فوٹون

فوٹون یا ضیائیہ ایک بنیادی ذرہ (elementary particle) ہے جس سے روشنی اور دوسری تمام برقی مقناطیسی شعاعیں (electromagnetic waves) بنتی ہیں۔ کسی بھی توانائی کے فوٹون کی رفتار خلا میں روشنی کی رفتار کے برابر ہوتی ہے جو خلاء میں 299,792,458 میٹر فی سیکنڈ ہے۔ اگر کسی فوٹون کی توانائی زیادہ ہوتی ہے تو اس کی فریکوئینسی (frequency) بھی زیادہ ہوتی ہے جیسا کہ ایکس رے کے فوٹون۔ جبکہ کم توانائی کے فوٹون کم فریکوئینسی کے حامل ہوتے ہیں جیسا کہ مائیکرو ویو یا ریڈیو اور ٹی وی کے فوٹون۔

روشنی کی ماہیت ہمیشہ سے ہی انسانی سمجھ سے بالاتر رہی تھی۔ بیسویں صدی کے آغاز تک روشنی کو لہر (یعنی موج) مانا جاتا تھا کیونکہ انکسار نور اور تداخل جیسے مشاہدات کی وضاحت اسی مفروضے سے کی جا سکتی تھی۔ لیکن مشکل یہ آ رہی تھی کہ اثر کومپٹن اور ضیا برقی اثر جیسے مشاہدات کی وضاحت روشنی کو لہر ماننے پر نہیں ہو پاتی تھی۔

تمام دوسرے بنیادی ذرات کی طرح ضیائیہ کی بھی سب سے اچھی وضاحت قدری مکانیات کی مدد سے کی جا سکتی ہے۔ قدری مکانیات کے مطابق ہر ذرے میں موجی خواص موجود ہوتے ہیں۔ اس برتاو کو wave-particle duality کہا جاتا ہے۔ ذرہ جتنا چھوٹا ہوتا ہے اس کے موجی خواص اتنے ہی واضح ہوتے ہیں اور ذرہ جتنا بڑا ہوتا ہے اس کے موجی خواص اتنے ہی مدھم پڑ جاتے ہیں۔ برقیہ بھی ایک کمیت رکھنے والا ذرہ ہے مگر واضح موجی خواص بھی رکھتا ہے۔
مشاہدات اور ان کی وضاحت
خواص

موجودہ نظریے کے مطابق فوٹون ان خواص کا حامل ہوتا ہے۔
* سارے فوٹونوں کی رفتار بالکل برابر ہوتی ہے جو خلاء میں تین لاکھ کلومیٹر فی سیکنڈ ہوتی ہے۔ (اسے عام طور پر c سے ظاہر کیا جاتا ہے). فوٹون کی خلا میں رفتار نہ بڑھائی جا سکتی ہے اور نہ کم کی جا سکتی ہے۔
* فوٹون اگر ساکت ہو تو اس کی کمیت بھی صفر ہوتی ہے اور توانائی بھی۔ یعنی فوٹون کا rest mass صفر ہوتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں فوٹون توانائی کا ذرہ ہے، مادے کا نہیں۔ لیکن حرکت کرتے ہوئے فوٹون میں کمیت بھی موجود ہوتی ہے جو اس کی توانائی کی وجہ سے ہوتی ہے کیونکہ آئنسٹائین کے مطابق توانائی اور کمیت (مادہ) = کے تحت ایک دوسرے میں تبدیل ہو سکتے ہیں۔
* حرکت کرتے ہوئے ہر فوٹون میں توانائی بھی ہوتی ہے اور مومنٹم بھی۔ خیال رہے کہ مومنٹم کے لیے کمیت کا حامل ہونا بھی ضروری ہے اور حرکت کا حامل ہونا بھی۔
* ہر فوٹون ایک فریکوئنسی کا حامل ہوتا ہے۔ اگر فوٹون زیادہ توانائی رکھتا ہے تو اس کی فریکوئنسی (یعنی تعدد) بھی زیادہ ہو گی اور اگر فوٹون کم توانائی رکھتا ہے تو اس کی فریکوئنسی بھی کم ہو گی۔ خیال رہے کہ توانائی کی کمی بیشی سے فوٹون کی رفتار میں کمی بیشی نہیں آتی بلکہ فریکوئنسی میں کمی بیشی آتی ہے۔
* کسی بھی فوٹون پر کوئی برقی چارج نہیں ہوتا۔ (اس کے برعکس الیکٹران اور پروٹون پر برقی چارج ہوتا ہے)
* فوٹون کا spin نمبر ایک ہوتا ہے۔ اس طرح یہ بوزون کے خاندان سے ہے۔ (اس کے برعکس فرمیون کا spin نمبر آدھا، دیڑھ، ڈھائی، وغیرہ ہوتا ہے۔ )
* کوارک کی 36 قسمیں ہوتی ہیں لیکن فوٹون کی صرف ایک قسم ہوتی ہے۔ اس کی حرکت کے دو انداز ہوتے ہیں جس کی وجہ سے روشنی کی پولرائیزیشن بھی دو طرح کی ہوتی ہے۔

تصغیر|400px|بائیں| معیاری نمونہ کے مطابق [[بنیادی ذرات۔ صرف فوٹون اور گلواون غیر مادی (mass less) ذرات ہیں۔ صرف ہگز بوسون اپنے گرد نہیں گھومتا یعنی spin صفر رکھتا ہے۔]]
مزید دیکھیے

* فوٹوڈس انٹیگریشن
* الیکٹرومیگنیٹک شعاعیں
* کوسمک ریز
* جوڑے کی پیدائش Pair Production
* جوڑے کی فنا Pair Annihilation
* ڈبے میں ذرہ
* الیکٹرون وولٹ
* اضافیتی پیمائشیں
* نیوٹرون
حوالے

زمرہ:اجرام فلکی
زمرہ:ایٹم کی ساخت
زمرہ:برقناطیسیت
زمرہ:بصریات
زمرہ:بنیادی ذرات
زمرہ:بوسون
زمرہ:تابکاری
زمرہ:ستارے
زمرہ:فلکیات
زمرہ:کہکشاں
زمرہ:ضیائیہ
زمرہ:نویاتی طبیعیات
زمرہ:طبیعیات
زمرہ:طبیعیاتی تصورات
زمرہ:ویکی ڈیٹا سے مختلف مختصر وضاحت