5.10 جوہری مرکزہ

ہوم ／ باب:5 خردبینی ذرّات

جوہری مرکزہ نَوکلیونوں یعنی پروٹون اور نیوٹرون پر مشتمل ایک خود برقرار رہنے والا جال ہے۔ توانائی کے سوتوں کا نظریہ ہر نَوکلیون کو بند سوتی گچھا بیان کرتا ہے جو اپنی ہی ساخت سے قائم رہتا ہے۔ نَوکلیونوں کے مابین ربط ایسے ٹنسراتی ضبطی پٹّوں سے بنتا ہے جو راہداری کی صورت رکھتے ہیں اور گرد و پیش کا توانائی کا سمندر انہیں خود بخود اس راستے پر تراشتا ہے جس کی توانائیاتی لاگت کم ترین ہو۔ پیچ اور شکن والی لہروں کے گچھے جب انہی پٹّوں میں دوڑتے ہیں تو ایک گلوئون نما ہیئت دکھائی دیتی ہے جسے نقشے میں زرد رنگ سے نمایاں کیا گیا ہے۔ یہ تصویریہ قائمہ پیمائشی حقائق کے مطابق ہے، مگر اس قول کو مجسم بناتی ہے کہ جوہری قوت باقی ماندہ مضبوط تعامل سے جنم لیتی ہے، اور یہ بات ٹنسراتی راہداریاں اور دوبارہ ملانا واضح کرتے ہیں۔

I. مرکزہ کیا ہے — غیر جانب دار بیان

• مرکزہ پروٹون اور نیوٹرون پر مشتمل ہوتا ہے۔
• پروٹونوں کی تعداد عنصر کی شناخت متعین کرتی ہے۔ توانائی کے سوتوں کے نظریے کی تصویروں میں سرخ نَوکلیون کو پروٹون اور سیاہ نَوکلیون کو نیوٹرون دکھایا گیا ہے۔
• مختلف عناصر اور آئسوٹوپ اسی جال میں نَوکلیونوں کی مختلف تعداد اور ترتیب رکھتے ہیں۔ پروٹیم، یعنی ہائیڈروجن ایک، ایک خاص مثال ہے جس کا مرکزہ صرف ایک پروٹون پر مشتمل ہوتا ہے اور نَوکلیونوں کے درمیان کوئی ضبطی پٹّہ موجود نہیں ہوتا۔

روزمرہ تمثیل: ہر نَوکلیون کو ایسے بٹن کی مانند سمجھیں جس میں جوڑنے کے تبے ہوں۔ توانائی کا سمندر خود ایک بچت رسی دو قریبی بٹنوں کے بیچ بُنتا ہے اور انہیں مضبوطی سے جوڑ دیتا ہے۔ یہی رسی ٹنسراتی ضبطی پٹّہ ہے۔

II. نَوکلیون ایک دوسرے کی طرف کیوں کھنچتے ہیں — ٹنسراتی ضبطی پٹّے

• جب دو نَوکلیونوں کے قریبے ٹنسراتی مناظر آمنے سامنے آ کر آپس میں چڑھ جاتے ہیں تو توانائی کا سمندر کم لاگت راستہ چنتا ہے اور ایک راہداری بند کر دیتا ہے جو جوڑے کو جوڑ دیتی ہے، یہی وہ پٹّہ ہے جو نَوکلیونوں کے پار تَن جاتا ہے۔
• یہ پٹّہ کوئی ایسا تاگہ نہیں جو نَوکلیون کے اندر سے کھینچا گیا ہو، بلکہ واسطے کا ایک اجتماعی ردِعمل ہے جو نَوکلیون کی سطح پر بندرگاہوں جیسے مقامات پر جکڑا ہوتا ہے۔
• جو مرحلہ اور بہاؤ پٹّے کے اندر سے گزرتے ہیں وہ گلوئون نما ہیئت بناتے ہیں جسے چھوٹے زرد بیضوی نقشوں سے دکھایا جاتا ہے۔

تمثیل: ایک ہلکا پھلکا پیدل پل خود بخود دو کناروں کے بیچ اُبھرتا ہے، اور اس پر دوڑتی زرد نقطہ نما لکیریں آمد و رفت کے بہاؤ کو دکھاتی ہیں۔

III. نزدیک دھکیلنا، درمیانی فاصلہ پر کھینچنا، دوری پر مدہم ہونا — یہ پَیٹرن کیوں بنتا ہے

• نزدیک دھکیلنا، جب نَوکلیونوں کے مرکز بہت قریب آ جائیں تو قریبے بافت میں سخت دباؤ پیدا ہوتا ہے، توانائی کے سمندر میں قینچ کی لاگت اچانک بڑھتی ہے، نتیجہ ایسے دھکے کی صورت نکلتا ہے جیسے سخت مرکز ہو۔
• درمیانی فاصلے پر کھینچنا، معتدل فاصلے پر کوئی ٹنسراتی پٹّہ کل لاگت گھٹا دیتا ہے اور واضح بندھن پیدا کرتا ہے۔
• دوری پر مدہم ہونا، جوہری پیمانے سے باہر پٹّہ خود بخود بند نہیں رہتا، کھچاؤ تیزی سے گھٹتا ہے اور ایک ہلکا، تقریباً ہمہ جہتی جوہری اتھلا حوض باقی رہ جاتا ہے۔

تمثیل: دو ہموار مقناطیسی چادریں بہت قریب ہوں تو ایک دوسرے کو دھکیلتی ہیں، ایک چھوٹے خلا کے ساتھ سب سے زیادہ پُرسکون رہتی ہیں، اور بہت دور پر بالکل نہیں چپکتیں۔

IV. خول، جادوئی اعداد اور جوڑ بندی

• خول، جیومیٹری اور ٹنسر کے تقاضوں کے تحت نَوکلیون پہلے کم لاگت والی حلقہ بند جگہیں بھرتے ہیں۔ جب کوئی حلقہ بھر جاتا ہے تو مجموعی سختی یک دم بڑھتی ہے، یہی جادوئی اعداد کی چھاپ ہے۔
• جوڑ بندی، الٹے رخ کے اسپن اور موزوں حیریت، قریبے بافت کو بہتر طور پر متوازن کرتے ہیں اور جوڑی کی توانائی پیدا ہوتی ہے۔
• قابلِ مشاہدہ ربط، جادوئی اعداد اور جوڑ بندی توانائی کے درجوں میں منظم سیڑھیاں اور جوہری طیف میں قاعدگی پیدا کرتے ہیں۔

تمثیل: گولائی میں سجی نشستوں والا ہال، جب ایک قطار بھر جاتی ہے تو پورا مجمع ٹھہرا ٹھہرا رہتا ہے، اور ساتھ ساتھ کی جوڑی کم ڈولتی ہے۔

V. شکل کی کجی، اجتماعی دوَل اور کلسٹر بننا

• شکل کی کجی، اگر کچھ حلقے نامکمل ہوں یا بیرونی جوڑ غیر ہموار ہوں تو مرکزہ کچھ کم زیادہ گولائی سے ہٹ جاتا ہے، کبھی کھنچ کر لمبا اور کبھی ہموار ہو کر چپٹا۔
• اجتماعی دوَل، پٹّوں کا جال پورے وجود کے سانس لینے اور جھولنے جیسے انداز ممکن کرتا ہے، جو کم توانائی والے اجتماعی ابھار اور عظیم گونج سے مطابقت رکھتے ہیں۔
• کلسٹر بننا، ہلکے مرکزوں میں اگر چند نَوکلیونوں کے درمیان پٹّے غیر معمولی مضبوط ہوں تو مقامی زیریں ساختیں بنتی ہیں، مثلاً الفا کلسٹر۔

تمثیل: بہت سے نکات پر کھینچا ہوا ڈھول کا پردہ کبھی تمام سطح پر موج بناتا ہے اور کبھی کسی خاص جگہ کی چوٹ کا جواب دیتا ہے، دونوں مل کر ساز کی صوتی رنگت قائم کرتے ہیں۔

VI. آئسوٹوپ اور وادیِ پائداری

• ایک ہی عنصر میں نیوٹرونوں کی تعداد بدلنے سے توازن بٹھانے کی کارکردگی اور پٹّوں کی بناوٹ بدلتی ہے، لہٰذا پائداری بھی تبدیل ہوتی ہے۔
• نیوٹرون بہت کم ہوں یا بہت زیادہ، تو جال کے کچھ مقام مضبوطی سے بند نہیں پاتے، نظام خود کو درست کرتا ہے، جیسے بیٹا زوال کے ذریعے، اور زیادہ پائدار نسبت کی طرف بڑھتا ہے۔
• زیادہ تر پائدار نُکلائڈ وادیِ پائداری کے آس پاس پائے جاتے ہیں۔

تمثیل: پل میں سہارے بہت کم ہوں یا حد سے زیادہ، تو پل جھولنے لگتا ہے، اس لیے جال دار ڈھانچے کی لَے اور رسّیوں کی ترتیب کو باہم موافق ہونا چاہیے۔

VII. ہلکے مرکزوں کے امتزاج اور بھاری مرکزوں کے انشطار کی توانائیاتی گنتی

• امتزاج، دو چھوٹے پل نما جال مل کر ایک بڑے اور کفایت شعار جال میں ڈھل جاتے ہیں، راہداریاں جن کی لمبائی اور تناؤ بچتا ہے وہ بچت شعاع ریزی اور حرکی توانائی کی صورت میں ظاہر ہوتی ہے۔
• انشطار، حد سے زیادہ پیچیدہ جال جب دو زیادہ جُزوی اور گھنے جالوں میں بٹتا ہے تو کل راہداری کی لمبائی گھٹتی ہے اور توانائی خارج ہوتی ہے۔
• دونوں صورتیں دراصل پورے جال میں پٹّوں کی مجموعی لمبائی اور تناؤ کا ازسرِ نو حساب ہیں۔

تمثیل: دو چھوٹی جالیاں باندھ کر ایک کارگر جالی بنانا یا ایک کھنچی ہوئی بڑی جالی کو دو مناسب جالیوں میں بانٹ دینا، دونوں میں رسّی کی بچت ہوتی ہے جب ترتیب معقول ہو۔

VIII. نمایاں اور خصوصی مثالیں

• پروٹیم، یعنی ہائیڈروجن ایک، ایسا مرکزہ جس میں صرف ایک پروٹون ہوتا ہے اور نَوکلیونوں کو پار کرنے والا کوئی پٹّہ نہیں ہوتا۔
• ہیلئیم چار، چار نَوکلیونوں کا کم سے کم مکمل حلقہ جس کی سختی بہت زیادہ ہوتی ہے۔
• لوہے کے آس پاس کا علاقہ، اوسطاً ہر نَوکلیون کے حساب سے راہداری کی گنتی سب سے کفایت شعار ہوتی ہے، اس لیے مجموعی پائداری بلند ترین رہتی ہے۔
• ہالو مرکزے، چند نیوٹرون بہت دور تک پھیل جاتے ہیں، گویا بنیادی جال کے گرد باریک چادر سی تَن جائے۔

IX. رائج تصویر کے بالمقابل رکھ کر دیکھنا

• جوہری قوت باقی ماندہ مضبوط تعامل سے، ٹنسراتی ضبطی پٹّے جو نَوکلیونوں کے پار تَن جائیں۔
• گلوئون کا تبادلہ، پیچ اور شکن والی لہروں کے گچّھوں کی رو جو پٹّوں کے اندر بہتی ہے۔
• نزدیک دھکیلنا، درمیانی کھینچاؤ، دوری پر مدہم ہونا، مرکز کی قینچی لاگت، موزوں راہداری، بعید میدان کی ہمواری۔
• خول، جادوئی اعداد، جوڑ بندی، شکل کی کجی، اجتماعی حال، حلقوں کی گنجائش، بھراؤ کی سیڑھیاں، سمتوں کا میل، جال کی ہندسی ساخت اور ارتعاشات۔

X. خلاصہ یہ کہ

جوہری مرکزہ ایک ایسا جال ہے جس میں نَوکلیون گرہیں ہیں اور ٹنسراتی ضبطی پٹّے کنارے ہیں۔ پائداری، شکل کی کجی، توانائی کے درجوں کے طیف اور توانائی کے سرچشمے اسی جال سے پڑھے جا سکتے ہیں، یعنی گرہوں کی ہندسی ترتیب، پٹّوں کی کل لمبائی اور تناؤ، اور یہ کہ خلل کے بعد توانائی کا سمندر کس طور اس جال کو لچک کے ساتھ توازن میں لوٹاتا ہے۔ یہ مجسم تصویریہ مشاہداتی حقائق نہیں بدلتا، بلکہ انہیں زیادہ نمایاں توانائیاتی رجسٹر پر رکھ دیتا ہے، جس سے استدلال ہائیڈروجن سے یورینیم تک اور امتزاج سے انشطار تک ایک ہی ربط میں سمٹ آتا ہے۔

XI. نقشے کے نوٹس — خاکہ بندی، حقیقی مرکزے عنصر کے مطابق بدلتے ہیں

1. نَوکلیون کی علامتیں
   • موٹی سیاہ ہم مرکز حلقے بند، خود برقرار رہنے والی ساخت دکھاتے ہیں۔ اندرونی چھوٹے چوکور اور محرابیں مرحلہ بندی کے قفل اور قریبے بافت کی علامت ہیں۔
   • حلقوں کے دو بدلتے ہوئے نقشے پروٹون اور نیوٹرون میں فرق کرتے ہیں۔ پروٹون، جسے نقشے میں سرخ دکھایا گیا ہے، ایسا کٹ ہے جس کا بیرونی حصہ مضبوط اور اندرونی حصہ نسبتاً کمزور ہوتا ہے۔ نیوٹرون، جسے سیاہ دکھایا گیا ہے، تکمیلی کٹ رکھتا ہے اور اندرونی و بیرونی پٹّے خالص برقی قطبیت کو زائل کر دیتے ہیں۔
2. متعدد نَوکلیونوں پر تنے پٹّے — چوڑے اور نیم شفاف
   • وہ کشادہ محرابیں جو پڑوس کے نَوکلیونوں کو ملاتی ہیں، ٹنسراتی ضبطی پٹّے ہیں۔ رائج زبان میں یہ رنگی بہاؤ کی نالی اور باقی ماندہ مضبوط تعامل کے برابر ہیں۔
   • یہ کوئی نئی خود مختار اشیا نہیں، بلکہ نَوکلیون کے اپنے پٹّوں کے دوبارہ ملانے اور بڑھانے سے جنم لیتے ہیں، وہی راستے جو جوہری پیمانے پر توانائی کے سمندر کے نزدیک کم لاگت ہوتے ہیں۔
   • پٹّوں کی گرہیں مثلثی اور شَہد کے چھتے جیسے جال بناتی ہیں۔ یہ جیومیٹری درمیانی فاصلے کی کشش اور تشبع کی وجہ ہے۔ ہر نَوکلیون کے جوڑوں اور زاویائی تقسیم کی ایک حد ہوتی ہے۔
   • زرد بیضوی، گلوئون نما ہیئت، ہر پٹّے کے ساتھ جوڑوں یا سلسلے کی صورت میں آتی ہیں اور گلوئون جیسی رو کو نمایاں کرتی ہیں۔
3. جوہری اتھلا حوض اور ہمہ جہتی — بیرونی تیر دار حلقہ
   • اطراف میں چھوٹے تیروں کی ایک انّگوٹھی وقت کے اوسط سے بنی تقریباً ہمہ جہتی جوہری اتھلی بسیط کو دکھاتی ہے، جو گویا ماس کی صورت رکھتی ہے۔
   • قریبہ میدان سمتی اور بناوٹ رکھتا ہے جبکہ بعید میدان توانائی کے سمندر کی لوٹ پھیر سے ہموار ہو کر تقریباً کروی رہ نمائی کے قریب آ جاتا ہے۔
4. مرکزی روشن خطہ
   بہت سے پٹّے مرکز میں ملتے ہیں اور مجموعی سختی ظاہر کرتے ہیں۔ یہیں خول اور جادوئی اعداد جیسی خصوصیات جنم لیتی ہیں اور یہی جگہ اجتماعی دوَل یعنی عظیم گونج کے ابھار کے لیے سب سے زیادہ سازگار ہے۔