3.11 ابتدائی نیوکلیو سنتھیسس میں لیتھیئم-7 کی معما: تناؤی پیمانہ بندی اور پس منظر کے شور کے انجکشن سے دوہری درستی

ہوم ／ باب3: کثیفہ پیمانے پر کائنات

اصطلاحات

اس حصے میں “لیتھیئم-7 کی کم مقدار” کو ریشہ–بحرِ توانائی–تناؤ کی تصویر میں رکھا جاتا ہے: کائنات کے ابتدائی دور میں عمومی غیر مستحکم ذرات (GUP) اتنی دیر تک موجود رہے کہ انہوں نے احصائی تناؤی کششِ ثقل (STG) کا پس منظر تشکیل دیا؛ اور جب یہ ذرات تحلیل یا فنا ہوئے تو انہوں نے کمزور موجی پیکٹ داخل کیے جو تناؤی مقامی شور (TBN) کی صورت ظاہر ہوئے۔ آئندہ ہم صرف انہی مکمل اردو ناموں—“عمومی غیر مستحکم ذرات”، “احصائی تناؤی کششِ ثقل” اور “تناؤی مقامی شور”—کا استعمال کریں گے۔

I. مظہر اور تعطل

1. مشاہداتی خلا
   قدیم اور کم دھاتوں والی نجوم کی فضاؤں (اسپائٹ پلیٹو) میں ماپی گئی لیتھیئم-7 کی فراوانی، ابتدائی نیوکلیو سنتھیسس کے معیاری حساب سے کم ملتی ہے؛ کمی اکثر ایک پوری اسکیل تک پہنچتی ہے اور اس کی مقدار نمونوں اور اصلاحی طریقوں کے ساتھ بدلتی ہے۔
2. “باقی سب درست”
   جب کاسمولوجی کی وہی قدریں اور جوہری ردِ عمل کی رفتاریں لی جائیں تو ہیلیم-4 کا کسرِ کمیت اور ڈیوٹیریئم/ہائیڈروجن کا تناسب عام طور پر مشاہدات سے میل کھاتا ہے؛ لہٰذا صرف لیتھیئم-7 کو “الگ سے ٹھیک” کرنا دشوار ہو جاتا ہے۔
3. تین بڑی بے راہ رویاں
   • نجمی کمی کا مفروضہ: “وسیع پیمانے اور تقریباً یکساں” کمی کی توضیح درکار ہے، ساتھ ہی لیتھیئم-6/لوہے جیسے اشاریوں سے ہم آہنگی برقرار رہے—یہ مطالبہ سخت ہے۔
   • جوہری رفتاروں کی تحدیث: کلیدی مؤثر مقاطع کی باریک درستی کے باوجود صرف لیتھیئم-7 کو مشاہداتی بَینڈ میں لانا مشکل رہتا ہے۔
   • ابتدائی دور میں نئی طبیعیات کا انجکشن: بیریلیم-7 کو ذرّات کے زوال/فنا سے توڑنا عموماً پیداوار کے سپیکٹرم، فراوانی اور عمر کی باریک ٹیوننگ مانگتا ہے، اور ساتھ ہی ڈیوٹیریئم اور کونی مائیکروویو پس منظر (CMB) کو بگاڑے بغیر ہونا چاہیے۔

II. میکانکی تعبیر (دوہری درستی: تناؤی پیمانہ بندی + پس منظر کے شور کا انجکشن)

1. تناؤی پیمانہ بندی: “ساعتوں اور دریچوں کی چوڑائی” کی نرم دوبارہ درستی
   • مرکزی خیال: ابتدائی کائنات ایک گھنی بحرِ توانائی تھی۔ تناؤ کی سطح “مائیکروسکوپک ردِ عمل کی ساعت” اور “ساعتِ تبرید” کے باہمی ردھم کو ہلکے سے از سرِ نو مرتب کرتی ہے—یعنی وقت کے محور میں معمولی، یکساں کھنچاؤ یا سُکڑ—بغیر اس کے کہ ردِ عمل کی مساواتیں یا بُعد کے بغیر مستقلہ بدلیں۔
   • عملی دریچے (دو اہم ادوار):
     1. سیکنڈ اسکیل پر n/p کا منجمد ہونا: ہیلیم-4 کی بُنیاد کو مستحکم رکھنے کے لیے صرف نہایت معمولی تبدیلیاں روا ہیں۔
     2. سینکڑوں تا ہزاروں سیکنڈ (“ڈیوٹیریئم کی رکاوٹ کھلتی ہے → بیریلیم-7 بنتا ہے”): بیریلیم-7 تبرید کی رفتار اور ردِ عمل کے تداخل کے اوقات کے لیے نہایت حساس ہے؛ “اوون آن/آف” کے لمحے میں ہلکی تقدیم یا تاخیر اس کے مؤثر ترین دریچے کو سکیڑ یا سرکا دیتی ہے، جس سے خالص پیداوار گھٹتی ہے۔
   • روزمرہ تمثیل: معیاری نیوکلیو سنتھیسس ایسے ہے جیسے “کیمیائی سوپ” آہستہ آہستہ ٹھنڈا ہو۔ تناؤی پیمانہ بندی گویا کچن ٹائمر کو ذرا سا تیز یا سست کر دینا ہے—نسخہ وہی رہتا ہے مگر بہترین پیش کش کا لمحہ کچھ سرک جاتا ہے۔
2. پس منظر کے شور کا انجکشن: چھچھلا، مختصر اور منتخب “آخری لمس”
   • ماخذ اور ہیئت: گھنے ابتدائی ماحول میں عمومی غیر مستحکم ذرات بار بار پیدا اور غائب ہوتے رہے؛ تحلیل کے وقت انہوں نے چوڑے بینڈ اور کم اتصال کے کمزور موجی پیکٹ بکھیرے۔ اکثر تو فوراً حرارتی توازن پا کر حرارتی تاریخ میں جذب ہو گئے، تاہم کِیفیاتی اعتبار سے کبھی کبھار نہایت کم مگر بروقت خرد انجکشن بھی ممکن ہے۔
   • بیریلیم-7 ہی کیوں ہدف بنتا ہے: جس دور میں بیریلیم-7 غالب ہو، وہاں نیوٹرون کی ذرا سی آمیزش یا نرم فوٹونوں کی باریک پٹّی اسے ترجیحی طور پر توڑ دیتی ہے، جبکہ ڈیوٹیریئم/ہیلیم-4 بمشکل متاثر ہوتے ہیں:
     1. نیوٹرون راستہ: Be-7(n,p)Li-7، پھر Li-7(p,α)He-4؛ نتیجہ خیز اثر لیتھیئم-7 میں کمی ہے۔
     2. نرم فوٹون راستہ: تنگ، کمزور اور مختصر سپیکٹرم جو Be-7/Li-7 کی نسبتاً “نرم جذب دریچوں” پر پڑتا ہے—یوں “بیریلیم ہموار” ہوتا ہے مگر “ڈیوٹیریئم پکتی” نہیں۔
   • حَجم کے سرحدی قیود: شدت اور دورانیہ اتنا کم ہونا چاہیے کہ کونی مائیکروویو پس منظر کے μ/y بگاڑ اور ہلکے عناصر کی قیود سے بہت نیچے رہے؛ اس مداخلت کا کردار صرف منتخب آخری لمس ہے۔
   • روزمرہ تمثیل: سالن تیار ہے؛ آنچ سے اُتارتے ہی نازک تہہ پر ہلکی دستک اضافی ابھار دبا دیتی ہے، بغیر بنیادی ذائقہ بدلے۔
3. ہم آہنگی: پہلے ساعت درست، پھر ہلکا دھکا
   • پہلا قدم: تناؤی پیمانہ بندی بیریلیم-7 کے “دریچے” کو سکیڑ یا سرکا کر بُنیادی پیداوار گھٹا دیتی ہے۔
   • دوسرا قدم: تناؤی مقامی شور قریب کے وقفے میں نہایت لطیف اور عین درست آخری لمس دیتا ہے، جس سے باقی ماندہ بیریلیم-7 مزید کم ہوتا ہے۔
   • مشترکہ نتیجہ: لیتھیئم-7 مشاہداتی بَینڈ میں آ جاتا ہے جبکہ ڈیوٹیریئم اور ہیلیم-4 اپنی کامیاب حدود میں قائم رہتے ہیں۔

III. معیارات اور حدود (جو درست ہے اسے قائم رکھنا)

• ہیلیم-4 کی قید
  سیکنڈ اسکیل کی تبدیلیوں پر سخت بالائی حد ہے تاکہ Yp کی پائیداری برقرار رہے۔
• ڈیوٹیریئم کی قید
  پس منظر کے شور کے انجکشن کا وقت، سپیکٹرم اور شدت ایسے ہوں کہ ڈیوٹیریئم کو توڑنے والی حدوں سے بچا جا سکے۔
• کونی مائیکروویو پس منظر کا سپیکٹرم
  اجازت یافتہ انجکشن اسکیل موجودہ μ/y حدود سے خاصا نیچے رہنا چاہیے؛ متوقع دستخط نہایت کمزور اور تقریباً غیر ممیز ہوگی۔
• اضافی ہم جا تفاعلات
  Li-6/Li-7 کے تناسب اور He-3 میں معمولی انحرافات پر نگاہ رکھی جائے؛ اگر ظاہر ہوں تو ان کی مقدار “لطیف آخری لمس” کے مطابق ہو، کسی وسیع باز تحریر کے نہیں۔
• کاسمولوجی کے ساتھ موافقت
  نہ بُعد کے بغیر مستقلات بدلیں نہ تعاملات کی اقسام؛ تناؤی پیمانہ بندی محض زمانی پیمائشِ نسبتی کی باریک ری ٹیوننگ ہے۔

IV. قابلِ آزمائش پیش گوئیاں اور جانچ کی راہیں

• کونی مائیکروویو پس منظر میں تقریباً صفر خرد بگاڑ
  آئندہ کی زیادہ حساس طیفی مہمات μ/y حدود مزید سخت کریں گی؛ یہاں متوقع اشارہ موجودہ حدوں سے کم—صفر کے قریب، مگر مطلق صفر نہیں—ہوگا۔
• ماحولیاتی فرق کے ساتھ اسپائٹ پلیٹو کے نہایت باریک تفاوت
  اگر تناؤی پیمانہ بندی غالب عامل ہو تو لیتھیئم-7 کے پلیٹو اقدار بڑے پیمانے کی ساختوں (ریشے/گرہیں/خلا) کے درمیان نہایت باریک، نظام وار فرق دکھا سکتی ہیں؛ بڑے شماریاتی نمونوں کی حاجت ہوگی۔
• بیریلیم-7 کے ٹوٹنے کے قرائن
  Li-6/Li-7 اور He-3 میں چھوٹی، ہم رُخ انحرافات ظاہر ہو سکتی ہیں؛ انہیں ستاروں کی اُخروی سطحی عمل کاری سے الگ رکھنا ہوگا۔
• تناؤی مقامی شور کے ساتھ کمزور ہم تغیر
  اگر انجکشن واقعی ہوئے ہوں تو ان کی شماریاتی قوت ابتدائی سرگرمی کی سطح کے ساتھ ہلکی مثبت مناسبت دکھائے گی، “منتشر پس منظر کے فرش کی اٹھان” کی تصویر سے ہم آہنگ۔

V. روایتی طریقوں سے نسبت

• “نئے ذرّات کے انجکشن” کا نرم تر روپ
  روایتی بیانیے میں انجکشن کو اصل اثر سمجھا جاتا ہے اور سخت ٹیوننگ درکار ہوتی ہے۔ یہاں اصل بوجھ تناؤی پیمانہ بندی (خرد زمانی ترتیب) اٹھاتی ہے اور انجکشن نہایت کمزور ثانوی اثر بن جاتا ہے—یوں پیداوار کے سپیکٹرم، عمر اور فراوانی پر دباؤ گھٹتا ہے۔
• نجمی کمی کے مفروضے کی تکمیل
  معتدل اور دیرینہ سطحی کمی خارج از امکان نہیں، مگر واحد توضیح بھی لازم نہیں؛ ہو تو وہ “دوہری درستی” کے اوپر ہلکی زیبائش سمجھیں۔
• جوہری رفتاروں کے از سرِ نو جائزے سے موافقت
  ردِ عمل کی رفتاروں کی مسلسل بہتری اہم رہتی ہے۔ تازہ جداول کے ساتھ، تناؤی پیمانہ بندی کے چھوٹے اثرات کو پس منظر کے شور کے لطیف آخری لمس کے ساتھ تسلیم کرنا کافی ہے کہ لیتھیئم-7 کی “ہٹ دھرم زیادتی” دب جائے۔

VI. تشبیہ (روزمرہ فہم)

اوون کے ٹائمر کو ذرا سا موڑیں + اُبھری ہوئی چوٹی نرمی سے بٹھا دیں
تناؤی پیمانہ بندی مثالی اُبھار کے مرحلے کو کچھ ہٹا دیتی ہے؛ تناؤی مقامی شور پیش کرنے سے ذرا پہلے کا ہلکا لمس ہے جو حد سے بڑھی ہوئی چوٹ کو ہموار کر دیتا ہے۔ “کیک” خود (ہیلیم-4 اور ڈیوٹیریئم) وہی رہتا ہے؛ صرف لیتھیئم-7 کی زائد چوٹی کم ہو جاتی ہے۔

VII. خلاصہ یہ کہ

• مسئلے کا فریم: لیتھیئم-7 کی معما وقت کے محور اور خرد مداخلت کی شدت میں چھوٹی درستیوں سے سلجھتی ہے، معیاری نیوکلیو سنتھیسس کے اُلٹنے سے نہیں۔
• بنیادی تبدیلی: تناؤی پیمانہ بندی ابتدائی نیوکلیو سنتھیسس کے “آن/آف” لمحوں کو ذرا سا سرکاتی ہے اور بیریلیم-7 کے راستے سے لیتھیئم-7 کو ترجیحاً گھٹاتی ہے۔
• باریک پایہ تکمیل: تناؤی مقامی شور، بہت مختصر زمانی دریچے میں نہایت کم شدت کے ساتھ، بیریلیم-7 کو تراشتا ہے بغیر اس کے کہ ڈیوٹیریئم یا ہیلیم-4 میں خلل پڑے۔
• مکمل ہم آہنگی: دونوں اثرات مل کر معیاری تصویر کی بنیادی کامیابیوں کو برقرار رکھتے ہیں اور ایک قابلِ آزمائش، عینی حل کا راستہ دکھاتے ہیں، جو عمومی غیر مستحکم ذرات، احصائی تناؤی کششِ ثقل اور تناؤی مقامی شور کی حکایت سے ہم رُو ہے۔