جوڑے کی فنا

جب ایک الیکٹرون (^-e ) کسی پوزیٹرون (⁺e ) سے ٹکراتا ہے تو دونوں فنا ہو کر گاما ریز کے دو فوٹون بناتے ہیں۔ کسی ذرے کا اس طرح اپنے ہی ضد ذرے (anti particle) سے ملکر فنا ہونا جوڑے کی فنا (pair annihilation) کہلاتا ہے۔ یہ جوڑے کی پیدائش (pair production) کا الٹ ہے۔

e− + e+ → γ + γ

مثبت بیٹا تابکاری (beta plus decay) کے نتیجے میں پوزیٹرون بنتے ہیں جو الیکٹرون سے ملکر فنا ہو جاتے ہیں اور مخالف سمتوں میں سفر کرتے ہوئے دو گاما ریز کے فوٹون وجود میں آتے ہیں ۔

فلورین¹⁸ کو استعمال کرتے ہوئے لیا گیا ایک PET ایکسرے۔

اس عمل میں مادہ تحلیل ہو کر توانائی بن جاتا ہے۔ مادے کی یہ تحلیل E=mc² کی مساوات کے تحت ہوتی ہے۔ چونکہ الیکٹرون اور پوزیٹرون کی ساکت کمیت (rest mass) لگ بھگ keV 511 ہوتی ہے اس لیے بننے والی دونوں گاما ریز میں ہر ایک کی توانائی بھی اتنی ہی ہوتی ہے۔

بعض صورت حال میں یہ بھی ممکن ہے کہ الیکٹرون اور پوزیٹرون آپس میں ٹکرا کر فنا نہ ہوں۔

قوانین بقا

اس عمل میں فنا سے پہلے اور فنا کے بعد

• کل چارچ برقرار رہتا ہے۔
• خطی مومینٹم (Linear momentum) اور زاویائی مومنٹم (Angular momentum) برقرار رہتا ہے۔
• کل توانائی برقرار رہتی ہے۔
• charge parity یعنی multiplicative quantum number برقرار رہتا ہے۔

آزاد خلا میں جب الیکٹرون اور پوزیٹرون ٹکرا کر فنا ہوتے ہیں تو مخالف سمت میں دو گاما ریز نکلتی ہیں تاکہ مومنٹم کی بقا ممکن رہے۔ اگر صرف ایک گاما رے نکلے گی تو مومنٹم کی بقا ممکن نہیں ہو گی۔ لیکن اگر الیکٹرون کسی ایٹم میں مرکزے کی مضبوط گرفت میں ہو اور پوزیٹرون اس سے جا ٹکرائے تو صرف ایک گاما رے بھی نکل سکتی ہے کیونکہ باقی بازجست ایٹم لے لیتا ہے۔ اسی طرح گاما رے کے تین یا چار فوٹون بھی نکل سکتے ہیں مگر دو سے زیادہ فوٹون نکلنے کے امکانات کم ہوتے چلے جاتے ہیں۔

ضد ذرے (ضد ذرہ)

بنیادی ذرات (Elementary Particles)
	ہر نسل میں اقسام	نسلیں	ضد ذرہ	کلر چارج	تعداد
کوارک (فرمیون)	2	3	جوڑا	3	36
لیپٹون (فرمیون)	2	3	جوڑا	کوئی نہیں	12
گلوون (بوسون)	1	1	خود	8	8
W (بوسون)	1	1	جوڑا	کوئی نہیں	2
Z (بوسون)	1	1	خود	کوئی نہیں	1
فوٹون (بوسون)	1	1	خود	کوئی نہیں	1
Higgs (بوسون)	1	1	خود	کوئی نہیں	1
کل تعداد					61

الیکٹرون اور پوزیٹرون کی طرح

• پروٹون اور اینٹی پروٹون ایک دوسرے کو فنا کر سکتے ہیں۔ ان دونوں پر مخالف چارج ہوتا ہے۔
• نیوٹرون اور اینٹی نیوٹرون ایک دوسرے کو فنا کر سکتے ہیں۔ ان دونوں پر کوئی چارج نہیں ہوتا مگر ان کے کوارک پر مختلف کلر چارج (color charge) ہوتا ہے۔
• نیوٹرینو اور اینٹی نیوٹرینو ایک دوسرے کو فنا کر سکتے ہیں۔ ان دونوں پر کوئی چارج نہیں ہوتا۔
• فوٹون, زیڈ بوسون, گلوون (gluon), ہگس بوسون (Higgs boson) اور گریویٹون (graviton) پر کوئی چارج نہیں ہوتا اور سمجھا جاتا ہے کہ یہ اپنے آپ کے فنا کنندہ ہوتے ہیں۔

استعمال

طب کے میدان میں Positron Emission Tomography کو استعمال کرتے ہوئے نہ صرف CT scan کی طرح کے ایکسرے حاصل کیے جا سکتے ہیں بلکہ سہ رخی (three dimensional) ماڈل بھی بنائے جاتے ہیں۔ اس مقصد کے لیے مریض کے جسم میں کاربن¹¹ داخل کر کے ایکسرے لیتے ہیں۔ کاربن¹¹ کی تابکاری سے پوزیٹرون نکلتے ہیں اور اس کی نصف حیات صرف 20 منٹ ہوتی ہے۔

مزید دیکھیے

• جوڑے کی پیدائش
• اثر کومپٹن
• ضیا برقی اثر
• فنا