5.13 موجی پیکٹ — بوسون اور ثقلی لہریں

ہوم ／ باب:5 خردبینی ذرّات

موجی پیکٹ ایسی محدود الاؤہ ہے جو تناؤ کی شکنوں سے بنتی ہے، خود کو سمیٹتی ہے اور بحر توانائی میں سفر کرتی ہے۔ یہ "ذرّات" سے مختلف ہے کیونکہ ذرّات توانائی کے ریشوں کے مضبوط گرہیں ہیں، جبکہ موجی پیکٹ خود قائم نہیں رہتے۔ پیش قدمی اس لیے ممکن ہے کہ بحر کے ملحقہ حصے حالت کو نقطہ بہ نقطہ منتقل کرتے ہیں، جیسے دوڑ میں بَaton کی حوالگی۔ ایک سادہ مگر جامع قاعدہ کارفرما رہتا ہے۔ مقامی تناؤ رفتار کی حد طے کرتا ہے اور تناؤ کا ڈھلان سمت طے کرتا ہے۔

I. موجی پیکٹ کیا ہے

بحر توانائی کو ایسا تسلسل سمجھیں جو کبھی کھنچتا اور کبھی ڈھیل چھوڑتا ہے۔ ایک خلل محدود غلاف کو ابھارتا ہے جس کے اندر ہم آہنگ ارتعاشات جمع ہوتی ہیں اور یہی موجی پیکٹ کہلاتا ہے۔

• ذرّات سے امتیاز ذرّات اندرونی تناؤ سے بندھی گرہیں ہیں، جب کہ پیکٹ ایسی شکنیں ہیں جو وقت کے ساتھ جذب یا منتشر ہو کر مدھم ہو جاتی ہیں۔
• حرکت کی وجہ بحر حالت کو ایک چھوٹے ٹکڑے سے دوسرے تک پہنچاتا ہے اور غلاف کا اگلا کنارہ آگے بڑھتا ہے۔

II. پیکٹ کیسے پھیلتے ہیں بنیادی طریق کار

• رفتار اور تناؤ جہاں تناؤ زیادہ کھنچا ہو وہاں حوالگی زیادہ تیز ہوتی ہے، اس لیے ایک ہی درجے کے پیکٹ مختلف جگہوں پر مختلف حد رفتار اختیار کرتے ہیں۔ قریب قریب یکساں خطوں میں یہ حرکت تقریباً مستقل نظر آتی ہے۔
• راہ اور ڈھلان پیکٹ کم مزاحمت کے راستے بہتے ہیں، بڑے پیمانے پر یہی اثر قوت کہلاتا ہے۔
• ہیئت اور ہم آہنگی جتنا غلاف مجتمع ہو اور ارتعاشات ایک فاز میں ہوں اتنا پیکٹ ٹھوس دکھائی دیتا ہے، ہم آہنگی گھٹے تو پس منظر کے شور میں گھل جاتا ہے۔
• ماحول سے دو طرفہ ربط سفر کے دوران پیکٹ مقامی تناؤ کو از سر نو لکھتا ہے اور ماحول بھی پیکٹ کو بدلتا ہے جیسے دباؤ میں کمی زیادتی، بَینڈوں کی تشکیل نو، قطبیت کی گردش۔

III. بوسون موجی پیکٹ کیوں ہیں

نظریہ توانائی کے ریشے میں بوسون کوئی الگ نوع کی ذرّات نہیں بلکہ مختلف ارتعاشی طریقوں کے موجی پیکٹ ہیں۔ فرق اس بات میں ہے کہ شکن کیسے اٹھتی ہے، کہاں چل سکتی ہے اور کن ساختوں سے جڑتی ہے۔ آگے اسی نام کو اختیار کیا جاتا ہے۔

1. فوٹون نمونۂ اوّل کا عرضی قَطع کا پیکٹ
   • ماہیت پہلوی شکن جو قطبیت اٹھا سکتی ہے۔
   • بلندی سفر شفاف کھڑکیوں میں بہت دور نکل جاتی ہے، غیر یکنواں تناؤ میں راستہ وابستہ تاخیر اور قطبیت کی گردش ظاہر ہوتی ہے۔
   • پیوند بار دار ساختوں سے مضبوط ربط جیسے الیکٹرون کے نزدیک میدان کی سمت بندی، جذب، ابھار یا پراکندن ممکن۔
   • مشاہدہ تداخل، انعراج، قطبیت اور عدسۂ ثقلی کے ساتھ ایک غیر منتشر مشترک جز جہاں تمام رنگوں کو ایک سا زائد راستہ اور تاخیر ملتی ہے۔
2. گلوون رنگی نہروں میں مقیّد شکن
   • ماہیت توانائی کی موجیں جو رنگی ریشوں کے بنڈل میں دوڑتی ہیں، نہر سے باہر توانائی جلد ریشوں میں پلٹ کر بے رنگ ہڈرون کے ٹکڑوں میں بند ہو جاتی ہے۔
   • بلندی سفر صرف نہر کے اندر؛ اسی لیے تجربات میں جیٹ اور ہڈرون سازی نظر آتی ہے، آزاد گلوون نہیں۔
   • مشاہدہ ایک رخ بہنے والی ہڈرون کی جھڑیاں اور زیادہ توانائی کا اجتماع نہر کے مغز کے قریب۔
3. کمزور تفاعل کے حامل ڈبلیو اور زیڈ موٹی غلافی پیکٹ ماخذ کے پاس
   • ماہیت مقامی اور بھاری پیکٹ جن کے غلاف موٹے، ربط مضبوط اور عمر کم ہوتی ہے۔
   • بلندی سفر عموماً ماخذ کے آس پاس عمل کرتے ہیں اور پھر نمائندہ ذرات میں ٹوٹتے ہیں۔
   • مشاہدہ معجلہ میں مختصر چمک اور اس کے بعد کئی اجسام کے زوال کی شماریات۔
4. ہگز تناؤ کی پرت کا سانس لیتا سکیلر طریق
   • ماہیت گویا پوری سطح ایک ساتھ ابھر کر واپس آتی ہے۔
   • فہم بحر سکیلر انداز میں برانگیخت ہو سکتا ہے۔ یہاں کمیت کا ماخذ مضبوط گرہوں کی خود سنبھالی کی قیمت اور تناؤ کی کھینچ ہے، ہگز سکیلر طریق کے وجود کی شہادت ہے نہ کہ کمیت بانٹنے والا کوئی نل۔
   • مشاہدہ ابھار کے بعد جلد از جلد غیر مربوط ہو کر زوال کے راستوں کے تناسب مستحکم چھوڑتا ہے۔

ایک جملہ خلاصہ بوسون موجی پیکٹ ہیں۔ کچھ بہت دور جاتے ہیں مثلًا فوٹون، کچھ صرف نہروں میں دوڑتے ہیں مثلًا گلوون، اور کچھ ماخذ سے نکلتے ہی مدھم پڑ جاتے ہیں مثلًا ڈبلیو، زیڈ اور ہگز۔

IV. بڑے پیمانے کے پیکٹ ثقلی لہریں تناؤ کے منظر نامے کی وسیمہ بازگشت

• تعریف جب بہت بھاری نظام شدت سے از سر نو ترتیب پاتے ہیں یعنی انضمام یا انہدام تو وسیع علاقوں کی تناؤ نقشہ نویسی بدل جاتی ہے اور بڑی عرضی شکنیں بحر میں دوڑتی ہیں۔
• حرکت قاعدہ جوں کا توں رہتا ہے کہ تناؤ رفتار کی چھت طے کرتا ہے اور ڈھلان سمت بتاتی ہے، مادے سے پیوند کمزور ہونے کے باعث سفر بہت طویل ہو سکتا ہے۔
• مشاہدہ انٹرفیرومیٹر میں ہم وقتی پیمانہ جنبشیں اور چڑھتی گرتی چرپ، بڑی ساختوں سے گزرتے ہوئے راستہ ساز غیر منتشر زمانی انحراف جمع ہوتا ہے۔

V. قوت کہاں سے آتی ہے پیکٹ ذرّات کو کیسے دھکیلتے ہیں

• پہلے منظر بدلتا ہے پھر قوت محسوس ہوتی ہے پیکٹ کے پہنچتے ہی مقامی تناؤ ذرا سا کھنچتا یا ڈھیلا پڑتا ہے، ڈھلان بدلتی ہے اور ذرّہ نسبتاً ہموار سمت میں بہتا ہے، یہی کھنچاؤ یا دباؤ محسوس ہوتا ہے۔
• وقت پر اوسط کی حاجت تیز ارتعاشات کا وقتی اوسط لینا پڑتا ہے تاکہ خالص اثر نمایاں ہو سکے جیسے اشعاعی دباؤ، پوٹینشل کی جالیاں اور غلاف کی ڈرائیونگ۔
• انتخابی ربط ساخت نہ ملے تو پیکٹ تقریباً بے ٹھیرا گزر جاتا ہے، میل ہو تو کم توانائی سے بھی مؤثر ضبط ممکن ہے جیسے نوری چمٹے۔
• دو حفاظتی ریلنگیں مقامی حد رفتار نہ توڑی جائے اور ہر حال میں باز خورد کو شامل رکھا جائے کیونکہ ذرّہ، ماحول اور پیکٹ تینوں بدلتے ہیں۔

VI. اخراج اور انجذاب مطابقت کی تین صورتیں

• تعدد کی مطابقت ماخذ کی اندرونی لَے مخصوص پیکٹوں کو ترجیح دیتی ہے اور ہم لَے گیرندہ انہیں آسانی سے جذب کرتا ہے۔
• سمتی مطابقت رخ دار نزدیک میدان کچھ قطبیتیں گزار دیتے ہیں اور متضاد کو روکتے ہیں۔
• ساختی مطابقت صرف نہر رکھنے والی ساختیں نہری پیکٹ پکڑتی ہیں جیسے گلوون کی رنگی نہر، موٹے غلاف عموماً ماخذ کے پاس ہی کارگر رہتے ہیں جبکہ فوٹون صاف کھڑکیوں میں دور تک جاتے ہیں۔

VII. پیچیدہ ماحول پیکٹ کو کیسے از سر نو دھن دیتے ہیں

• لہر رہنما اور راہداری تناؤ کم مزاحمت کے راستے بناتا ہے جو پیکٹ کو سیدھا اور مجتمع کرتے ہیں، مثلًا فلکیاتی جیٹ کے قطبی نہریں اور بین النجمی ریشوں کے توانائی پٹّے۔
• از سر نو عمل کاری اور گرمائی تشکیل کھردرے بحر میں بار بار کا پراکندن بَینڈوں کو موٹا کرتا ہے اور نوکدار لکیریں چوڑی طیف میں بدلتی ہیں۔
• قطبیت کے پلٹاؤ اور گردش راستے کی رخ دار مدّات نرمی سے قطبیت گھماتی یا کچھ بَینڈوں میں پلٹ دیتی ہیں اور قابل مطالعہ کِرالی نشان چھوڑتی ہیں۔

VIII. مانوس تجربات سے مطابقت

• فوٹون قطبیت اور تداخل کے آزمائشیں، عدسۂ ثقلی میں زمانی تاخیر اور پلسار و تیز ریڈیو ابھار میں مشترک غیر منتشر تاخیر۔
• گلوون جیٹ کی ہیئت اور ہڈرونائزیشن کے نمونے بلند توانائی کے تصادموں میں۔
• ڈبلیو زیڈ اور ہگز ماخذ کے قریب چمک اور زوالی مصنوعات کی شماریات۔
• ثقلی لہریں فیز بند اشارے اور یادداشت کے اثرات انٹرفیرومیٹر میں۔

IX. کیا یہ مرکزی بیان کے برعکس ہے

نہیں۔ مرکزی دھارے کی طبیعیات انہی عوامل کو میدان اور ذرّہ کی زبان میں درستگی سے گنتی ہے۔ یہاں اسی طبیعیات کی ساختی قرأت پیش کی جاتی ہے۔

• میدان بحر کا ارتعاشی طریق ہے اور ذرّہ ایک مستحکم گرہ۔
• تفاعل تناؤ کی باز نویسی اور انتخابی ربط۔
• غیر متغیر پھیلاؤ مقامی سطح پر غیر متغیر رہتا ہے اور ماحول بدلنے پر بہاؤ آہستہ تناؤ تبدیلیوں کا پیچھا کرتا ہے۔

ثابت شدہ حدود میں دونوں بیان مشاہدہ پذیر مقداروں پر متفق ملتے ہیں، اضافہ صرف یہ ہے کہ ایک مادی اور دیدہ رسا نقشہ ہاتھ آتا ہے کہ کہاں کھنچا ہے کہاں ڈھیلا اور کیوں ایک راہ ہموار جبکہ دوسری بند ہو جاتی ہے۔

X. خلاصہ یہ کہ

موجی پیکٹ تناؤ کی شکنیں ہیں جو بحر توانائی پر دوڑتی ہیں۔ بوسون انہی پیکٹوں کا خاندان ہیں جن کے ارتعاشی طریق مختلف ہیں۔ ثقلی لہریں تناؤ کے منظر نامے کی بڑے پیمانے کی بازگشت ہیں۔ سب ایک سادہ مگر قوی قاعدے کے تابع ہیں۔ تناؤ رفتار محدود کرتا ہے، ڈھلان سمت متعین کرتی ہے، مطابقت ربط کی قوت طے کرتی ہے اور باز خورد باہمی سانچے گری کو یقینی بناتی ہے۔

XI. خاکے اور پڑھنے کے مشترک اصول

1. یہ راستے نہیں منحنی صرف اس لمحاتی مکانی صورت کو دکھاتا ہے جو تناؤ کی شکن کی ہے، کسی دانے کی لکیر نہیں۔
2. تیر سمت پھیلاؤ مکمل نقشہ نقطہ بہ نقطہ حوالگی سے آگے سرکتا ہے اور اگلے لمحے تیر کے رخ پر بڑھتا ہے۔
3. نہر کے ساتھ اور بغیر
   • گلوون صرف رنگی نہروں میں دوڑتا ہے، پہلو سے سفید نالی دائیں کھلی دکھائی دیتی ہے اور اندر کی موج اس سے باریک رہتی ہے۔
   • فوٹون، ڈبلیو، زیڈ، ہگز اور ثقلی لہروں کے لیے نالی ضروری نہیں مگر مقامی حد رفتار اور ڈھلان ان پر بھی لاگو ہیں۔

فوٹون خطی قطبیت عمودی اور افقی

1. سامنے سے دیکھنے پر ہلکی ہم مرکز حلقے فیز اور بیم کے کونٹور دکھاتے ہیں، قطبیت نہیں۔ باریک لکیریں برقی میدان کی سمت بتاتی ہیں عمودی یا افقی۔
2. پہلو سے عمودی قطبیت میں سفر کی سمت کے ساتھ ایک سائن نما پٹی نظر آتی ہے جس کی اوپر نیچے حرکت برقی میدان کے عمودی دوْلان کو ظاہر کرتی ہے۔
3. افقی قطبیت میں کھڑی سائن پٹی دکھائی دیتی ہے جس کی بائیں دائیں حرکت افقی دوْلان بتاتی ہے۔ دونوں پٹیاں موجی عدد کے عمود مستوی میں رہتی ہیں اور دوری میدان میں برقی اور مقناطیسی میدان موجی عدد کے عمود ہوتے ہیں۔

فوٹون دائروی قطبیت اور کِرالیت

1. سامنے سے چھوٹی سرپل فیز کی گردش کو ظاہر کرتی ہے جو بائیں یا دائیں رخ ہو سکتی ہے۔
2. پہلو سے ہلکی ہیلکس والی پٹی آگے بڑھتی ہے اور یہ ہیلکس مسلسل فیز گردش سے ابھرتی ہے۔
3. دائروی قطبیت رخ دار یا کِرالی مدّات سے انتخابی ربط رکھتی ہے۔

گلوون رنگی نہر میں پھیلاؤ

1. سامنے سے بیضوی شکل نہر کا قطع عرض دکھاتی ہے اور اندرونی حلقے لمحاتی توانائی لہر کو۔
2. پہلو سے دائیں کھلی مدھم نالی نہر ہے اور اندر کی موج اس سے باریک یعنی نالی کے اندر دوڑتی ہے۔
3. نہر کے اندر رنگی حدوں میں بندھ کر موج مربوط رہتی ہے اور ریشوں کے بنڈل کے ساتھ بہتی ہے۔
4. نہر سے باہر ہم آہنگی ٹوٹتی ہے، توانائی بحر میں پلٹ کر ریشے کھینچتی اور مجاز ساختوں میں بند ہو کر بے رنگ ہڈرون بنتی ہے۔
5. تجربہ کار طالب علم آزاد گلوون کے بجائے ہڈرون سازی اور جیٹ ہیئت دیکھتے ہیں۔

ڈبلیو اور ڈبلیو معکوس علامت موٹی غلافی پیکٹ

1. سامنے سے کمپیکٹ غلاف اور مخالف لطافت کے اشارے دونوں صورتوں کی تمیز دیتے ہیں۔
2. پہلو سے غلاف متقارن رہتا ہے اور چند قدم کے بعد مدھم ہو جاتا ہے، عمل زیادہ تر مقامی رہتا ہے۔
3. ربط قوی اور عمر کم، دور رس موج کے بجائے جائے واردات پر زور دار ضرب جیسی۔

زیڈ موٹا غلاف بلا کِرالیت

1. سامنے سے مرکوز سانس دار حلقے مگر کِرالیت نمایاں نہیں۔
2. پہلو سے منظر ڈبلیو سے مشابہ مگر زیادہ متقارن۔
3. طبعی اعتبار سے حد کاروائی نزدیک اور زوال سے مستحکم مصنوعات بنتی ہیں۔

ہگز سکیلر موجی پیکٹ سانس کی حالت میں

1. سامنے سے متعدد ہم مرکز حلقے سطح کی ہمہ گیر سانس کو ظاہر کرتے ہیں۔
2. پہلو سے چوڑا متقارن غلاف ذرا سا آگے بڑھتا اور تیزی سے مدھم ہو جاتا ہے۔
3. بحر اس سکیلر ابھار کو سہارا دیتا ہے اور کمیت مضبوط گرہوں کی خود سنبھالی اور تناؤ کی کھینچ سے جنم لیتی ہے۔

ثقلی لہریں تناؤ کی بڑے پَیمانے کی شکنیں

1. سامنے سے چار رُبع کا کھینچ اور دباؤ کا نمونہ جو قدیم کواڈروپل دستخط شمار ہوتا ہے۔
2. پہلو سے کھڑی لکیروں کی قطاریں نرمی سے بائیں دائیں مڑتی ہوئی اکائی کی طرح آگے بڑھتی ہیں۔
3. مادے سے ربط کمزور ہونے کے باعث سفر طویل اور بڑی ساختوں سے گزرنے پر راستہ آشنا غیر منتشر زمانی انحراف جمع ہوتا ہے۔