आभासी कण: Difference between revisions
From Vigyanwiki
No edit summary |
m (13 revisions imported from alpha:आभासी_कण) |
||
| (4 intermediate revisions by 2 users not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
{{Short description|Transient quantum fluctuation (physics)}}एक '''आभासी कण''' एक सैद्धांतिक क्षणिक [[कण]] है, जो एक साधारण कण की कुछ विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जबकि इसका अस्तित्व [[अनिश्चितता सिद्धांत]] द्वारा सीमित होता है। आभासी कणों की अवधारणा [[क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत]] के [[क्षोभ सिद्धांत]] में उत्पन्न होती है, जहां सामान्य कणों के बीच की वार्तालाप को आभासी कणों के आदान-प्रदान के संदर्भ में वर्णित किया जाता है। इसी प्रकार आभासी कणों से जुड़ी एक प्रक्रिया को एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जिसे [[फेनमैन आरेख]] के रूप में जाना जाता है, जिसमें आभासी कणों को आंतरिक रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।<ref>Peskin, M.E., Schroeder, D.V. (1995). ''An Introduction to Quantum Field Theory'', Westview Press, {{ISBN|0-201-50397-2}}, p. 80.</ref><ref>Mandl, F., Shaw, G. (1984/2002). ''Quantum Field Theory'', John Wiley & Sons, Chichester UK, revised edition, {{ISBN|0-471-94186-7}}, pp. 56, 176.</ref> | |||
{{Short description|Transient quantum fluctuation (physics)}}एक आभासी कण एक सैद्धांतिक क्षणिक [[कण]] है, जो एक साधारण कण की कुछ विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जबकि इसका अस्तित्व [[अनिश्चितता सिद्धांत]] द्वारा सीमित होता है। आभासी कणों की अवधारणा [[क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत]] के [[क्षोभ सिद्धांत]] में उत्पन्न होती है, जहां सामान्य कणों के बीच की वार्तालाप को आभासी कणों के आदान-प्रदान के संदर्भ में वर्णित किया जाता है। इसी प्रकार आभासी कणों से जुड़ी एक प्रक्रिया को एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जिसे [[फेनमैन आरेख]] के रूप में जाना जाता है, जिसमें आभासी कणों को आंतरिक रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।<ref>Peskin, M.E., Schroeder, D.V. (1995). ''An Introduction to Quantum Field Theory'', Westview Press, {{ISBN|0-201-50397-2}}, p. 80.</ref><ref>Mandl, F., Shaw, G. (1984/2002). ''Quantum Field Theory'', John Wiley & Sons, Chichester UK, revised edition, {{ISBN|0-471-94186-7}}, pp. 56, 176.</ref> | |||
आभासी कणों का आवश्यक रूप से [[द्रव्यमान]] संबंधित वास्तविक कण के सामान्य होना जरूरी नहीं है, चूंकि वे निरंतर [[ऊर्जा]] और [[गति]] को संरक्षित करते हैं। इसकी विशेषताएँ साधारण कणों के जितने निकट होती हैं, आभासी कण उतने ही लंबे समय तक उपस्थित रहते हैं। वे कण बिखरने और [[कासिमिर बलों]] सहित कई प्रक्रियाओं के भौतिकी में महत्वपूर्ण हैं। क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में, दो आवेशों के बीच [[विद्युत चुम्बकीय प्रतिकर्षण]] या इसके अतिरिक्त आकर्षण जैसे बलों को आवेशों के बीच आभासी फोटॉनों के आदान-प्रदान के कारण माना जा सकता है। इसी प्रकार आभासी [[फोटॉन]] [[विद्युत चुंबकत्व]] के लिए [[विनिमय कण]] हैं। | आभासी कणों का आवश्यक रूप से [[द्रव्यमान]] संबंधित वास्तविक कण के सामान्य होना जरूरी नहीं है, चूंकि वे निरंतर [[ऊर्जा]] और [[गति]] को संरक्षित करते हैं। इसकी विशेषताएँ साधारण कणों के जितने निकट होती हैं, आभासी कण उतने ही लंबे समय तक उपस्थित रहते हैं। वे कण बिखरने और [[कासिमिर बलों]] सहित कई प्रक्रियाओं के भौतिकी में महत्वपूर्ण हैं। क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में, दो आवेशों के बीच [[विद्युत चुम्बकीय प्रतिकर्षण]] या इसके अतिरिक्त आकर्षण जैसे बलों को आवेशों के बीच आभासी फोटॉनों के आदान-प्रदान के कारण माना जा सकता है। इसी प्रकार आभासी [[फोटॉन]] [[विद्युत चुंबकत्व]] के लिए [[विनिमय कण]] हैं। | ||
| Line 9: | Line 8: | ||
आभासी कणों की अवधारणा [[क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत]] के [[क्षोभ सिद्धांत]] (क्वांटम यांत्रिकी) में उत्पन्न होती है, एक अनुमान योजना जिसमें वास्तविक कणों के बीच वार्तालाप (संक्षेप में, बलों) की गणना आभासी कणों के आदान-प्रदान के संदर्भ में की जाती है। इस प्रकार की गणना अधिकांशतः [[फेनमैन आरेख]] के रूप में ज्ञात योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व का उपयोग करके की जाती है, जिसमें आभासी कण आंतरिक रेखाओं के रूप में दिखाई देते हैं। चार-गति के साथ एक आभासी कण के आदान-प्रदान के संदर्भ में वार्तालाप को {{mvar|q}} व्यक्त करके, जहाँ पे {{mvar|q}} अन्योन्यक्रिया शीर्ष् में प्रवेश करने और छोड़ने वाले कणों के चार-मोमेंट के बीच अंतर द्वारा दिया जाता है। फेनमैन आरेख के अंतःक्रियात्मक शिखर पर गति और ऊर्जा दोनों संरक्षित होते हैं।<ref name=Thomson>{{cite book|last1=Thomson|first1=Mark|title=Modern particle physics|date=2013|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge|isbn=978-1107034266}}</ref>{{rp|119}} | आभासी कणों की अवधारणा [[क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत]] के [[क्षोभ सिद्धांत]] (क्वांटम यांत्रिकी) में उत्पन्न होती है, एक अनुमान योजना जिसमें वास्तविक कणों के बीच वार्तालाप (संक्षेप में, बलों) की गणना आभासी कणों के आदान-प्रदान के संदर्भ में की जाती है। इस प्रकार की गणना अधिकांशतः [[फेनमैन आरेख]] के रूप में ज्ञात योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व का उपयोग करके की जाती है, जिसमें आभासी कण आंतरिक रेखाओं के रूप में दिखाई देते हैं। चार-गति के साथ एक आभासी कण के आदान-प्रदान के संदर्भ में वार्तालाप को {{mvar|q}} व्यक्त करके, जहाँ पे {{mvar|q}} अन्योन्यक्रिया शीर्ष् में प्रवेश करने और छोड़ने वाले कणों के चार-मोमेंट के बीच अंतर द्वारा दिया जाता है। फेनमैन आरेख के अंतःक्रियात्मक शिखर पर गति और ऊर्जा दोनों संरक्षित होते हैं।<ref name=Thomson>{{cite book|last1=Thomson|first1=Mark|title=Modern particle physics|date=2013|publisher=Cambridge University Press|location=Cambridge|isbn=978-1107034266}}</ref>{{rp|119}} | ||
एक आभासी कण {{math|''m''<sup>2</sup>''c''<sup>4</sup> {{=}} ''E''<sup>2</sup> − ''p''<sup>2</sup>''c''<sup>2</sup>}} [[ऊर्जा-गति संबंध]] का सही-सही पालन नहीं करता है। इसकी गतिज ऊर्जा का वेग से सामान्य संबंध नहीं हो सकता है। इसके अतिरक्त यह नकारात्मक हो सकता है।<ref>{{cite book|last1=Hawking|first1=Stephen|title=A brief history of time|date=1998|publisher=Bantam Books|location=New York|isbn=9780553896923|edition=Updated and expanded tenth anniversary}}</ref>{{rp|110}} यह ऑन शेल और [[ऑफ शेल वाक्यांश]] द्वारा व्यक्त किया गया है।<ref name="Thomson" />{{rp|119}} इसी प्रकार एक आभासी कण के अस्तित्व में आने की सं | एक आभासी कण {{math|''m''<sup>2</sup>''c''<sup>4</sup> {{=}} ''E''<sup>2</sup> − ''p''<sup>2</sup>''c''<sup>2</sup>}} [[ऊर्जा-गति संबंध]] का सही-सही पालन नहीं करता है। इसकी गतिज ऊर्जा का वेग से सामान्य संबंध नहीं हो सकता है। इसके अतिरक्त यह नकारात्मक हो सकता है।<ref>{{cite book|last1=Hawking|first1=Stephen|title=A brief history of time|date=1998|publisher=Bantam Books|location=New York|isbn=9780553896923|edition=Updated and expanded tenth anniversary}}</ref>{{rp|110}} यह ऑन शेल और [[ऑफ शेल वाक्यांश]] द्वारा व्यक्त किया गया है।<ref name="Thomson" />{{rp|119}} इसी प्रकार एक आभासी कण के अस्तित्व में आने की सं भावना आयाम लंबी दूरी और समय पर [[विनाशकारी हस्तक्षेप]] से रद्द हो जाता है। एक परिणाम के रूप में, एक वास्तविक फोटॉन द्रव्यमान रहित होता है, और इस प्रकार इसमें केवल दो ध्रुवीकरण अवस्थाएँ होती हैं, जबकि एक आभासी प्रभावी रूप से बड़े पैमाने पर होने के कारण, तीन ध्रुवीकरण अवस्थाएँ होती हैं। | ||
[[क्वांटम टनलिंग]] को आभासी कण आदान-प्रदान की अभिव्यक्ति माना जा सकता है।<ref>{{cite book|last1=Walters|first1=Tony Hey ; Patrick|title=The new quantum universe|journal=The New Quantum Universe|date=2004|publisher=Cambridge Univ. Press|location=Cambridge [u.a.]|isbn=9780521564571|edition=Reprint.|bibcode=2003nqu..book.....H}}</ref>{{rp|235}} आभासी कणों द्वारा किए गए बलों की सीमा अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा सीमित है, जो ऊर्जा और समय को संयुग्म चर के रूप में मानता है; इस प्रकार, बड़े द्रव्यमान के आभासी कणों की सीमा अधिक सीमित होती है।<ref name="Calle">{{cite book|last1=Calle|first1=Carlos I.|title=Superstrings and other things : a guide to physics|date=2010|publisher=CRC Press/Taylor & Francis|location=Boca Raton|isbn=9781439810743|edition=2nd |pages=443–444}}</ref> | [[क्वांटम टनलिंग]] को आभासी कण आदान-प्रदान की अभिव्यक्ति माना जा सकता है।<ref>{{cite book|last1=Walters|first1=Tony Hey ; Patrick|title=The new quantum universe|journal=The New Quantum Universe|date=2004|publisher=Cambridge Univ. Press|location=Cambridge [u.a.]|isbn=9780521564571|edition=Reprint.|bibcode=2003nqu..book.....H}}</ref>{{rp|235}} आभासी कणों द्वारा किए गए बलों की सीमा अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा सीमित है, जो ऊर्जा और समय को संयुग्म चर के रूप में मानता है; इस प्रकार, बड़े द्रव्यमान के आभासी कणों की सीमा अधिक सीमित होती है।<ref name="Calle">{{cite book|last1=Calle|first1=Carlos I.|title=Superstrings and other things : a guide to physics|date=2010|publisher=CRC Press/Taylor & Francis|location=Boca Raton|isbn=9781439810743|edition=2nd |pages=443–444}}</ref> | ||
| Line 34: | Line 33: | ||
* [[परमाणु स्तरों]] की स्थिति में परिवर्तन के कारण होता है। | * [[परमाणु स्तरों]] की स्थिति में परिवर्तन के कारण होता है। | ||
* [[फ्री स्पेस की प्रतिबाधा]], जो [[विद्युत क्षेत्र की ताकत]] के बीच के {{math|{{abs|'''E'''}}}} अनुपात को परिभाषित करती है, और [[चुंबकीय क्षेत्र की ताकत]] {{math|{{abs|'''H''' }}}}: {{mvar|Z}}{{sub|0}} = {{math|{{frac|{{abs| '''E'''}}|{{abs|'''H'''}}}}}} होती है।<ref>{{cite news |url=https://phys.org/news/2013-03-ephemeral-vacuum-particles-speed-of-light-fluctuations.html |title=Ephemeral vacuum particles induce speed-of-light fluctuations |website=Phys.org |access-date=2017-07-24}}</ref> | * [[फ्री स्पेस की प्रतिबाधा]], जो [[विद्युत क्षेत्र की ताकत]] के बीच के {{math|{{abs|'''E'''}}}} अनुपात को परिभाषित करती है, और [[चुंबकीय क्षेत्र की ताकत]] {{math|{{abs|'''H''' }}}}: {{mvar|Z}}{{sub|0}} = {{math|{{frac|{{abs| '''E'''}}|{{abs|'''H'''}}}}}} होती है।<ref>{{cite news |url=https://phys.org/news/2013-03-ephemeral-vacuum-particles-speed-of-light-fluctuations.html |title=Ephemeral vacuum particles induce speed-of-light fluctuations |website=Phys.org |access-date=2017-07-24}}</ref> | ||
* [[रेडियो एंटेना]] के तथाकथित निकट और दूर के क्षेत्र में से अधिकांश, जहां एंटीना तार में परिवर्तित धारा के चुंबकीय और विद्युत प्रभाव और तार के धारिता चार्ज के चार्ज प्रभाव महत्वपूर्ण हो सकते हैं (और सामान्यतः हैं) स्रोत के निकट कुल ईएम क्षेत्र में योगदानकर्ता, लेकिन दोनों प्रभाव द्विध्रुवीय प्रभाव हैं जो एंटीना से बढ़ती दूरी के साथ क्षय होते हैं जो पारंपरिक विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रभाव से बहुत अधिक तेजी से होते हैं जो स्रोत से दूर होते हैं।{{efn|"Far" in terms of ratio of antenna length or diameter, to wavelength.}} ये दूर-दराज की लहरें, जिनके लिए {{mvar|cB}} (लंबी दूरी की सीमा में) {{mvar|E}} के समतुल्य है, वास्तविक [[फोटॉन]] से बने होते हैं। वास्तविक और आभासी फोटॉन एक एंटीना के निकट मिश्रित होते हैं, आभासी फोटॉन केवल अतिरिक्त चुंबकीय-प्रेरक और क्षणिक विद्युत-द्विध्रुवीय प्रभावों के लिए जिम्मेदार होते हैं, जो दोनों के बीच किसी भी असंतुलन का कारण बनते हैं। {{mvar|E}} तथा {{mvar|cB}} जैसे-जैसे ऐन्टेना से दूरी बढ़ती है, निकट-क्षेत्र प्रभाव (द्विध्रुवीय क्षेत्रों के रूप में) अधिक तेज़ी से समाप्त हो जाते हैं, और केवल वास्तविक फोटॉन के कारण होने वाले विकिरण प्रभाव ही महत्वपूर्ण प्रभाव बने रहते हैं। यद्यपि आभासी प्रभाव अनंत तक विस्तारित होते हैं, वे वास्तविक फोटॉनों से बने ईएम तरंगों के क्षेत्र के अतिरिक्त {{math|{{frac|1|''r''{{sup|2}}}}}} के रूप में क्षेत्र की ताकत में गिरावट करते हैं, जो {{math|{{frac|1|''r''}}}} में गिरते हैं।{{efn|The electrical power in the fields, respectively, decrease as {{math|{{frac|1|''r''{{sup|4}}}}}} तथा {{math|{{frac|1|''r''{{sup|2}}}}}}.}}{{efn|See [[near and far field]] for a more detailed discussion. See [[near field communication]] for practical communications applications of near fields.}} | * [[रेडियो एंटेना]] के तथाकथित [[निकट क्षेत्र]] और दूर के क्षेत्र में से अधिकांश, जहां एंटीना तार में परिवर्तित धारा के चुंबकीय और विद्युत प्रभाव और तार के धारिता चार्ज के चार्ज प्रभाव महत्वपूर्ण हो सकते हैं (और सामान्यतः हैं) स्रोत के निकट कुल ईएम क्षेत्र में योगदानकर्ता, लेकिन दोनों प्रभाव [[द्विध्रुवीय]] प्रभाव हैं जो एंटीना से बढ़ती दूरी के साथ क्षय होते हैं जो पारंपरिक [[विद्युत चुम्बकीय]] तरंगों के प्रभाव से बहुत अधिक तेजी से होते हैं जो स्रोत से दूर होते हैं।{{efn|"Far" in terms of ratio of antenna length or diameter, to wavelength.}} ये दूर-दराज की लहरें, जिनके लिए {{mvar|cB}} (लंबी दूरी की सीमा में) {{mvar|E}} के समतुल्य है, वास्तविक [[फोटॉन]] से बने होते हैं। वास्तविक और आभासी फोटॉन एक एंटीना के निकट मिश्रित होते हैं, आभासी फोटॉन केवल अतिरिक्त चुंबकीय-प्रेरक और क्षणिक विद्युत-द्विध्रुवीय प्रभावों के लिए जिम्मेदार होते हैं, जो दोनों के बीच किसी भी असंतुलन का कारण बनते हैं। {{mvar|E}} तथा {{mvar|cB}} जैसे-जैसे ऐन्टेना से दूरी बढ़ती है, निकट-क्षेत्र प्रभाव (द्विध्रुवीय क्षेत्रों के रूप में) अधिक तेज़ी से समाप्त हो जाते हैं, और केवल वास्तविक फोटॉन के कारण होने वाले विकिरण प्रभाव ही महत्वपूर्ण प्रभाव बने रहते हैं। यद्यपि आभासी प्रभाव अनंत तक विस्तारित होते हैं, वे वास्तविक फोटॉनों से बने ईएम तरंगों के क्षेत्र के अतिरिक्त {{math|{{frac|1|''r''{{sup|2}}}}}} के रूप में क्षेत्र की ताकत में गिरावट करते हैं, जो {{math|{{frac|1|''r''}}}} में गिरते हैं।{{efn|The electrical power in the fields, respectively, decrease as {{math|{{frac|1|''r''{{sup|4}}}}}} तथा {{math|{{frac|1|''r''{{sup|2}}}}}}.}}{{efn|See [[near and far field]] for a more detailed discussion. See [[near field communication]] for practical communications applications of near fields.}} | ||
इनमें से अधिकांश का ठोस-अवस्था भौतिकी में सामान्य प्रभाव पड़ता है; वास्तव में, अधिकांशतः इन स्थितियों की जांच करके एक उत्तम सहज ज्ञान युक्त समझ प्राप्त की जा सकती है। अर्धचालकों में, तथा क्षेत्र सिद्धांत में इलेक्ट्रॉनों, पॉज़िट्रॉन और फोटॉन की भूमिकाओं को चालन बैंड में इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, वैलेंस बैंड में छेद, और क्रिस्टल लैटिस के फोनन या कंपन एक आभासी कण दो-फोटॉन अवशोषण में होता है जहां संभाव्यता आयाम संरक्षित नहीं होता है। | इनमें से अधिकांश का [[ठोस-अवस्था भौतिकी]] में सामान्य प्रभाव पड़ता है; वास्तव में, अधिकांशतः इन स्थितियों की जांच करके एक उत्तम सहज ज्ञान युक्त समझ प्राप्त की जा सकती है। [[अर्धचालकों]] में, तथा क्षेत्र सिद्धांत में इलेक्ट्रॉनों, पॉज़िट्रॉन और फोटॉन की भूमिकाओं को [[चालन बैंड]] में इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, [[वैलेंस बैंड]] में छेद, और क्रिस्टल लैटिस के [[फोनन]] या कंपन एक आभासी कण दो-फोटॉन अवशोषण में होता है, जहां संभाव्यता आयाम संरक्षित नहीं होता है। ट[[नलिंग प्रक्रिया]] की स्थिति में मैक्रोस्कोपिक आभासी फोनन, फोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के उदाहरण [[गुंटर निम्ट्ज़]] और अल्फोंस ए स्टालहोफेन द्वारा प्रस्तुत किए जाते है।<ref name=Nimtz1>{{cite journal |first=G. |last=Nimtz |year=2009 |title=On virtual phonons, photons, and electrons |journal=Found. Phys. |volume=39 |issue=12 |pages=1346–1355|doi=10.1007/s10701-009-9356-z |arxiv=0907.1611 |bibcode=2009FoPh...39.1346N |s2cid=118594121 }}</ref><ref name=Nimtz2>{{cite journal |first1=A. |last1=Stahlhofen |first2=G. |last2=Nimtz |year=2006 |title=Evanescent modes are virtual photons |journal=Europhys. Lett. |volume=76 |issue=2 |page=198|doi=10.1209/epl/i2006-10271-9 |bibcode=2006EL.....76..189S }}</ref> | ||
== फेनमैन आरेख == | == फेनमैन आरेख == | ||
[[File:Momentum exchange.svg|thumb|right|एक कण विनिमय प्रकीर्णन आरेख]] | [[File:Momentum exchange.svg|thumb|right|एक कण विनिमय प्रकीर्णन आरेख]] | ||
सैद्धांतिक कण भौतिकी में प्रकीर्णन आयामों की गणना के लिए बड़ी संख्या में चरों पर कुछ बड़े और सम्मिश्र अभिन्न के उपयोग की आवश्यकता होती है। चूंकि, इन समाकलों की एक नियमित संरचना होती है, और इन्हें फेनमैन आरेखों के रूप में दर्शाया जा सकता है। फेनमैन आरेखों की अपील मजबूत है, क्योंकि यह एक साधारण दृश्य प्रस्तुति के लिए अनुमति देता है जो अन्यथा एक अपितु रहस्यमय और अमूर्त सूत्र होता है। विशेष रूप से, अपील का एक भाग यह है कि फेनमैन आरेख के आउटगोइंग पैरों को शेल कणों पर वास्तविक के साथ जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, आरेख में अन्य रेखाओं को कणों के साथ जोड़ना स्वाभाविक है, जिन्हें आभासी कण कहा जाता है। गणितीय शब्दों में, वे आरेख में प्रदर्शित होने वाले प्रचारकों के अनुरूप हैं। | सैद्धांतिक [[कण भौतिकी]] में [[प्रकीर्णन आयामों]] की गणना के लिए बड़ी संख्या में चरों पर कुछ बड़े और सम्मिश्र अभिन्न के उपयोग की आवश्यकता होती है। चूंकि, इन समाकलों की एक नियमित संरचना होती है, और इन्हें फेनमैन आरेखों के रूप में दर्शाया जा सकता है। फेनमैन आरेखों की अपील मजबूत है, क्योंकि यह एक साधारण दृश्य प्रस्तुति के लिए अनुमति देता है जो अन्यथा एक अपितु रहस्यमय और अमूर्त सूत्र होता है। विशेष रूप से, अपील का एक भाग यह है कि [[फेनमैन आरेख]] के आउटगोइंग पैरों को [[ऑन-शेल]] कणों पर वास्तविक के साथ जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, आरेख में अन्य रेखाओं को कणों के साथ जोड़ना स्वाभाविक है, जिन्हें आभासी कण कहा जाता है। गणितीय शब्दों में, वे आरेख में प्रदर्शित होने वाले प्रचारकों के अनुरूप हैं। | ||
निकटवर्ती छवि में, ठोस रेखाएँ वास्तविक कणों (संवेग p1 इत्यादि) से मेल खाती हैं, जबकि बिंदीदार रेखा गति k ले जाने वाले एक आभासी कण से मेल खाती है। उदाहरण के लिए, यदि ठोस रेखाएं विद्युतचुंबकीय अन्योन्यक्रिया के माध्यम से वार्तालाप करने वाले इलेक्ट्रॉनों के अनुरूप होती हैं, तो बिंदीदार रेखा आभासी फोटॉन के आदान-प्रदान के अनुरूप होती है। इसी प्रकार परस्पर क्रिया करने वाले नाभिकों की स्थिति में, बिंदीदार रेखा एक आभासी | निकटवर्ती छवि में, ठोस रेखाएँ वास्तविक कणों (संवेग p1 इत्यादि) से मेल खाती हैं, जबकि बिंदीदार रेखा [[गति]] k ले जाने वाले एक आभासी कण से मेल खाती है। उदाहरण के लिए, यदि ठोस रेखाएं [[विद्युतचुंबकीय अन्योन्यक्रिया]] के माध्यम से वार्तालाप करने वाले [[इलेक्ट्रॉनों]] के अनुरूप होती हैं, तो बिंदीदार रेखा आभासी [[फोटॉन]] के आदान-प्रदान के अनुरूप होती है। इसी प्रकार परस्पर क्रिया करने वाले नाभिकों की स्थिति में, बिंदीदार रेखा एक आभासी [[पियोंस]] होती है। [[मजबूत बल]] के माध्यम से वार्तालाप करने वाले [[क्वार्क]] की स्थिति में, बिंदीदार रेखा एक आभासी [[ग्लूऑन]] होती है, और इसी प्रकार यह सब बनी होती है। | ||
[[File:Vacuum polarization.svg|thumb|right|फ़र्मियन प्रोपेगेटर के साथ एक-लूप आरेख]] | [[File:Vacuum polarization.svg|thumb|right|फ़र्मियन प्रोपेगेटर के साथ एक-लूप आरेख]] | ||
आभासी कण मेसन या सदिश बोसॉन हो सकते हैं, जैसा कि ऊपर दिए गए उदाहरण में है; वे फर्मियन भी हो सकते हैं। चूंकि, क्वांटम संख्याओं को संरक्षित करने के लिए, फ़र्मियन एक्सचेंज से जुड़े अधिकांश सरल आरेख निषिद्ध हैं। दाईं ओर की छवि एक अनुमत आरेख, एक-लूप आरेख दिखाती है। ठोस रेखाएं एक फर्मियन प्रोपेगेटर के अनुरूप होती हैं, लहरदार रेखाएं बोसॉन के अनुरूप होती हैं। | आभासी कण [[मेसन]] या [[सदिश बोसॉन]] हो सकते हैं, जैसा कि ऊपर दिए गए उदाहरण में है; वे फर्मियन भी हो सकते हैं। चूंकि, क्वांटम संख्याओं को संरक्षित करने के लिए, [[फ़र्मियन]] एक्सचेंज से जुड़े अधिकांश सरल आरेख निषिद्ध हैं। दाईं ओर की छवि एक अनुमत आरेख, [[एक-लूप आरेख]] दिखाती है। ठोस रेखाएं एक फर्मियन प्रोपेगेटर के अनुरूप होती हैं, लहरदार रेखाएं बोसॉन के अनुरूप होती हैं। | ||
== | ==निर्वात== | ||
{{Main article|क्वांटम उतार-चढ़ाव|क्यूईडी | {{Main article|क्वांटम उतार-चढ़ाव|क्यूईडी निर्वात|क्यूसीडी निर्वात|निर्वात अवस्था}} | ||
औपचारिक शब्दों में, एक कण को कण संख्या संचालिका a<sup>†</sup>a का एक प्रतिरूप माना जाता है, जहां a कण विनाश संचालिका है और a<sup>†</sup> कण निर्माण संचालिका है (कभी-कभी सामूहिक रूप से इसे सीढ़ी संचालिका भी कहा जाता है)। कई स्थितियों में, कण संख्या ऑपरेटर सिस्टम के लिए हैमिल्टनियन (क्वांटम यांत्रिकी) के साथ आवागमन नहीं करता है। इसका तात्पर्य यह है कि अंतरिक्ष के किसी क्षेत्र में कणों की संख्या एक अच्छे प्रकार से परिभाषित मात्रा में नहीं है, अपितु अन्य क्वांटम अवलोकनों के जैसे, संभाव्यता वितरण द्वारा दर्शायी जाती है। चूँकि इन कणों का अस्तित्व निश्चित नहीं है, इसलिए इन्हें आभासी कण या निर्वात ऊर्जा का निर्वात उच्चावचन कहा जाता है। एक निश्चित अर्थ में, उन्हें शून्य में समय-ऊर्जा अनिश्चितता सिद्धांत की अभिव्यक्ति के रूप में समझा जा सकता है।<ref>{{cite book|last1=Raymond|first1=David J.|title=A radically modern approach to introductory physics: volume 2: four forces|date=2012|publisher=New Mexico Tech Press|location=Socorro, NM|isbn=978-0-98303-946-4|pages=252–254|url=http://kestrel.nmt.edu/~raymond/books/radphys/book2/book2.html#x1-2100014.7}}</ref> | औपचारिक शब्दों में, एक कण को [[कण संख्या संचालिका]] a<sup>†</sup>a का एक [[प्रतिरूप]] माना जाता है, जहां a कण [[विनाश संचालिका]] है और a<sup>†</sup> कण [[निर्माण संचालिका]] है (कभी-कभी सामूहिक रूप से इसे [[सीढ़ी संचालिका]] भी कहा जाता है)। कई स्थितियों में, कण संख्या ऑपरेटर सिस्टम के लिए [[हैमिल्टनियन]] (क्वांटम यांत्रिकी) के साथ आवागमन नहीं करता है। इसका तात्पर्य यह है कि अंतरिक्ष के किसी क्षेत्र में कणों की संख्या एक अच्छे प्रकार से परिभाषित मात्रा में नहीं है, अपितु अन्य क्वांटम अवलोकनों के जैसे, [[संभाव्यता वितरण की सूची|संभाव्यता वितरण]] द्वारा दर्शायी जाती है। चूँकि इन कणों का अस्तित्व निश्चित नहीं है, इसलिए इन्हें आभासी कण या [[निर्वात ऊर्जा]] का निर्वात उच्चावचन कहा जाता है। एक निश्चित अर्थ में, उन्हें शून्य में [[समय-ऊर्जा अनिश्चितता सिद्धांत]] की अभिव्यक्ति के रूप में समझा जा सकता है।<ref>{{cite book|last1=Raymond|first1=David J.|title=A radically modern approach to introductory physics: volume 2: four forces|date=2012|publisher=New Mexico Tech Press|location=Socorro, NM|isbn=978-0-98303-946-4|pages=252–254|url=http://kestrel.nmt.edu/~raymond/books/radphys/book2/book2.html#x1-2100014.7}}</ref> | ||
इसी प्रकार निर्वात में आभासी कणों की उपस्थिति का एक महत्वपूर्ण उदाहरण कासिमिर प्रभाव है।<ref>{{cite journal|last1=Choi|first1=Charles Q.|title=A vacuum can yield flashes of light|journal=Nature|date=13 February 2013|doi=10.1038/nature.2013.12430|s2cid=124394711|url=http://www.nature.com/news/a-vacuum-can-yield-flashes-of-light-1.12430|access-date=2 August 2015}}</ref> यहां, ये प्रभाव की व्याख्या के लिए आवश्यक है कि निर्वात में सभी आभासी कणों की कुल ऊर्जा को एक साथ जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, यद्यपि आभासी कण स्वयं प्रयोगशाला में प्रत्यक्ष रूप से देखने योग्य नहीं होते हैं, वे एक अवलोकनीय प्रभाव छोड़ते हैं: उनकी शून्य-बिंदु ऊर्जा के परिणामस्वरूप उपयुक्त रूप से व्यवस्थित धातु प्लेटों या डाइलेक्ट्रिक्स पर कार्य करने वाले बल उत्पन्न होते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Lambrecht|first1=Astrid|title=The Casimir effect: a force from nothing|journal=Physics World|date=September 2002|volume=15|issue=9|pages=29–32|doi=10.1088/2058-7058/15/9/29}}</ref> दूसरी ओर, कासिमिर प्रभाव की व्याख्या कासिमिर प्रभाव रिलेटिविस्टिक वैन डेर वाल्स बल के रूप में की जा सकती है।<ref>{{cite journal|last1=Jaffe|first1=R. L.|title=Casimir effect and the quantum vacuum|journal=Physical Review D|date=12 July 2005|volume=72|issue=2|pages=021301|doi=10.1103/PhysRevD.72.021301|arxiv = hep-th/0503158 |bibcode = 2005PhRvD..72b1301J |s2cid=13171179}}</ref> | इसी प्रकार निर्वात में आभासी कणों की उपस्थिति का एक महत्वपूर्ण उदाहरण [[कासिमिर प्रभाव]] है।<ref>{{cite journal|last1=Choi|first1=Charles Q.|title=A vacuum can yield flashes of light|journal=Nature|date=13 February 2013|doi=10.1038/nature.2013.12430|s2cid=124394711|url=http://www.nature.com/news/a-vacuum-can-yield-flashes-of-light-1.12430|access-date=2 August 2015}}</ref> यहां, ये प्रभाव की व्याख्या के लिए आवश्यक है कि निर्वात में सभी आभासी कणों की कुल ऊर्जा को एक साथ जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, यद्यपि आभासी कण स्वयं प्रयोगशाला में प्रत्यक्ष रूप से देखने योग्य नहीं होते हैं, वे एक अवलोकनीय प्रभाव छोड़ते हैं: उनकी [[शून्य-बिंदु ऊर्जा]] के परिणामस्वरूप उपयुक्त रूप से व्यवस्थित धातु प्लेटों या [[डाइलेक्ट्रिक्स]] पर कार्य करने वाले बल उत्पन्न होते हैं।<ref>{{cite journal|last1=Lambrecht|first1=Astrid|title=The Casimir effect: a force from nothing|journal=Physics World|date=September 2002|volume=15|issue=9|pages=29–32|doi=10.1088/2058-7058/15/9/29}}</ref> दूसरी ओर, कासिमिर प्रभाव की व्याख्या कासिमिर प्रभाव [[रिलेटिविस्टिक वैन डेर वाल्स बल]] के रूप में की जा सकती है।<ref>{{cite journal|last1=Jaffe|first1=R. L.|title=Casimir effect and the quantum vacuum|journal=Physical Review D|date=12 July 2005|volume=72|issue=2|pages=021301|doi=10.1103/PhysRevD.72.021301|arxiv = hep-th/0503158 |bibcode = 2005PhRvD..72b1301J |s2cid=13171179}}</ref> | ||
== जोड़ी उत्पादन == | == जोड़ी उत्पादन == | ||
{{Main article|जोड़ी उत्पादन}} | {{Main article|जोड़ी उत्पादन}} | ||
आभासी कणों को अधिकांशतः जोड़े में आने के रूप में लोकप्रिय रूप से वर्णित किया जाता है, एक प्राथमिक कण और प्रतिकण जो किसी भी प्रकार का हो सकता है। इसी प्रकार ये जोड़े कम समय के लिए उपस्थित होते हैं, और फिर पारस्परिक रूप से नष्ट हो जाते हैं, या कुछ स्थितियों में, बाहरी ऊर्जा का उपयोग करके जोड़ी को बढ़ाया जा सकता है जिससे की वे विनाश से बच सकें और वास्तविक कण बन सकें, जैसा कि नीचे वर्णित है। | आभासी कणों को अधिकांशतः जोड़े में आने के रूप में लोकप्रिय रूप से वर्णित किया जाता है, एक प्राथमिक [[कण]] और [[प्रतिकण]] जो किसी भी प्रकार का हो सकता है। इसी प्रकार ये जोड़े कम समय के लिए उपस्थित होते हैं, और फिर पारस्परिक रूप से नष्ट हो जाते हैं, या कुछ स्थितियों में, बाहरी ऊर्जा का उपयोग करके जोड़ी को बढ़ाया जा सकता है जिससे की वे विनाश से बच सकें और वास्तविक कण बन सकें, जैसा कि नीचे वर्णित है। | ||
यह दो विधियों में से किसी एक में हो सकता है। त्वरित संदर्भ प्रणाली में, आभासी कण त्वरित करने वाले पर्यवेक्षक को वास्तविक प्रतीत हो सकते हैं; इसे अनरुह प्रभाव के रूप में जाना जाता है। संक्षेप में, एक स्थिर फ्रेम का निर्वात, त्वरित पर्यवेक्षक को, ऊष्मागतिकीय संतुलन में वास्तविक कणों की एक गर्म गैस के रूप में प्रकट होता है। | यह दो विधियों में से किसी एक में हो सकता है। त्वरित संदर्भ प्रणाली में, आभासी कण [[त्वरित करने वाले पर्यवेक्षक]] को वास्तविक प्रतीत हो सकते हैं; इसे [[अनरुह]] प्रभाव के रूप में जाना जाता है। संक्षेप में, एक स्थिर फ्रेम का निर्वात, त्वरित पर्यवेक्षक को, [[ऊष्मागतिकीय संतुलन]] में वास्तविक कणों की एक गर्म [[गैस]] के रूप में प्रकट होता है। | ||
एक अन्य उदाहरण बहुत मजबूत विद्युत क्षेत्रों में युग्म उत्पादन है, जिसे कभी-कभी | एक अन्य उदाहरण बहुत मजबूत विद्युत क्षेत्रों में युग्म उत्पादन है, जिसे कभी-कभी [[निर्वात क्षय]] भी कहा जाता है। यदि, उदाहरण के लिए, [[परमाणु नाभिक]] की एक जोड़ी को बहुत संक्षेप में विलय कर दिया जाता है, जिससे वो लगभग 140 से अधिक चार्ज वाला एक नाभिक बन जाता है, (अर्थात, [[सूक्ष्म संरचना स्थिरांक]] के व्युत्क्रम से बड़ा, जो एक [[आयामहीन मात्रा]] है), तो विद्युत क्षेत्र की ताकत ऐसी होगी कि यह निर्वात या [[डिराक सागर]] से पॉज़िट्रॉन-इलेक्ट्रॉन जोड़े बनाने के लिए ऊर्जावान रूप से अनुकूल होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन सकारात्मक चार्ज को नष्ट करने के लिए नाभिक की ओर आकर्षित हो जाता है। इस जोड़ी-निर्माण आयाम की गणना पहली बार 1951 में [[जूलियन श्विंगर]] द्वारा की गई थी। | ||
== वास्तविक कणों की तुलना में == | == वास्तविक कणों की तुलना में == | ||
क्वांटम यांत्रिक अनिश्चितता के परिणामस्वरूप, कोई भी वस्तु या प्रक्रिया जो सीमित समय या सीमित मात्रा में उपस्थित होती है, उसमें उपयुक्त रूप से परिभाषित ऊर्जा या गति नहीं हो सकती है। इस कारण से, आभासी कण - जो केवल अस्थायी रूप से उपलब्ध होते हैं क्योंकि वे सामान्य कणों के बीच आदान-प्रदान करते हैं - सामान्यतः द्रव्यमान-शेल संबंध का पालन नहीं करते हैं; एक आभासी कण जितने लंबे समय तक उपलब्ध रहता है, उतनी ही अधिक ऊर्जा और गति द्रव्यमान शेल संबंध के निकट पहुंचती है। | क्वांटम यांत्रिक [[अनिश्चितता]] के परिणामस्वरूप, कोई भी वस्तु या प्रक्रिया जो सीमित समय या सीमित मात्रा में उपस्थित होती है, उसमें उपयुक्त रूप से परिभाषित ऊर्जा या गति नहीं हो सकती है। इस कारण से, आभासी कण - जो केवल अस्थायी रूप से उपलब्ध होते हैं क्योंकि वे सामान्य कणों के बीच आदान-प्रदान करते हैं - सामान्यतः [[द्रव्यमान-शेल संबंध]] का पालन नहीं करते हैं; एक आभासी कण जितने लंबे समय तक उपलब्ध रहता है, उतनी ही अधिक ऊर्जा और गति द्रव्यमान शेल संबंध के निकट पहुंचती है। | ||
वास्तविक कणों का जीवनकाल सामान्यतः आभासी कणों के जीवनकाल से अधिक लंबा होता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण में वास्तविक फोटॉन होते हैं जो उत्सर्जक और अवशोषक के बीच प्रकाश वर्ष की यात्रा कर सकते हैं, लेकिन (कूलम्बिक) इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और प्रतिकर्षण एक अपेक्षाकृत कम दूरी का बल है जो आभासी फोटॉन के आदान-प्रदान का परिणाम है। | वास्तविक कणों का जीवनकाल सामान्यतः आभासी कणों के जीवनकाल से अधिक लंबा होता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण में वास्तविक फोटॉन होते हैं जो उत्सर्जक और अवशोषक के बीच प्रकाश वर्ष की यात्रा कर सकते हैं, लेकिन (कूलम्बिक) इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण और प्रतिकर्षण एक अपेक्षाकृत कम दूरी का बल है जो आभासी फोटॉन के आदान-प्रदान का परिणाम है। | ||
| Line 94: | Line 93: | ||
{{Particles}} | {{Particles}} | ||
{{DEFAULTSORT:Virtual Particle}} | {{DEFAULTSORT:Virtual Particle}} | ||
[[Category: | [[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page|Virtual Particle]] | ||
[[Category:Created On 09/09/2022]] | [[Category:Collapse templates|Virtual Particle]] | ||
[[Category:Created On 09/09/2022|Virtual Particle]] | |||
[[Category:Machine Translated Page|Virtual Particle]] | |||
[[Category:Navigational boxes| ]] | |||
[[Category:Navigational boxes without horizontal lists|Virtual Particle]] | |||
[[Category:Pages with script errors|Virtual Particle]] | |||
[[Category:Short description with empty Wikidata description|Virtual Particle]] | |||
[[Category:Sidebars with styles needing conversion|Virtual Particle]] | |||
[[Category:Template documentation pages|Documentation/doc]] | |||
[[Category:Vigyan Ready]] | |||
Latest revision as of 21:49, 18 December 2023
एक आभासी कण एक सैद्धांतिक क्षणिक कण है, जो एक साधारण कण की कुछ विशेषताओं को प्रदर्शित करता है, जबकि इसका अस्तित्व अनिश्चितता सिद्धांत द्वारा सीमित होता है। आभासी कणों की अवधारणा क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत के क्षोभ सिद्धांत में उत्पन्न होती है, जहां सामान्य कणों के बीच की वार्तालाप को आभासी कणों के आदान-प्रदान के संदर्भ में वर्णित किया जाता है। इसी प्रकार आभासी कणों से जुड़ी एक प्रक्रिया को एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जिसे फेनमैन आरेख के रूप में जाना जाता है, जिसमें आभासी कणों को आंतरिक रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है।[1][2]
आभासी कणों का आवश्यक रूप से द्रव्यमान संबंधित वास्तविक कण के सामान्य होना जरूरी नहीं है, चूंकि वे निरंतर ऊर्जा और गति को संरक्षित करते हैं। इसकी विशेषताएँ साधारण कणों के जितने निकट होती हैं, आभासी कण उतने ही लंबे समय तक उपस्थित रहते हैं। वे कण बिखरने और कासिमिर बलों सहित कई प्रक्रियाओं के भौतिकी में महत्वपूर्ण हैं। क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में, दो आवेशों के बीच विद्युत चुम्बकीय प्रतिकर्षण या इसके अतिरिक्त आकर्षण जैसे बलों को आवेशों के बीच आभासी फोटॉनों के आदान-प्रदान के कारण माना जा सकता है। इसी प्रकार आभासी फोटॉन विद्युत चुंबकत्व के लिए विनिमय कण हैं।
यह शब्द सामान्यतः ढीला और अस्पष्ट रूप से परिभाषित है, जिसमें यह इस दृष्टिकोण को संदर्भित करता है कि दुनिया वास्तविक कणों से बनी है। वास्तविक कणों को अंतर्निहित क्वांटम क्षेत्रों के उत्तेजना के रूप में उत्तम समझा जाता है। आभासी कण भी अंतर्निहित क्षेत्रों के उत्तेजना हैं, लेकिन इस अर्थ में अस्थायी हैं कि वे वार्तालाप की गणना में प्रकट होते हैं, लेकिन कभी भी एसिम्प्टोटिक स्टेट्स या स्कैटरिंग मैट्रिक्स के सूचकांक के रूप में नहीं होते हैं। इसी प्रकार गणना में आभासी कणों की उपयुक्ता और उपयोग दृढ़ता से स्थापित है, लेकिन जैसा कि प्रयोगों में उनका पता नहीं लगाया जा सकता है। इसके अतिरिक्त यह तय करना कि उनका उपयुक्त वर्णन कैसे किया जाए, यह वार्तालाप का विषय है।[3] चूंकि यह व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, वे किसी भी प्रकार से क्यूएफटी की एक आवश्यक विशेषता नहीं हैं, अपितु गणितीय उपयुक्ताएं हैं - जैसा कि लैटिस क्षेत्र सिद्धांत द्वारा प्रदर्शित किया गया है, जो की पूरे प्रकार से अवधारणा को उपयोग करने से बचता है।
गुण
आभासी कणों की अवधारणा क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत के क्षोभ सिद्धांत (क्वांटम यांत्रिकी) में उत्पन्न होती है, एक अनुमान योजना जिसमें वास्तविक कणों के बीच वार्तालाप (संक्षेप में, बलों) की गणना आभासी कणों के आदान-प्रदान के संदर्भ में की जाती है। इस प्रकार की गणना अधिकांशतः फेनमैन आरेख के रूप में ज्ञात योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व का उपयोग करके की जाती है, जिसमें आभासी कण आंतरिक रेखाओं के रूप में दिखाई देते हैं। चार-गति के साथ एक आभासी कण के आदान-प्रदान के संदर्भ में वार्तालाप को q व्यक्त करके, जहाँ पे q अन्योन्यक्रिया शीर्ष् में प्रवेश करने और छोड़ने वाले कणों के चार-मोमेंट के बीच अंतर द्वारा दिया जाता है। फेनमैन आरेख के अंतःक्रियात्मक शिखर पर गति और ऊर्जा दोनों संरक्षित होते हैं।[4]: 119
एक आभासी कण m2c4 = E2 − p2c2 ऊर्जा-गति संबंध का सही-सही पालन नहीं करता है। इसकी गतिज ऊर्जा का वेग से सामान्य संबंध नहीं हो सकता है। इसके अतिरक्त यह नकारात्मक हो सकता है।[5]: 110 यह ऑन शेल और ऑफ शेल वाक्यांश द्वारा व्यक्त किया गया है।[4]: 119 इसी प्रकार एक आभासी कण के अस्तित्व में आने की सं भावना आयाम लंबी दूरी और समय पर विनाशकारी हस्तक्षेप से रद्द हो जाता है। एक परिणाम के रूप