Suudifa

Suudifni ykn Iftinoo (Afaan Ingiliffaan: Photon) suudoo bu'uuraa kan ifaa fi madana elektiroomaagneetii hunda (kan akka dambalii raadiyoo, xiyya-X) bakka bu'uudha. Innis hagoo (quantum) dirree elektiroomaagneetii ti. Suudifni hanga (mass) boqonnaa kan hin qabne, chaarjii elektirikii kan hin qabne, fi onnee (vacuum) keessatti saffisa ifaatiin (mallattoo ctiin beekama) kan deemuudha. Akkuma suudoowwan kuwantamii hunda, suudifni amala dambalii fi suudoo lamaanuu agarsiisa, kunis garlamummaa dambal-suudoo jedhama. Yaad-rimeen suudifaa guddina fiiziksii ammayyaa keessatti, keessattuu makaaniksii kuwantamii fi yaadiddama dirree kuwantamii keessatti, jijjiirama guddaa fide.

Suudifni qaama addunyaa keenya isa bu'uuraati. Ifni aduu irraa dhufu, ifni ampayirii irraa bahu, fi mallattoon raadiyoo bilbila keenya bira ga'u hundi suudifoota irraa ijaaramaniiru. Suudifni humna elektiromaagneetii daddabarsa; suudoowwan chaarjii qaban gidduutti humna uumuuf itti gaafatamummaa qaba. Hubannoon waa'ee suudifaa teeknooloojiiwwan akka laayizarii, seelii soolarii, fi suuraa kaasuu dijitaalaa uumuuf furtuu ture. Innis iccitii uumama ifaa fi wal-nyaatinsa isaa wantoo wajjin qabu hubachuuf balbala bana.

 Amaloota Nafoo 
Suudifni amala nafoo addaa kan isa suudoo bu'uuraa biroo irraa adda baasu hedduu qaba. Amaloonni kunniin anniisaa, dadachoo, waaggeessa, shirshira, fi hanga isaa wajjin walqabatu. Isaanis yaadiddama sadhatummaa addaa fi makaaniksii kuwantamiitiin ibsamu.

 Anniisaa fi Furguga 
Suudifni tokko anniisaa (E) kan marmaarsa (frequency, f) madana elektiroomaagneetii isaa wajjin walqabatu qaba. Hariiroon kun walqixxaattoo beekamaa Pilaank-Einstein jedhamuun ibsama:



Iddoo h dhaabbataa Pilaankii, c saffisa ifaa, fi λ dheerinadambalii (wavelength) dha. Kunis anniisaan suudifaa marmaarsa isaatti kallattiin hirkataa, dheerinadambalii isaatti immoo faallaan hirkataa ta'uu isaa agarsiisa. Fakkeenyaaf, suudifni ifa biyyuu (marmaarsa guddaa qabu) kan ifa diimaa (marmaarsa xiqqaa qabu) caalaa anniisaa guddaa baata. Yaad-rimeen kun taddoo iftinelektirikii (photoelectric effect) ibsuuf murteessaa ture.

Akkasumas, suudifni furguga (momentum, p) kan anniisaa isaa wajjin walqabatu qaba. Sababni isaas, akka yaadiddama sadhatummaatti, wanti anniisaa qabu kamiyyuu furguga qabaachuu qaba. Furgugni suudifaa herregaan akkana ibsama:



Furgugni kun sababa ifni dhiibbaa (radiation pressure) uumuufi. Yoo ifni dirra wanta tokkoo rukutu, furguga isaa gara wantichaatti dabarsa, kunis humna xiqqaa uuma. Humni kun jireenya guyyuu keessatti laafaa ta'us, hawaa keessatti, kan rigitni hin jirre, doonii hawaa (solar sail) sochoosuuf fayyadamuu danda'a.

Walumaagalatti, anniisaa fi furgugni suudifaa amala isaa isa bu'uuraa yoo ta'an, dandeettii inni ittiin wantoota wajjin wal-nyaatuu fi dhiibbaa geessisu murteessu. Hariiroon kun ifni anniisaa daddabarsuu qofa odoo hin taane, furgugas akka daddabarsu agarsiisa. Kunis fiiziksii atoomii fi niwukilarii keessatti baayyee barbaachisaadha.

 Waageessa fi Shirshira 
Suudifni amala waageessaa (polarization) qaba, kunis kallattii dirreen elektirikii isaa itti hollatu agarsiisa. Dambaliin elektiroomaagneetii dambalii walfuulleedha (transverse wave), kana jechuun dirreen elektirikii fi maagneetii kallattii deeminsaatiif dhaabsirroo (perpendicular) ta'anii hollatu. Ifni uumamaa, kan akka aduu irraa dhufu, waageeffamee miti (unpolarized); kallattiiwwan hollannaa hundaan walqixa hollata. Haa ta'u malee, yeroo ifni kun calaltuu (filter) "polarizer" jedhamu keessa darbu, ifa kallattii tokko qofaan hollatu uumuun ni danda'ama. Amalli waageessaa kun ifni amala dambalii qabaachuu isaa ragaa cimaadha.

Akkasumas, suudifni shirshira (spin) kan lakkoofsa kuwantamii 1 qabuudha. Shirshirri amala keessoo suudoo kan makaaniksii kuwantamii keessatti argamu yoo ta'u, akka naanna'uu qaamaatti ilaalama, garuu hiikni isaa kan kilaasikaalii irraa adda. Suudoowwan ispiinii lakkoofsa guutuu (0, 1, 2, ...) qaban boosonii jedhamu, warri ispiinii walakkaa-guutuu (1/2, 3/2, ...) qaban immoo farmiyoonii jedhamu. Sababa ispiinii 1 qabuuf, suudifni garee boosonii jedhaman keessatti ramadama. Amalli boosonii kun suudifoonni seera "Pauli exclusion principle" kan farmiyoononni (akka elektiroonii) hordofan akka hin hordofne taasisa.

 Wal-balleessa Farra-suudoo 
Farra-suudoon (antiparticle) suudifaa suudifuma mataa isaati. Kun amala suudifaa isa addaa keessaa tokko. Suudoowwan baay'een, kan akka elektiroonii, farra-suudoo mataa isaanii (poozitroonii) kan chaarjii faallaa qabu qabu. Suudifni garuu chaarjii elektirikii waan hin qabneef, ofii isaatii farra-suudoo ofiiti. Haa ta'u malee, suudifni adeemsa wal-balleessaa (annihilation) suudoo fi farra-suudoo biraa keessatti uumamuu danda'a.

Fakkeenyaaf, yeroo elektirooniin (suudoo) fi poozitrooniin (farra-suudoo) walitti bu'an, isaan lamaanuu guutummaatti badu. Hangi isaanii akka seera  tti gara anniisaa qulqulluutti jijjiirama. Anniisaan kun bifa suudifoota gaammaa anniisaa guddaa qaban lamaatiin gad-lakkifama. Adeemsi kun faallaa ta'ee, suudifni anniisaa guddaa qabu tokko yoo wiirtuu atoomii cina darbe, gara cimdii elektiroonii-poozitrooniitti jijjiiramuu danda'a (pair production).

 Yaalii Hanga Suudifaa Irratti Godhame 
Akka yaadiddama sadhatummaa addaa Einsteinitti, suudifni hanga boqonnaa zeeroo qaba. Kun bu'uura amala ifaa hedduuti. Fakkeenyaaf, yoo suudifni hanga xiqqoo illee qabaate, onnee keessatti saffisa ifaatiin deemuu hin danda'u ture. Akkasumas, saffisni ifaa marmaarsa irratti hundaa'a ture, ifni biyyuun kan diimaa caalaa suuta deema ture. Yaaliiwwan fiiziksii ammayyaa hanga suudifaa daangessuuf carraaqqii guddaa godhaniiru.

Hanga yoonaatti, yaaliin kamiyyuu hanga suudifaa kan zeeroo irraa adda ta'e argachuu hin dandeenye. Haa ta'u malee, saayinsiin "zeeroo" ta'uu isaa guutummaatti mirkaneessuu hin danda'u; kanaa mannaa, "hammam xiqqaa ta'uu danda'a?" jedhee daangaa kaa'a. Yaaliiwwan ammayyaa kan daawwannaa dirree maagneetii gaalaaksiiwwanii irratti hundaa'an, hanga suudifaa kan <math>10^{-18}</hmath> eV/c² gadi ta'uu qaba jedhanii daangessu. Kunis hanga elektiroonii irra dachaa tiriiliyoona tiriiliyoonaan (10³⁰) xiqqoodha. Kanaaf, fiiziksii keessatti, hanga boqonnaa suudifaa zeeroo akka ta'etti fudhatama.

 Seenaa Guddinaa 
 Yaadiddama Suudoo Niiwutan 
Jaarraa 17ffaa keessatti, Aayizaak Niiwutan ifni suudoowwan xixiqqoo "corpuscles" jedhaman irraa akka ijaarame amana ture. Yaanni isaa kun balaqeessa fi qajeela deemuu ifaa ibsuuf gaarii ta'us, taateewwan akka bittinaa'uu (diffraction) ibsuu hin dandeenye.

 Yaalii Dambalii fi Yaadiddama Elektiroomaagneetii 
Jaarraa 19ffaa keessatti, yaaliiwwan Toomaas Yaang fi Augustin-Jean Fresnel ifni amala dambalii (walseennaa fi bittinaa'uu) akka qabu mirkaneessan. Giddu-galeessa jaarraa sanaatti, Jeems Kilaark Maakisweel ifni gosa dambalii elektiroomaagneetii ta'uu isaa herregaan agarsiise. Kunis yaadiddama suudoo Niiwutan akka kufuu taasise.

 Dhaloota Yaadiddama Hagoo 
Dhuma jaarraa 19ffaa keessatti, rakkoon "madana qaama gurraachaa" (black-body radiation) fiiziksii kilaasikaaliin ibsamuu dide. Bara 1900, Maaks Pilaank furmaata kennuuf, anniisaan akka paakeejii xixiqqoo "hagoo" (quanta) jedhamuun daddarba jedhee tilmaame.

Bara 1905, Albert Einstein yaada Pilaank fudhachuun, "taddoo iftinelektirikii" (photoelectric effect) ibsuuf, ifni mataan isaa suuddoo anniisaa kan hagoo qabu irraa ijaarama jedhe. Einstein suudoo ifaa kana "Lichtquant" (hagoo ifaa) jedhee waame. Argannoon kun yaadiddama suudoo ifaa deebisee fide.

 Maqa Moggaasuu 
Jechi "suudifa" (photon) kan uumame bara 1926 fiizisistii Gilbert N. Lewis irraati. Lewis suudifoota akka "atoomota hin caccabne" kan anniisaa baatanitti ibse. Haa ta'u malee, yaadni isaa kun kan Einstein irraa adda ture. Jechi "photon" jedhu saayintistoota biratti fudhatama kan argate erga Arthur Compton bara 1927 fayyadamee booda.

 Garlamummaa Dambal-Suudoo fi Prinsipilii Hin-mirkanaa'ummaa 
Suudifni, akkuma suudoowwan kuwantamii biroo, amala dambalii fi suudoo lamaanuu agarsiisa. Kunis garlamummaa dambal-suudoo jedhama. Yaalii keessatti, suudifni yeroo tokko akka dambalii (fkn, yaalii qaawwa lamee keessatti), yeroo kaan immoo akka suudoo (fkn, yeroo daawwannaa) amala agarsiisa. Prinsipiliin hin-mirkanaa'ummaa Heisenberg akka jedhutti, iddoo fi furgugni suudifaa yeroo tokkotti sirrummaa guutuun beekamuu hin danda'u.

 Moodeelii Bose-Einstein kan Gaasii Suudifaa 
Akka istaatistiiksii kuwantamiitti, suudifoonni boosonii dha. Isaan prinsipilii Pauli Exclusion kan farmiyoononni (akka elektiroonii) hordofan hin hordofan. Kana jechuun, suudifoonni hedduun haala kuwantamii (quantum state) tokko keessatti yeroo tokkotti argamuu danda'u. Amalli kun uumama laayizarii fi Bose-Einstein condensate tiif bu'uura.

 Biifama Kakaafamee fi Tasfutta'aa 
Suudifni karaa lamaan maddisiifamuu danda'a. Biifamni tasfutta'aan (Spontaneous emission) yeroo atoomiin sadarkaa anniisaa kaka'aa irra jiru ofumaan gara sadarkaa gadi-aanaatti deebi'uun suudifa gad-lakkisudha. Kun madda ifa ampayirii fi LED ti. Biifamni kakaafamee (Stimulated emission) immoo yeroo suudifni alaa dhufe atamii kaka'e tokko rukutee, suudifa isa wajjin guutummaatti walfakkaatu akka gad-lakkisu taasisuudha. Adeemsi kun bu'uura laayizariiti.

 Yaadiddama Dirree Kuwantamii (Quantum Field Theory) 
 Hagoo'omuu Dirree Elektiroomaagneetii 
Yaadiddama Dirree Kuwantamii keessatti, dirreen elektiroomaagneetii hagoo'omeera (quantized). Kana jechuun, akka dirree walirraa hin cinneetti odoo hin taane, akka buttaa anniisaa xixiqqoo kan suudifa jedhamuutti fudhatama. Suudifni kaka'ina (excitation) dirree elektiroomaagneetiiti.

 Akka Boosonii Gejjiitti 
Suudifni boosonii gejii (gauge boson) kan humna elektiroomaagneetii daddabarsuudha. Akka QED (Quantum Electrodynamics) tti, wal-nyaatinsi suudoowwan chaarjii qaban gidduu jiru kan uumamu suudifoota wirtuwaalii (virtual photons) wal-jijjiiruuni.

 Amaloota Haadironikii 
Suudifni anniisaa guddaa qabu yeroo tokko tokko akka haadironiitti (akka meesoonii) amala agarsiisuu danda'a. Kunis wal-nyaatinsa cimaa keessatti hirmaachuu isaatiin walqabata.

 Gumaacha Hanga Sirnaa Irratti Qabu 
Yeroo suudifni atamii ykn sirna biraa keessaa bahu ykn itti seenu, anniisaa sirnichaa jijjiira. Akka walqixxaattoo  tti, jijjiiramni anniisaa jijjiirama hangaa fida. Kanaaf, suudifni hanga boqonnaa qabaachuu baatus, gumaacha hanga sirna tokkoof ni taasisa.

 Suudifa Wanta Keessatti 
Yeroo suudifni wanta keessa darbu, saffisni isaa kan onnee keessaa gadi bu'a. Kunis sababa wal-nyaatinsa inni elektiroonota wantichaa wajjin godhuuni. Akkasumas, anniisaan isaa atamootaan xuuxamuu ykn faca'uu danda'a.

 Hojirra Oolmaa Teeknooloojii 
   Laayizarii: Bar-koodii dubbisuu, kukkutuu sibiilaa, baqaqsanii yaaluu ijaa, fi DVD taphachiisuuf oola.
   Suuraa Yaalaa: Raajii-X fi PET scan keessatti fayyada.
   Wal-qunnamtii: Faayibar optiksii keessaan odeeffannoo dabarsuuf tajaajila.
   Seensariiwwan: Daawwannaa ifaa fi suuraa kaasuu dijitaalaa keessatti barbaachisaadha.

 Xinagartii Kuwantamii fi Shallaggii 
Xinagartiin kuwantamii damee qorannoo kan wal-nyaatinsa suudifa tokkoo fi atamii tokkoo sadarkaa kuwantamiitti qoratuudha. Innis teeknooloojiiwwan akka kompiitara kuwantamii uumuuf abdi guddaa qaba. Shallaggiin kuwantamii (quantum computing) suudifoota akka kubitii (qubits) fayyadamuun shallaggii baayyee saffisaa ta'e raawwachuuf yaala.

Category:Fiiziksii Suudoo
Category:Fiiziksii Hagoo
Category:Xinagartii