प्रकृति

पांच मिनट में क्वांटम मैकेनिक्स को समझें

"अगर आप चक्कर आने के बिना क्वांटम यांत्रिकी के बारे में बात कर सकते हैं, तो आप समझ नहीं पाते हैं।"

यह उद्धरण नील्स बोहर का है, जो क्वांटम यांत्रिकी के संस्थापकों में से एक है। और डेनिश भौतिक विज्ञानी के पास एक बिंदु था, क्योंकि क्वांटम यांत्रिकी अभी भी सिद्धांत पैदा होने के 100 साल बाद वैज्ञानिकों को सिरदर्द देता है।

क्वांटम यांत्रिकी भौतिकी की वह शाखा है जो परमाणुओं से छोटे कणों से निपटती है। प्रकृति के नियम अब बहुत छोटे कणों पर लागू नहीं होते हैं। इसलिए सब कुछ कैसे जुड़ा है, यह समझाने के लिए एक विशेष सिद्धांत की आवश्यकता है।

क्वांटम यांत्रिकी और मानक मॉडल

क्वांटम यांत्रिकी में कई घटक होते हैं, जिनमें से एक को दूसरे की तुलना में समझना आसान होता है।

मानक मॉडल का वर्णन है कि परमाणु किस चीज से बने होते हैं और इस प्रकार क्वांटम यांत्रिकी से संबंधित विभिन्न कणों का मानचित्रण करते हैं।

अब अधिकांश मानक मॉडल का प्रदर्शन किया गया है, लेकिन शोधकर्ता अभी तक वहां नहीं हैं। मानक मॉडल ब्रह्मांड में सभी ज्ञात पदार्थों की व्याख्या कर सकता है, आपके शरीर में दूर आकाशगंगाओं से लेकर अमीनो एसिड तक। हालांकि, मॉडल में गुरुत्वाकर्षण को शामिल करना अभी तक संभव नहीं हो पाया है।

ब्रह्मांड के सभी पदार्थों में बारह प्राथमिक कण, चार बल-संचारित कण और हिग्स कण शामिल हैं:

क्वार्क्स, म्यून्स और हिग्स कण

तत्व कण भौतिक निर्माण खंड हैं जो ब्रह्मांड में सभी परमाणुओं को बनाते हैं। बारह हैं, लेकिन उनमें से केवल चार आज भी प्रकृति में मौजूद हैं: इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो, अप-क्वार्क और डाउन-क्वार्क। अन्य केवल अपने मूल रूप में बड़े धमाके के तुरंत बाद मौजूद थे, लेकिन बाद में एक कण त्वरक में पुन: पेश किए गए थे।

इलेक्ट्रॉन एक नकारात्मक विद्युत आवेश होता है। यह अंतरिक्ष में मुक्त हो सकता है या एक परमाणु से बंधा हो सकता है।

इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो कोई भार नहीं है और केवल एक बहुत छोटा द्रव्यमान है। रेडियोधर्मिता के दौरान जारी किया जाता है।

अप क्वार्क सामान्य पदार्थ में अप और डाउन क्वार्क और इलेक्ट्रॉन होते हैं। एक क्वार्क कभी भी व्यक्तिगत रूप से नहीं होता है।

नीचे का क्वार्क प्रोटॉन में एक डाउन क्वार्क और दो अप क्वार्क होते हैं और न्यूट्रॉन दो डाउन क्वार्क और एक अप क्वार्क होते हैं।

muon इलेक्ट्रॉन की तरह दिखता है, लेकिन लगभग 200 गुना भारी और इसलिए अस्थिर है।

मून न्यूट्रिनो यह इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो से मिलता जुलता है, लेकिन थोड़ा भारी है, हालांकि अभी भी बेहद हल्का है।

आकर्षण क्वार्क एक प्रोटॉन के द्रव्यमान का तीन गुना है और एक सकारात्मक विद्युत आवेश है।

अजीब बात है एक नकारात्मक विद्युत आवेश होता है।

ताऊ एक इलेक्ट्रॉन के रूप में लगभग 3500 गुना भारी है और बहुत कम जीवनकाल है।

ताऊ न्यूट्रिनो एक अज्ञात कण। यह बहुत हल्का है, हालांकि यह अन्य न्यूट्रिनो से थोड़ा भारी है।

नीचे का क्वार्क एक प्रोटॉन के रूप में चार गुना भारी है। यह शीर्ष क्वार्क की गिरावट से अन्य चीजों के बीच बनता है।

शीर्ष क्वार्क यह सबसे भारी प्राथमिक कण है। इसका वजन लगभग सोने के परमाणु जितना होता है।

बल स्थानांतरित करने वाले कण भवन ब्लॉकों को एक साथ पकड़ते हैं। वे प्रकृति की चार मूलभूत शक्तियों को परमाणुओं में स्थानांतरित करते हैं:

तस्वीरें एक व्यापक प्रकाश कण जो विद्युत चुम्बकीय बल पहुंचाता है।

ग्लुओं हंड्रोन बनाने के लिए बांध एक साथ क्वार्क्स करता है और मजबूत परमाणु बल पहुंचाता है।

डब्ल्यू और जेड बोसोन कमजोर परमाणु शक्ति को संचारित करें और रेडियोधर्मिता के विभिन्न रूपों में भूमिका निभाएं।

Graviton कण जो गुरुत्वाकर्षण को स्थानांतरित कर देगा। इसके अस्तित्व की पुष्टि अभी तक नहीं की गई है, लेकिन स्विट्जरलैंड में सर्न के शोधकर्ता इस पर कड़ी मेहनत कर रहे हैं।

फिर वहीं है हिग्स कण। यह 2012 में 99.99 प्रतिशत निश्चितता के साथ पाया गया था। कण परमाणु द्रव्यमान के भवन ब्लॉकों को देता है। क्वार्क्स हिग्स कणों को अधिक मजबूती से बांधते हैं, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों से उन्हें भारी बनाते हैं।

गुरुत्वाकर्षण कण की तलाश

ग्रेविटॉन के अलावा, सभी प्राथमिक कणों को वैज्ञानिकों द्वारा कण त्वरक की मदद से पुन: पेश किया गया है। सर्न से लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के बाद रहस्यमयी कणों की खोज फिर से शुरू हो गई है।

हालांकि, शोधकर्ता इस बात को लेकर आश्वस्त हैं कि गुरुत्वाकर्षण का पता लगाना संभव नहीं है। यही कारण है कि वे जुड़वां कणों की तलाश में हैं जो गुरुत्वाकर्षण के अस्तित्व को प्रदर्शित करते हैं।

ब्रह्मांड के निर्माण खंडों का वर्णन क्वांटम यांत्रिकी का समझने योग्य हिस्सा है। कणों को मापना और उनके गुणों का वर्णन करना बहुत कठिन है।

श्रोडिंगर की बिल्ली क्या है?

जैसे ही आप उन्हें मापना शुरू करते हैं, कुछ गुण बदल जाते हैं। नील्स बोह्र के अनुसार अब आप उन्हें एक स्थिति या गति प्रदान नहीं कर सकते, क्योंकि उन अवधारणाओं का अब कोई अर्थ नहीं है।

इसका एक उदाहरण श्रोडिंगर की बिल्ली का विरोधाभास है।

श्रोडिंगर की बिल्ली विरोधाभास। चित्र: शटरस्टॉक

एक अस्थिर स्टील नाभिक के साथ एक बिल्ली को स्टील के कमरे में बंद कर दिया जाता है। एक Geiger काउंटर परमाणु नाभिक के क्षय को मापता है। क्षय के पहले संकेत पर, जहर गैस को कमरे में छोड़ दिया जाता है, जिससे बिल्ली की मौत हो जाती है।

क्योंकि परमाणु नाभिक प्रयोग की शुरुआत में अस्थिर है (सिद्धांत में दोनों क्षय और गैर-क्षय), बिल्ली के लिए एक ही अनिश्चितता लागू होती है। वह खुद को ऐसी स्थिति में पाता है, जहां वह मृत और जीवित दोनों है।

जब कमरा खोला जाता है, तो यह प्रकट होता है कि बिल्ली मर गई है या जीवित है। तो बिल्ली अपनी विशेषताओं में से एक को खो देती है जिस क्षण आप यह पता लगाने के लिए जगह खोलते हैं कि वह कैसे कर रहा है।

प्रकृति के नियमों के आधार पर जिन्हें हम अपने दैनिक जीवन में जानते हैं, यह बेतुका लगता है। हमारी समझ के लिए, एक ही समय में एक बिल्ली मृत और जीवित नहीं हो सकती है - यह उनमें से एक है।

लेकिन यह है कि क्वांटम यांत्रिकी काफी हद तक काम करता है, इसलिए नील्स बोह्र का उद्धरण अभी भी लागू होता है:

क्या आपको इस व्याख्यान से चक्कर आ गया?

वीडियो: Class 10th samantar Shreni in Hindi Parallel series of class 10th math. (जनवरी 2020).

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