Course:ਕੁਆਂਟਮ ਫੀਲਡ ਥਿਊਰੀ/ਇਤਿਹਾਸ

ਜਦੋਂ ਚਾਰਜ ਕੀਤੇ ਹੋਏ ਕਣਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਬੀਮ ਨੂੰ ਚੁੰਬਕੀ ਫੀਲਡ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਤਾਂ ਇੱਕੋ ਬੀਮ ਤਿੰਨ ਤਰਾਂ ਦੀਆਂ ਬੀਮਾਂ ਵਿੱਚ ਖਿੰਡ ਗਈ ਜਿਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਨੈਗੈਟਿਵ ਚਾਰਜ ਵਾਲ਼ੇ ਕਣਾਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਬੀਮ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਵੱਲ ਅਤੇ ਪੌਜ਼ੇਟਿਵ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਕਣਾਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਬੀਮ ਚੁੰਬਕ ਦੇ ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ ਵੱਲ ਖਿੱਚੀ ਗਈ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਬਗੈਰ ਚਾਰਜ ਵਾਲ਼ੇ ਕਣਾਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਬੀਮ ਬਿਲਕੁਲ ਵੀ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਨਹੀਂ ਹੋਈ। ਇਹਨਾਂ ਤਿੰਨੇ ਤਰਾਂ ਦੀਆਂ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਬੀਟਾ, ਅਲਫ਼ਾ ਅਤੇ ਗਾਮਾ ਕਿਰਨਾ ਕਿਹਾ ਗਿਆ । ਇਸਤੋਂ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਕਿ ਬੀਟਾ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਕਣਾਂ ਕਰਕੇ ਸੀ, ਅਲਫਾ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਹੀਲੀਅਮ ਆਇਨ ਸਨ ਅਤੇ ਗਾਮਾ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਫੋਟੋਨਾਂ ਨਾਲ ਬਣੀ ਸੀ। ਇਸਤੋਂ ਬਾਦ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਦੀ ਬਣਤਰ ਬਾਰੇ ਅੰਦਾਜ਼ੇ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਗਏ ।

ਇਸਤੋਂ ਬਾਦ ਇਹ ਨਤੀਜਾ ਨਿਕਲਿਆ ਕਿ ਸੰਸਾਰ ਦੀ ਹਰੇਕ ਵਸਤੂ ਹੀ ਤਰੰਗ ਅਤੇ ਕਣ ਵਾਲ਼ਾ ਸੁਭਾਅ ਰੱਖਦੀ ਹੈ। ਭਾਰੀ ਵਸਤੂਆਂ ਦੀ ਤਰੰਗ ਹਲਕੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਤਰੰਗ ਨਾਲ਼ੋਂ ਬਹੁਤ ਸੂਖਮ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਤਰੰਗ ਦਾ ਸਬੰਧ ਕੰਪਨ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨਾਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸੂਖਮ ਤਰੰਗਾਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਕੰਪਨ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਵਿਸ਼ਾਲ ਤਰੰਗਾਂ ਧੀਮੀਆਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਜਿੱਥੇ ਦੋ ਤਰੰਗਾਂ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਮਿਲਦੀਆਂ ਹਨ ਉੱਥੇ ਦੋਹਾਂ ਦਾ ਜੋੜ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਵਧੀ ਜਾਂ ਘਟੀ ਹੋਈ ਉੱਚਤਮ ਜਾਂ ਨਿਊਨਤਮ ਮਾਤਰਾ ਵਾਲ਼ੀ ਨਵੀਂ ਤਰੰਗ ਰਚਦਾ ਹੈ। ਵੇਵਲੈਂਥ ਜਾਂ ਤਰੰਗ ਲੰਬਾਈ ਨੂੰ ਗਰੀਕ ਅੱਖਰ λ (ਲੈਮਡਾ) ਨਾਲ ਲਿਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕਿਸੇ ਇੱਕ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੁਆਰਾ ਕਿਸੇ ਖਾਸ ਬਿੰਦੂ ਤੋਂ ਗੁਜ਼ਰਨ ਵਾਸਤੇ ਲੱਗੇ ਸਮੇਂ ਨੂੰ ਟਾਈਮ ਪੀਰੀਅਡ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ T ਨਾਲ ਲਿਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕਿਸੇ ਤਰੰਗ ਦੀ ਵਿਲੌਸਿਟੀ v (ਵੇਗ) ਦਾ ਵਕਤ ਪੀਰੀਅਡ T ਅਤੇ ਵੇਵਲੈਂਥ λ ਦਰਮਿਆਨ ਸਬੰਧ ਇਸਤਰਾਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ;

ਵਿਲੌਸਿਟੀ (v) = ਦੂਰੀ (ਤਰੰਗ ਲੰਬਾਈ)/ਸਮਾਂ (ਸਮਾਂ ਅੰਤਰਾਲ) = λ/T

ਕਿਸੇ ਇਕਾਈ (ਯੂਨਿਟ ਟਾਈਮ) ਵਕਤ ਵਿੱਚ ਕਿਸੇ ਤਰੰਗ ਦੀਆਂ ਔਸੀਲੇਸ਼ਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਨੂੰ ਫਰੀਕੁਐਂਸੀ ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ ਜਿਸਨੂੰ ਇਸਤਰਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ;

ਫਰੀਕੁਐਂਸੀ ν (ਨਿਊ) = 1/T

ਵਿਲੌਸਿਟੀ ਦੇ ਨਾਲ ਇਸਦੇ ਸਬੰਧ ਨੂੰ ਇੰਝ ਵੀ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ;

ਵਿਲੌਸਿਟੀ (v) = λ ν

ਜਾਂ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਾਸਤੇ,

ν = v / λ

ਪਰ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਨਿਊ ਦੀ ਜਗਹ ਰੇਡੀਅਲ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਿਸ ਨੂੰ ਰੇਡੀਅਨ/ਸਕਿੰਟ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਗਿਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਿਸੇ ਚੱਕਰਾਕਾਰ ਰਸਤੇ ਉੱਤੇ ਕਿਸੇ ਖਾਸ ਫਰੀਕੁਐਂਸੀ ਨਾਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਕਿਸੇ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਗਤੀ ਲਈ ਐਂਗੁਲਰ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ω (ਓਮੇਗਾ) ਚਿੰਨ ਨਾਲ ਲਿਖੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਜਿਸਦਾ ਆਮ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਨਾਲ ਸਬੰਧ ਇਸਤਰਾਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ;

ω = 2 πν

ਜਿਸ ਨਾਲ ਵੇਵ ਗਤੀ ਦੀ ਬੁਨਿਆਦੀ ਸਮੀਕਰਨ ਨੂੰ ਇੰਝ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ;

ω = 2 π v / λ

ਆਈਨਸਟਾਈਨ ਨੇ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਰਾਹੀਂ ਖੋਜਿਆ ਕਿ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਅਨਿਰੰਤਰ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਆਉਂਦਾ ਹੈ ਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦਾ ਕਣ ਕਿਸਮ ਦਾ ਵਰਤਾਓ ਅਨੁਭਵ ਕੀਤਾ ਗਿਆ । ਇੱਕ ਹੋਰ ਪ੍ਰਯੋਗ ਜੋ ਡਬਲ ਸਲਿੱਟ ਰਾਹੀਂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਰਾਹੀਂ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਤਰੰਗ ਕਿਸਮ ਦਾ ਵਰਤਾਓ ਵੀ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨਾਲ ਅਜਿਹੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਕੀਤੇ ਗਏ ਤਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦਾ ਸੁਭਾਅ ਵੀ ਕਣ ਅਤੇ ਤਰੰਗ ਦੋਵੇਂ ਰੂਪ ਰੱਖਦਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਇਆ । ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਊਰਜਾ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੇ ਫੋਟੌਨ ਦੀ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਨਾਲ ਇਸਤਰਾਂ ਸਬੰਧਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ;

E = ℏ ω

ਜਿੱਥੇ ℏ ਪਲੈਂਕ ਦਾ ਘਟਾਇਆ ਹੋਇਆ ਸਥਿਰਾਂਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਪਲੈਂਕ ਸਥਿਰਾਂਕ h ਤੋਂ 2π ਗੁਣਾ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੀ ਕਿਸੇ ਬੀਮ ਵਿੱਚ ਜਿੰਨੇ ਜਿਆਦਾ ਫੋਟੌਨ ਹੋਣਗੇ ਉੰਨੀ ਹੀ ਉਸਦੀ ਊਰਜਾ ਜਿਆਦਾ ਹੋਵੇਗੀ, ਅਤੇ ਇਹ ਊਰਜਾ ਪੂਰਨ ਅੰਕਾਂ ਦੇ ਗੁਣਾਂਕ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ;

E = n ℏ ω

(ਜਿੱਥੇ n ਦਾ ਅਰਥ 0, 1, 2, 3, … ਆਦਿ ਹੁੰਦਾ ਹੈ)

ਊੇਰਜਾ ਦੀ ਇੱਕ ਦੂਜੀ ਸਮੀਕਰਨ ਆਈਨਸਟਾਈਨ ਦੀ ਸਪੈਸ਼ਲ ਰਿਲੇਟੀਵਿਟੀ ਦੀ ਥਿਊਰੀ ਤੋਂ ਇਸਤਰਾਂ ਮਿਲਦੀ ਹੈ;

E = m c2

ਜਦੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਤੇ ਪੌਜ਼ੀਟ੍ਰੌਨ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਜੁੜ ਕੇ ਅਲੋਪ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਦੋਹਾਂ ਦੇ ਪੁੰਜ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਊਰਜਾ ਫੋਟੋਨ ਦੇ ਨਿਕਾਸ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਨਿਕਲਦੀ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਮਾਤਰਾ ਇਸਤਰਾਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ;

E = 2 m c2

ਮੋਮੈਂਟਮ ਦੀ ਭਾਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਇਹ ਸਮੀਕਰਨ ਇਸਤਰਾਂ ਬਣਦੀ ਹੈ;

p = h/λ