باوجود اس کے کہ فوٹون E=mc^2 کو مد نظر رکھتے ہوئے توانائی تو رکھتے ہوں لیکن کمیت نہ ایسا کیسا ہوسکتا ہے؟
جواب:ایری روائس
یہاں پہلے ہی بہت سارے اعلیٰ درجے کے جوابات موجود ہیں، لہٰذا میں اس کا جواب تھوڑا زیادہ بدیہی تفہیم سے دینا چاہوں گا۔
جس چیز کا آپ حوالہ دے رہے ہیں وہ سب سے مشہور مساوات ہے:
E=MC^2
جب کسی ذرہ کی کمیت صفر ہوتی ہے تو اس کی توانائی کو بھی صفر ہونا چاہئے کیونکہ E = 0 * c^2 = 0۔ لہٰذا آپ نے پہلے ہی صحیح نتیجہ اخذ کر لیا ہے۔ ایک فوٹون (روشنی کا ذرہ) جس کی کمیت صفر ہوتی ہے، اس کی توانائی نہیں ہوتی۔
جیسا کہ کئی لوگوں نے جواب دیا کہ E = mc^2 مکمل کلیہ نہیں ہے۔ یہ سچ ہے، تاہم ہم اس پر یہاں ریاضیاتی طور پر بات نہیں کریں گے۔ یہ واقعی دلچسپ نہیں ہے۔ لیکن چلیں مجھے پہلے ایک مکمل کلیہ بتانے دیں، صرف اپنی بحث کی خاطر:
لہٰذا، عام mc^2 کلیہ کے علاوہ ہمارے پاس یہ نیا کلیہ (pc)^2 بھی موجود ہے۔ ان کلیات کے بارے میں زیادہ فکر مند ہونے کی ضرورت نہیں ہے، یہ ہماری بحث پر زیادہ اثر انداز نہیں ہو گا۔
اس نئی اصطلاح میں یہ "p" معیار حرکت کہلاتا ہے۔ لیکن رکیں، ہم معیار حرکت کو نہیں جانتے، اس کی کمیت جتنی اس کی سمتی رفتار:mv۔ایک بار پھر یہاں کمیت ہے، اور جب یہ صفر ہوتا ہے، تو اس کی معیار حرکت بھی صفر ہونی چاہئے! نہیں، بظاہر ہم واقعی میں اس کا معیار حرکت نہیں جانتے، کیونکہ ضروری نہیں کہ ایک فوٹون کا معیار حرکت کمیت کے ساتھ ہو! ہم واپس پھر اسی سوال کی طرف آ گئے ہیں: ایسا کیسے ہو سکتا ہے؟
معیار حرکت اپنا سفر بطور ریاضیاتی کلیہ کے شروع کرتا ہے۔ ہم نہیں جانتے کہ اصل میں یہ کیا ہے، تاہم کچھ مقدار موجود ہے، جس میں ہم یوں بیان کرتے ہیں: کمیت ضرب اس کی سمتی رفتار، یعنی کہ جب قدرت اپنی چال چل دیتی ہے، یہ مقدار ہمیشہ ایک جیسی رہتی ہے۔ ہم دو گاڑیوں کو ٹکرا سکتے ہیں، لیکن ٹکرانے کے بعد، اگر ہم ان دونوں گاڑیوں کی کمیت کو ان کی سمتی رفتار سے ضرب دیں، تو ہمیں وہی اعداد حاصل ہوں گے جو ہم نے ٹکرانے سے پہلے حاصل کئے تھے۔ ہم ایک بم پھاڑ سکتے ہیں، تاہم اس کے بعد، اگر ہم تمام ملبہ جمع کریں، تمام کی کمیت کو تمام کی سمتی رفتار سے ضرب دیں، تو بھی ہمیں وہی عدد ملے گا جو ہم نے بم کے پھٹنے سے پہلے حاصل کیا تھا۔ ہم جو بھی کر لیں، ہمیں یہی معیار حرکت کا عدد حاصل ہو گا، کمیت ضرب اس کی سمتی رفتار کے برابر۔
طبیعیات میں ایک سب سے ہیجان انگیز لمحہ وہ ہوگا جب ہم اس راز سے پردہ فاش کریں گے۔ یہ ان لمحات میں سے ایک ہوگا، لہٰذا یہ کافی دلچسپ اور بنیادی ہوگا۔ ایسا لگتا ہے کہ معیار حرکت کمیت سے زیادہ اصلی ہے! طبیعیات دان ایسا کیسے کہہ سکتے ہیں؟ یہ آسان ہے، ہم کچھ اس طرح کا تصور کرسکتے ہیں۔ جب ہم کسی گاڑی سے ٹکراتے ہیں، تو ہم اچھلتے ہیں۔ تب ہم سوال کرتے ہیں کہ کیا وہاں کچھ ایسا ہے جس نے ہمیں اچھالا، بغیر کسی چیز سے ٹکرائے بغیر جیسے کہ اس طرح کی گاڑی؟ جواب ہے: جی ہاں۔ اور ان میں سے ایک چیز فوٹون ہے۔
اصل میں ہم فوٹون کو دیکھ نہیں سکتے یہ ایک تصوراتی مادہ ہے۔ جو ہم جانتے ہیں وہ یہ کہ برقی مقناطیسی اشعاع الیکٹرانوں کو دور تک مشتعل کردیتی ہیں۔ جب ہم ستارے دیکھتے ہیں، اس کی وجہ برقی مقناطیسی اشعاع/ ان ستاروں سے آتی ہوئی روشنی ہے جو بہت دور کا سفر طے کرکے ہماری آنکھوں تک پہنچتی ہے، اور پھر ہماری آنکھوں میں موجود الیکٹرانوں کو مشتعل کردیتی ہے۔ اگر ہم اپنے وائی فائی رابطے سے ڈیٹا حاصل کرسکتے ہیں، اس کی وجہ یہ ہے کہ برقی مقناطیسی اشعاع جو ہمارے وائی فائی راؤٹر سے آتی ہیں وہ ہمارے وائی فائی رسیور میں موجود الیکٹرانوں کو بر انگیختہ کردیتی ہیں۔ بہرحال جب ہم الیکٹران کا مشاہدہ کرتے اور ان کا حساب لگاتے ہیں جو برقی مقناطیسی اشعاع کے سامنے آتے ہیں، تو وہ ایسا برتاؤ کرتے ہیں جیسے وہ کسی چیز سے ٹکرائے ہوں!
ہم نے ابھی تک اس "کسی چیز" کو نہیں تلاش کیا، تاہم اگر ہم بننے کی کوشش کریں، تصور یا اندازہ لگائیں، یا کچھ اور، کہ اس کسی چیز کا معیار حرکت ہے، تب ہمارے تمام ریاضیاتی کلیہ جات جن میں معیار حرکت ہوتا ہے وہ بے عیب طریقے سے کام کرتے ہیں۔ بنگو! ہمارے پاس کوئی ایسی چیز ہے جس کو ہم نے کبھی نہیں دیکھا کہ وہ کیا ہے، تاہم اس میں واقعی معیار حرکت ہے، اور بات کو سمجھانے کی خاطر، ہم ایسے "بنتے ہیں" کہ جیسے اس کو جانتے ہیں، اور اس کو فوٹون کا نام دیتے ہیں۔ یہی وجہ ہے کہ فوٹون میں توانائی یا معیار حرکت ہوتی ہے۔
لیکن، کیا یہ اصل کے لئے ہے؟ طبیعیات میں، ہم کسی کی واقعی پرواہ نہیں کرتے کہ وہ اصل ہے یا نہیں۔ جب تک وہ تجربات سے میل کھاتا ہے، تو وہ کسی بھی صورت میں ہوسکتا ہے جس میں بھی ہونا چاہئے، ہم کہتے ہیں کہ یہ مفید ہے۔
اس صورت میں، ہاں، ہم نے سمجھنے کے لئے ایک آسان چیز سے شروعات کی: کمیت۔ یہ اس معاملے میں آسان ہے کہ ہم اس کو اپنی آنکھوں سے براہ راست دیکھ سکتے ہیں، اور جم کر کہہ سکتے ہیں کہ اس کی کمیت ہے۔ تاہم جب ہم دیکھ چکے ہیں تب قدرت اپنی چال چلتی ہے، اس کی ریاضیاتی تبدیلی کا مشاہدہ کرنے کے بعد ہی، ہماری آنکھیں کچھ تعداد کے ساتھ ٹکرا جاتی ہیں جو کائنات کا اتباع کرتی ہوئی لگتی ہیں۔ مثال کے طور پر: توانائی اور معیار حرکت۔ ہم سب سے پہلے شاید سوچیں کہ اگر یہ مقدار حقیقی ہے یا صرف چالاک ریاضیاتی چالوں کا نتیجہ ہے۔ تاہم قدرت کی بڑھتی ہوئی تفہیم کے ساتھ ساتھ، ہم نے کچھ توانائی اور معیار حرکت کے کچھ برتاؤ بغیر کسی ایسی چیز کے جو براہ راست سمجھیں دیکھنے شروع کردئیے۔ اس نے ہمیں یہ سوال کرنے پر مجبور کیا، کہ کیا چیز زیادہ حقیقی ہے، توانائی، اور معیار حرکت، یا کمیت؟ بہرحال جب تجربات بتاتے ہیں کہ توانائی اور معیار حرکت ہمیشہ موجود رہتے ہیں، جبکہ کمیت کے لئے ایسا ضروری نہیں ہے، تب ہمیں یہ حقیقت ماننی پڑتی ہے، چاہئے یہ جتنی بھی عجیب ہو، کہ توانائی اور معیار حرکت، کسی طرح سے، کمیت سے زیادہ حقیقی ہیں۔ لہٰذا یہ حقیقت کہ فوٹون کی توانائی اور ان کا معیار حرکت، کمیت کے بغیر ہوسکتا ہے، ایک ایسی بات ہے جس کو ہمیں قبول کرنا ہے۔
یہ کوئی ایسی چیز نہیں ہیں جس کو ہم "چھو" یا "دیکھ" سکیں، صرف ان کا اثر محسوس کرسکتے ہیں، تاہم یہ نہیں کہہ سکتے کہ ان میں سے زیادہ اصل کون ہے۔ ہم صرف یہ کہہ سکتے ہیں: یہ حیرت انگیز ہے!
نوٹ: اس جواب کی تازہ کاری مئی 11، 2015 کو آخری بار کی گئی- ابھیجیت بورکار، طبیعیات (فلکی طبیعیات) میں پی ایچ ڈی اور اینڈی بکلے، ذراتی طبیعیات میں پی ایچ ڈی، اور سرن میں جز وقتی محقق اور طبیعیات کے لیکچرار نے اس جواب کی تعریف کی ہے۔
0 comments:
ایک تبصرہ شائع کریں