نظریہ سازوں نے الجھن اور کلاسیکی میکانکس کے درمیان نئے ربط کا پتہ لگایا - فزکس ورلڈ

نظریہ سازوں نے الجھن اور کلاسیکی میکانکس کے درمیان نئے ربط کا پتہ لگایا - فزکس ورلڈ

کرسٹیان ہیوگینس کی ایک پینٹنگ ایک پینڈولم گھڑی کی ایک ڈرائنگ پر جو روشنی کی شہتیر کے ساتھ ہاتھ ہلاتی ہے، عنوان کے تحت
سٹیونس انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی کے ماہرین طبیعیات نے کرسٹیان ہیگنز کا 350 سال پرانا نظریہ استعمال کیا، جو روشنی کی لہروں کی نئی خصوصیات کو ظاہر کرنے کے لیے پینڈولم اور سیاروں کے کام کی وضاحت کرتا ہے۔ (بشکریہ: سٹیونز انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی)

نیو جرسی، امریکہ میں سٹیونس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے ماہرین طبیعیات نے روشنی کی لہر کی خصوصیات اور نقطہ ماس کی میکانیکی خصوصیات کے درمیان ایک نیا اور حیران کن ربط پایا ہے۔ ان کی تلاش کلاسیکی میکانکس اور نظریات کے ذریعے مربوط لہروں کے آپٹکس کے درمیان فرق کو ختم کرتی ہے جو 350 سال پہلے ڈچ ریاضی کے ماہر طبیعیات کرسٹیان ہیگنز نے پیش کی تھی۔

Huygens کی سب سے بڑی دریافتیں 17 کے دو نمایاں شعبوں میں ہوئیںthصدی کی طبیعیات: آپٹکس اور میکانکس۔ دیگر پیشرفتوں میں، وہ پہلے شخص تھے جنہوں نے روشنی کی لہر کی وضاحت (1670 کی دہائی میں) تجویز کی جو آپٹیکل پھیلاؤ کے ساتھ ساتھ اہم مظاہر جیسے مداخلت، تفریق اور پولرائزیشن کا بھی سبب بنتا ہے جو بعد میں مشاہدہ کیا گیا۔ اس نے ماس کے مرکز اور جڑتا کے لمحے کے مکینیکل تصورات پر بھی کام کیا، جو کہ دو بنیادی خصوصیات ہیں جو بیان کرتی ہیں کہ سخت جسم کیسے حرکت کرتے ہیں۔

Xiao-Feng Qian اور مصاحب ایزدی کی سٹیونس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کا مرکز برائے کوانٹم سائنس اینڈ انجینئرنگ اور طبیعیات کے محکمہ اب ہیگنز کے کام کے ان مختلف حصوں کے درمیان اب تک کا ایک غیر متوقع تعلق دریافت کر لیا ہے۔ انہوں نے یہ کام دو نظری ہم آہنگی خصوصیات کا تجزیہ کرکے کیا: پولرائزیشن، یا وہ سمت جس میں لہریں دوہراتی ہیں، اور الجھن، جسے غیر کوانٹم سیاق و سباق میں لہر کے ارتباط کی ایک منفرد شکل کے طور پر سوچا جا سکتا ہے۔ انہوں نے ظاہر کیا کہ یہ دونوں خواص مقداری طور پر جسم کی سخت گردش کے لیے نام نہاد Huygens-Steiner تھیوریم کے ذریعے ماس کے مرکز اور inertia کے لمحے سے متعلق ہیں۔

متوازی محور

متوازی محور تھیوریم کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، Huygens-Steiner تھیوریم کہتا ہے کہ ایک سخت جسم میں، کسی بھی محور کے گرد جڑتا کا لمحہ ہمیشہ بڑے پیمانے پر مرکز سے گزرنے والے متوازی محور کے گرد جڑتا کے لمحے سے زیادہ یا برابر ہوتا ہے۔ اس میں یہ بھی کہا گیا ہے کہ جڑتا کے ان دو لمحوں کے درمیان فرق براہ راست متناسب ہے دو محوروں کے درمیان کھڑے فاصلے کے۔

ان کے مطالعہ میں، جس میں بیان کیا گیا ہے فزیکل ریویو ریسرچ, Qian اور Izadi نے روشنی کی لہر کی شدت کو مکینیکل پوائنٹ ماسز میں تبدیل کرنے کے لیے ہندسی نقشہ سازی کا طریقہ استعمال کیا۔ روشنی کی لہر کی شدت کو کسی جسمانی شے کے ماس کے مساوی کے طور پر بیان کرتے ہوئے، وہ ان شدتوں کو ایک مربوط نظام پر نقشہ بنانے میں کامیاب ہوئے جس کی تشریح Huygens-Steiner مکینیکل تھیوریم کے ذریعے کی جا سکتی تھی۔

"Huygens-Steiner تھیوریم جڑتا کے لمحات اور متوازی محوروں کے درمیان فاصلے کے درمیان ایک مقداری تعلق قائم کرتا ہے،" Qian وضاحت کرتا ہے۔ "ہم نے محور کے فاصلے کا ایک مقداری تعلق قائم کیا ہے جس میں آپٹیکل تصورات الجھنا اور پولرائزیشن ہم آہنگی ہے۔ اس طرح نظریہ جڑتا کے لمحات کو نظری الجھن اور پولرائزیشن سے جوڑنے کے لیے ایک پل کا کام کرتا ہے۔

ایک حیران کن کنکشن

کیان کا مزید کہنا ہے کہ اس طرح کا کنکشن موجود ہونا حیران کن ہے: "ایک لہر ایک جسمانی نظام ہے جو پھیلتا ہے (اس کا کوئی مخصوص مقام نہیں ہوتا ہے) اور ایک ذرہ (جسے ایک سخت چیز سمجھا جا سکتا ہے) کو ایک جگہ پر مقامی کیا جا سکتا ہے۔ نقطہ ویو آپٹکس اور پارٹیکل میکینکس دو بالکل مختلف فزکس مظاہر ہیں اس لیے ہم نے جو مقداری تعلق قائم کیا ہے وہ غیر متوقع ہے۔

اگرچہ یہ کنکشن پہلے نہیں دکھایا گیا تھا، لیکن جب آپ روشنی کی خصوصیات کو مکینیکل سسٹم پر نقشہ بناتے ہیں تو یہ بہت واضح ہو جاتا ہے، وہ کہتے ہیں۔ "جو کبھی خلاصہ تھا وہ کنکریٹ بن جاتا ہے: مکینیکل مساوات کا استعمال کرتے ہوئے، آپ بڑے پیمانے پر مرکز اور دیگر مکینیکل پوائنٹس کے درمیان فاصلے کو لفظی طور پر پیمائش کر سکتے ہیں تاکہ یہ ظاہر کیا جا سکے کہ روشنی کی مختلف خصوصیات ایک دوسرے سے کیسے تعلق رکھتی ہیں۔"

اگرچہ یہ کام نظریاتی ہے، کیان اور ایزادی توقع کرتے ہیں کہ انھوں نے جو مقداری تعلق دریافت کیا ہے وہ ایسے طریقہ کار کو تیار کرنے میں مدد دے سکتا ہے جس میں مکینیکل ماس روشنی کی لہر کے الجھنے کے رویے کی تقلید کر سکتے ہیں۔ کیان بتاتے ہیں، "الجھنا (اور پولرائزیشن) کی پیمائش کے لیے عام طور پر پیچیدہ اور مہنگی تکنیکوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ "بڑے پیمانے کے میکانیکل مرکز اور جڑتا کے لمحے کی پیمائش کرکے ان کی تقلید کرنا بہت آسان اور اقتصادی ہوگا۔

"ہم ایک صدی سے زیادہ عرصے سے جانتے ہیں کہ روشنی کبھی لہر کی طرح برتاؤ کرتی ہے، اور کبھی ایک ذرے کی طرح، لیکن ان دو فریم ورکس کو ملانا انتہائی مشکل ثابت ہوا ہے،" وہ مزید کہتے ہیں۔ "ہمارا کام اس مسئلے کو حل نہیں کرتا ہے - لیکن یہ ظاہر کرتا ہے کہ لہر اور ذرہ تصورات کے درمیان نہ صرف کوانٹم کی سطح پر بلکہ کلاسیکی روشنی کی لہروں اور پوائنٹ ماس سسٹم کی سطح پر بھی گہرا تعلق ہے۔"

سٹیونز ٹیم اب کوانٹم اینگلمنٹ اور کلاسیکل مکینیکل پوائنٹ ماس سسٹمز کے درمیان مقداری رابطوں کی تحقیقات کر رہی ہے۔ "ہم پہلے ہی کچھ اہم نتائج حاصل کر چکے ہیں اور مستقبل میں مزید غیر متوقع نتائج کی توقع رکھتے ہیں،" کیان بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا.

میں اپنے موجودہ کام کی اطلاع دیتے ہیں۔ فزیکل ریویو ریسرچ.

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ طبیعیات کی دنیا