جب ذرات کو مکمل طور پر نکال لیا جاتا ہے، تب بھی فیلڈز موجود رہتے ہیں۔
فطرت میں تین بنیادی کوانٹم فیلڈز ہیں "الیکٹران"، "اپ کوارک"، اور "ڈاؤن کوارک"۔ ایک چوتھا ایک ہے جسے نیوٹرینو کہتے ہیں، تاہم، وہ ہمیں تشکیل نہیں دیتے ہیں بلکہ دیگر جگہوں پر اہم کردار ادا کرتے ہیں کائنات. نیوٹرینو ہر جگہ موجود ہیں، وہ ہر جگہ ہر چیز کے ذریعے بات چیت کیے بغیر بہہ جاتے ہیں۔
https://www.scientificeuropean.co.uk/sciences/space/the-fast-radio-burst-frb-20220610a-originated-from-a-novel-source/مادے کی فیلڈز: چار بنیادی کوانٹم فیلڈز اور ان سے منسلک ذرات (جیسے، "الیکٹران"، "اپ کوارک"، "ڈاؤن کوارک" اور "نیوٹرینو") اس کی بنیاد بناتے ہیں۔ کائنات. نامعلوم وجوہات کی بناء پر، یہ چار بنیادی ذرات خود کو دو بار دوبارہ پیدا کرتے ہیں۔ الیکٹران "میون" اور "ٹاؤ" کو دوبارہ پیدا کرتے ہیں (جو بالترتیب الیکٹرانوں سے 200 گنا اور 3000 گنا زیادہ بھاری ہیں)؛ اوپر کوارک "عجیب کوارک" اور "نیچے کوارک" کو جنم دیتے ہیں۔ نیچے کوارکس "چارم کوارک" اور "ٹاپ کوارک" کو جنم دیتے ہیں۔ جبکہ نیوٹرینو "میون نیوٹرینو" اور "ٹاؤ نیوٹرینو" کو جنم دیتے ہیں۔
اس طرح، 12 فیلڈز ہیں جو ذرات کو جنم دیتے ہیں، ہم انہیں کہتے ہیں۔ معاملات کے میدان.
ذیل میں 12 مادے والے فیلڈز کی فہرست دی گئی ہے جو کہ میں 12 ذرات بناتے ہیں۔ کائنات.
زبردستی فیلڈز: 12 مادے کے شعبے چار مختلف قوتوں کے ذریعے ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ کشش ثقل, برقی برادری, مضبوط ایٹمی قوتیں (صرف نیوکلئس کے چھوٹے پیمانے پر کام کریں، کوارک کو پروٹون اور نیوٹران کے اندر ایک ساتھ رکھیں) اور کمزور ایٹمی قوتیں (صرف نیوکلئس کے چھوٹے پیمانے پر کام کریں، جو تابکار کشی کے لیے ذمہ دار ہیں اور جوہری فیوژن شروع کرتے ہیں)۔ ان قوتوں میں سے ہر ایک فیلڈ سے وابستہ ہے - برقی مقناطیسی قوت سے وابستہ ہے۔ گلوون فیلڈمضبوط اور کمزور جوہری قوتوں سے منسلک فیلڈز ہیں۔ ڈبلیو اور زیڈ بوسن فیلڈ اور کشش ثقل سے منسلک میدان ہے۔ خلائی وقت خود.
ذیل میں چار قوتوں سے وابستہ چار فورس فیلڈز کی فہرست ہے۔
| برقی مقناطیسی قوت | گلوون فیلڈ |
| مضبوط اور کمزور ایٹمی قوتیں۔ | ڈبلیو اینڈ زیڈ بوسن فیلڈ |
| کشش ثقل | خلائی وقت |
۔ کائنات ان 16 فیلڈز سے بھرا ہوا ہے (12 مادّے کی فیلڈز اور 4 فیلڈز چار قوتوں سے وابستہ ہیں)۔ یہ شعبے ہم آہنگی کے ساتھ ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جب الیکٹران فیلڈ (معاملے کی فیلڈز میں سے ایک)، اوپر اور نیچے لہرانا شروع کر دیتا ہے (کیونکہ وہاں ایک الیکٹران ہوتا ہے)، جو کہ دوسرے فیلڈز میں سے ایک کو ختم کر دیتا ہے، الیکٹرو میگنیٹک فیلڈ کہتے ہیں، جو بدلے میں بھی oscillate اور لہر. روشنی ہو گی جو خارج ہو گی تاکہ تھوڑی سی ہلچل ہو جائے۔ کسی وقت، یہ کوارک فیلڈ کے ساتھ تعامل شروع کر دے گا، جو بدلے میں، دوہرائے گا اور لہریں گے۔ آخری تصویر جس کے ساتھ ہم ختم ہوتے ہیں، وہ ان تمام شعبوں کے درمیان ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہم آہنگ رقص ہے۔
ہگز فیلڈ
1960 کی دہائی میں پیٹر ہگز نے ایک اور فیلڈ کی پیش گوئی کی تھی۔ 1970 کی دہائی تک، یہ اس کے بارے میں ہماری سمجھ کا لازمی حصہ بن گیا۔ کائنات. لیکن 2012 تک جب LHC کے CERN محققین نے اس کی دریافت کی اطلاع دی تو اس کا کوئی تجرباتی ثبوت نہیں تھا (مطلب، اگر ہم ہگز فیلڈ ریپل بناتے ہیں تو ہمیں متعلقہ ذرہ دیکھنا چاہیے۔ ذرات نے بالکل ویسا ہی برتاؤ کیا جس کی ماڈل نے پیش گوئی کی تھی۔ ہِگز پارٹیکل کی زندگی بہت مختصر ہے، تقریباً 1022- پر.
یہ آخری عمارت کا بلاک تھا۔ کائنات. یہ دریافت اہم تھی کیونکہ یہ فیلڈ اس کے لیے ذمہ دار ہے جسے ہم ماس میں کہتے ہیں۔ کائنات.
ذرات کی خصوصیات (جیسے برقی چارج اور ماس) اس بارے میں بیانات ہیں کہ ان کے فیلڈ دوسرے شعبوں کے ساتھ کیسے تعامل کرتے ہیں۔
یہ میں موجود کھیتوں کا تعامل ہے۔ کائنات جو ہمارے تجربہ کردہ مختلف ذرات کی ماس، چارج وغیرہ جیسی خصوصیات کو جنم دیتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جس خاصیت کو ہم الیکٹران کا الیکٹرک چارج کہتے ہیں وہ اس بات کا بیان ہے کہ الیکٹران فیلڈ برقی مقناطیسی فیلڈ کے ساتھ کیسے تعامل کرتا ہے۔ اسی طرح، اس کے ماس کی خاصیت اس بارے میں بیان ہے کہ یہ Higgs فیلڈ کے ساتھ کیسے تعامل کرتا ہے۔
ہگز فیلڈ کو سمجھنے کی واقعی ضرورت تھی تاکہ ہم بڑے پیمانے پر کے معنی کو سمجھ سکیں کائنات. ہِگز کے فیلڈ کی دریافت معیاری ماڈل کی بھی تصدیق تھی جو 1970 کی دہائی سے موجود تھا۔
کوانٹم فیلڈز اور پارٹیکل فزکس مطالعہ کے متحرک شعبے ہیں۔ Higgs کے میدان کی دریافت کے بعد سے، کئی ترقیاں رونما ہوئی ہیں جن کا اسٹینڈرڈ ماڈل پر اثر ہے۔ معیاری ماڈل کی حدود کے جوابات کی تلاش جاری ہے۔
***
ذرائع کے مطابق:
رائل انسٹی ٹیوشن 2017۔ کوانٹم فیلڈز: کائنات کے حقیقی تعمیراتی بلاکس – ڈیوڈ ٹونگ کے ساتھ۔ پر آن لائن دستیاب ہے۔ https://www.youtube.com/watch?v=zNVQfWC_evg
***
