ڈبے میں ذرہ
کوانٹم میکانکس میں ڈبے میں ذرہ (Particle in a box) کا نمونہ (ماڈل) یہ بتاتا ہے کہ بہت ہی محدود جگہ میں ایک ذرے کی حرکت کیسی ہو گی۔ اسے infinite potential well یا the infinite square well بھی کہتے ہیں۔ یہ ماڈل کلاسیکل اور کوانٹم سسٹم کے تصوراتی فرق کو واضح کرتا ہے۔
کلاسیکل سسٹم میں اس کی مثال ایک مضبوط ڈبے میں ایک بال کی حرکت سے دی جا سکتی ہے۔ بال کسی بھی رفتار سے حرکت کر سکتی ہے اور کسی خاص وقت ایک ہی مقام پر پائی جا سکتی ہے۔
لیکن اگر ڈبے کی جسامت بہت ہی چھوٹی ہو (یعنی نینو میٹر کے لگ بھگ) تو کوانٹم ایفکٹ نمایاں ہونے لگتا ہے۔ ایسی صورت حال میں
- حرکت کرتا ہوا ذرہ ہر توانائی کا حامل نہیں ہو سکتا بلکہ کچھ خاص انرجی لیول کا ہی حامل ہو سکتا ہے جو مثبت (positive) ہوتے ہیں۔
- ایسا ذرہ رک بھی نہیں سکتا یعنی اس میں کچھ نہ کچھ توانائی ہمیشہ موجود رہتی ہے۔
- اسی طرح یہ ڈبے میں ہر جگہ نہیں جا سکتا بلکہ اس کے پائے جانے کے امکانات صرف چند جگہوں پر مخصوص ہوتے ہیں جن کا تعلق اس کی توانائی سے ہوتا ہے۔
ذرے سے مراد عام طور پر ایک بہت ہی چھوٹی سی گیند لی جاتی ہے مگر کوانٹم فیلڈ تھیوری میں ذرے سے مراد قوت کے میدان میں ہلچل کے سبب جدا ہو جانے والا ایک میدانی ٹکڑا ہوتی ہے جو ذرے جیسا برتاو کرتا ہے اور مومنٹم کا حامل ہوتا ہے۔ perturbative کوانٹم فیلڈ تھیوری کے مطابق دو ذرات کے درمیان کشش یا دھکیل کی قوت دراصل ان کے درمیان بوسون نامی دوسرے ذرات کے تبادلے کے نتیجے میں وجود میں آتی ہے جیسے
- دو الیکٹران ایک دوسرے کو اس لیے دھکیلتے ہیں کیونکہ ان دونوں سے فوٹون خارج ہوتے ہیں جو دوسرے الیکٹرون سے ٹکرا کر اس میں جذب ہو جاتے ہیں۔ فوٹون بوسون کی ایک قسم ہے۔
- نحیف تفاعل کے تعاملات میں W+, W- اور Z بوزون خارج اور جذب ہوتے ہیں۔ انھیں Intermediate vector bosons کہتے ہیں۔
- اسی طرح گلواون کے خارج اور جذب ہونے سے قوی تفاعل کے تعاملات وقوع پزیر ہوتے ہیں جن کے نتیجے میں ایٹم کا مرکزہ بنتا ہے۔ گلوون بھی بوسون ہوتے ہیں۔
- کشش ثقل کے لیے سمجھا جاتا ہے کہ گریویٹون (graviton) جیسا ایک بوزون (boson) ہونا چاہیے مگر کوانٹم تھیوری ابھی اس کی مکمل وضاحت کرنے سے قاصر ہے۔
