5.4: قوت اور میدان

ہوم ／ باب:5 خردبینی ذرّات

توانائی کے ریشوں کی نظریہ میں قوت کوئی نامعلوم ہاتھ نہیں اور میدان مادّے سے باہر کوئی محض تصور نہیں۔ قوت وہ خالص بہاؤ اور ازسرنو ترتیب دینے کا دباؤ ہے جو ساخت والے اجسام مسلسل تازہ ہونے والی تناؤ کی نقشہ پر محسوس کرتے ہیں۔ میدان یہی نقشہ ہے یعنی توانائی کے سمندر میں تناؤ کی تقسیم اور سمتوں کی بُنت۔ توانائی کے ریشے مادّہ اور ساخت فراہم کرتے ہیں اور توانائی کا سمندر ترسیل اور رہنمائی مہیا کرتا ہے۔ دونوں مل کر قوت اور میدان کی تمام صورتیں ظاہر کرتے ہیں۔ خرد پیمانے پر الیکٹران کی صورت میں برقی میدان قریب کے سمتی بُنت کا فضائی پھیلاؤ ہے اور مقناطیسی میدان حلقہ دار پٹیاں ہیں جو اس بُنت کے حرکت یا چکر سے کناروں کی طرف کھنچنے پر بنتی ہیں۔ ثقلی اثر وہ ہم سمتی تناؤ کا جغرافیہ ہے جو چکر پر اوسط لینے کے بعد سامنے آتا ہے۔ کمزور اور مضبوط تعامل دوبارہ جوڑنے والی نہروں اور باندھنے والی پٹیوں کی جیومیٹری اور تناؤ کے طریقہ کار سے جنم لیتے ہیں۔

I. بنیادی تعریفیں: چار جملے جو مفہوم قائم کریں

• میدان توانائی کے سمندر کی حالت کی نقشہ ہے جس میں دو حصے ہوتے ہیں — تناؤ کی مقدار اور لہریں — اور توانائی کے ریشوں کی سمت اور گردش کی بُنت۔
• میدان کی لکیریں حقیقی لکیریں نہیں ہوتیں بلکہ آسان ترین گزرگاہ کی روانی والے راستے ہوتے ہیں جو کم مزاحمت والی جگہوں کی نشاندہی کرتے ہیں۔
• قوت نقشہ پر خالص بہاؤ اور ازسرنو ترتیب کی لاگت ہے۔ اس میں نقشہ کے ساتھ بہہ جانا بھی شامل ہے اور وہ قیمت بھی جس سے نقشہ اس طرح لکھا جائے کہ گزر ممکن ہو سکے۔
• پوٹینشل وہ فرق ہے جو کسی تناؤ زدہ خطے میں داخلے یا اخراج کے وقت دیکھ بھال کی لاگت میں پیدا ہوتا ہے۔ داخل ہوتے وقت زائد تناؤ دینا پڑتا ہے اور نکلتے وقت اتنا ہی تناؤ واپس ملتا ہے۔ یہی تناؤی پوٹینشل کا فرق ہے۔

II. میدان کیسے بنتے ہیں اور کیسے تازہ ہوتے ہیں

• مستحکم ذرّات رہنمائی کے کنویں بناتے ہیں۔ ان کی پائیدار کَسش قریبی توانائی کے سمندر کو تناؤ کے گڑھوں یا نرم ڈھلانوں میں کھینچ لاتی ہے۔ وقت کے اوسط پر دوری میدان ہم سمتی رہنمائی کی صورت اختیار کرتا ہے جو ثقلی میدان کی طبیعی اصل ہے۔
• باربردار ساختیں سمت والے خطے بناتی ہیں۔ منبع کے قریب پیچ دار غیر متوازن قطعہ ریشوں کو اندر یا باہر کی طرف چھانٹ کر تناؤ کے بگولے بناتا ہے جن کی فضائی توسیع برقی میدان ہے۔
• چلتے ہوئے سمتی خطے حلقہ دار کَسش پیدا کرتے ہیں۔ جب کوئی خطہ منتقل ہوتا ہے یا اندرونی چکر لیتا ہے تو توانائی کا سمندر راستے کے گرد خود کو حلقہ حلقہ منظم کرتا ہے اور مقناطیسی میدان کی اَلَفی بُنت سامنے آتی ہے۔
• منبع بدلے تو نقشہ تازہ ہوتا ہے۔ نقشہ فوراً نہیں بدلتا بلکہ مقامی ترسیلی حد پر تناؤی لہروں کے پیکٹ خطہ بہ خطہ آگے بڑھتے ہیں اور سببی تسلسل برقرار رہتا ہے۔

تصوری طور پر اسے تناؤ کی جغرافیہ سمجھیں۔ ایک جگہ مٹی کا ڈھیر لگے تو رہنمائی کا کنواں بنتا ہے جو ثقلی اثر ہے۔ گھاس کو ایک سمت میں سیدھا کیا جائے تو سمتی خطہ بنتا ہے جو برقی میدان ہے۔ دوڑ کے ٹریک پر چکر لگیں تو گردشی ہوائیں بنیں گی جو مقناطیسی میدان کی مانند ہیں۔ تبدیلیاں منبع سے شروع ہوتی ہیں اور مقامی حد رفتار کے مطابق باہر کو پھیلتی ہیں۔

III. نقشہ پر چار معروف تعاملات کی جگہ

• ثقلی اثر — تناؤ کے کنویں اور طویل ڈھلانیں۔ ہر پائیدار ساخت قریبی توانائی کے سمندر کو کھینچ کر گڑھے اور ڈھلانیں بناتی ہے۔ ساخت والے اجسام اترائی میں کم محنت کرتے ہیں اور چڑھائی میں زیادہ، اس لئے خالص بہاؤ اندر کی طرف بنتا ہے۔ روشنی اور ذرّات کے راستوں کی مڑت اس لئے ہے کہ وہ نسبتاً آسان راستہ چنتے ہیں۔ مساواتِ اثر کا اصول واضح ہو جاتا ہے کیونکہ سب ایک ہی نقشہ پڑھتے ہیں اور اسی نرم ڈھلان پر یکساں طور پر گرتے ہیں۔ بڑے پیمانے پر کم عمر ساختوں کے بے شمار مجموعی اثر سے تناؤ پر مبنی شماریاتی ثقلیت نمودار ہوتی ہے۔
• برقی قوت — سمت دار قطبیت اور مزاحمت کا فرق۔ باربردار ساخت اطراف کے ریشوں کو قطبی بناتی ہے اور آگے پیچھے گزر میں فرق لاتی ہے۔ سمت کی موافقت ہو تو راستہ ہموار اور کشش ظاہر ہوتی ہے۔ سمت الٹ ہو تو راستہ کھردرا اور دفع ظاہر ہوتی ہے۔ میدان کی روایتی لکیریں دراصل ترتیب دیے ہوئے ریشوں کے گچھے ہوتے ہیں۔ موصل اجسام آسانی سے پردہ ڈال دیتے ہیں کیونکہ اندرونی سمتیں ازسرنو ترتیب پا کر بیرونی جھکاؤ کو ختم کر دیتی ہیں۔ عازل اجسام میں یہ عمل سست ہوتا ہے اس لئے ان کے لئے پردہ مشکل ہے۔
• مقناطیسی قوت — کَسش کی پٹیاں اور جانب داری۔ جب سمتی خطہ کھینچا جاتا ہے تو توانائی کا سمندر کھینچ کی سمت کے گرد حلقہ بند پٹیاں بنا دیتا ہے۔ کوئی ساخت والا جسم جب ان پٹیوں کو کاٹتا ہے تو بائیں اور دائیں کے گزر میں فرق محسوس کر کے کنارے کو سرک جاتا ہے۔ کوائل اس لئے مضبوط مقناطیس بنتی ہیں کہ کئی برقی ریشے منظم ہو کر پٹیوں میں جمع ہو جاتے ہیں۔ فرومقناطیسی مادّے زور سے کھنچتے ہیں کیونکہ چھوٹے چھوٹے سمتی خطے یکساں رُخ میں بندھ جاتے ہیں، کُل مزاحمت گھٹتی ہے اور پٹی کے اندر جانا سب سے آسان راستہ بن جاتا ہے۔ دائیں ہاتھ کا قاعدہ پٹی کے رخ اور قوت کے رخ میں ربط بتاتا ہے۔
• کمزور اور مضبوط تعامل — دوبارہ جوڑنے کی نہریں اور باندھنے کی پٹیاں۔ کمزور تعامل قریبی فاصلے کی نہروں سے جڑا ہے جن میں ہاتھیت کی ترجیح اور محدود گزر گاہیں ہوتی ہیں۔ مضبوط تعامل کثیر ریشوں والی باندھنے کی پٹیوں سے وابستہ ہے جو کواک کو باندھے رکھتی ہیں۔ الگ کھینچنے پر دیکھ بھال کی قیمت بڑھتی ہے۔ توانائی کے سمندر کے لئے یہ سستا ہوتا ہے کہ نیا ریشہ کھینچ کر درمیان میں جوڑا ابھار دے، یوں منظر بنتا ہے کہ کھینچا اور نیا جوڑا پیدا ہوا۔

یہ چاروں تعاملات الگ الگ میدانوں کی محتاج نہیں۔ سب ایک ہی حقیقت سے ابھرتے ہیں یعنی توانائی کے سمندر کے تناؤ اور ریشوں کی تنظیم سے۔ فرق صرف جیومیٹری، سمت اور حرکیات کی کھڑکیوں کا ہے جن سے ہم انہیں دیکھتے ہیں۔

IV. قوت کا خرد ماخذ: چار چھوٹی مگر واضح حرکات

جب آپ میدان میں قوت محسوس کرتے ہیں تو چند خُرد واقعات ساتھ ساتھ ہوتے ہیں۔ اول، توانائی کا سمندر ممکن راستوں میں سے کم مزاحمت والی راہ چن لیتا ہے اور سمت طے ہو جاتی ہے۔ دوم، اگر آپ آسان راہ سے ہٹیں تو سمندر قریب کے ریشوں اور سمتوں کو کھینچ کر آپ کو بہتر پٹری پر واپس لاتا ہے۔ سوم، کتراؤ زیادہ ہو تو ریشے ٹوٹ کر دوبارہ جڑتے ہیں تاکہ رکاوٹ سے بچا جا سکے اور آپ کو وقفہ وقفہ سے دھکا یا کھینچاؤ محسوس ہوتا ہے۔ چہارم، نقشہ کی تازہ کاری تناؤی لہروں کے پیکٹ بن کر آگے بڑھتی ہے اور یہ پیغام اگلے ٹکڑے تک پہنچاتی ہے کہ یہاں سے گزر آسان ہے، اس طرح سمت اور رفتار نرم طرزی سے بدلتی ہیں۔

V. جمعی تاثر اور غیر خطی رویہ — کہاں خطی انداز چلتا ہے اور کہاں ٹوٹتا ہے

جب لہریں چھوٹی ہوں، سمت کمزور ہو اور نظام اشباع سے دور ہو تو کثیر منبع نقشے تقریباً خطی طریقے سے جمع کیے جا سکتے ہیں اور چند چھوٹے ٹیلے مل کر بھی مرکزی راستہ واضح رکھتے ہیں۔ تاہم جب لہریں بڑی ہوں، سمت اشباع کے قریب پہنچے یا حلقہ دار پٹیاں ایک دوسرے کو دھکیلنے لگیں تو توانائی کا سمندر لامتناہی لچک کی طرح برتاؤ نہیں کرتا اور خطی جمع ٹوٹ جاتی ہے۔ عام نشان یہ ہیں کہ مقناطیسی اشباع نمودار ہو، رہنمائی والے خطے میں شعاعیں سختی سے سمٹیں اور طاقتور برقی میدانوں میں پردہ دار تہیں پھول جائیں۔ ایسی حالت میں الگ الگ منبع جمع کرنے کے بجائے پوری نقشہ کی ازسرنو ترتیب بیان کرنا لازم ہوتا ہے۔

VI. رفتار کی حدیں اور قریب دور ہم آہنگی — سببیت اور ہم زمانی ساتھ ساتھ

نقشہ کی تجدید مقامی ترسیلی حد سے بندھی ہے۔ توانائی کا سمندر اسی مقامی حد رفتار پر خطہ بہ خطہ تازہ کاری کرتا ہے اور اس سے تیز پیغام رسانی روا نہیں۔ اسی کے ساتھ گنجان جڑے ہوئے جال کے خطے جیومیٹری اور قیود بانٹتے ہیں۔ جب سرحدی حالات یا منبع بدلے تو بہت سے خطے ایک ہی منطق کے تحت تقریباً بیک وقت جواب دیتے ہیں۔ یہ منظر دوری ہم زمانی معلوم ہوتا ہے مگر حقیقت میں مشترکہ شرائط ایک ساتھ پوری ہوتی ہیں، حد سے بڑھی ہوئی پیغام رسانی نہیں۔ یوں سببیت اور ہم زمانی ایک ساتھ قائم رہتی ہیں۔

VII. کام اور توانائی کا حساب — قوت کچھ نہیں سے کام پیدا نہیں کرتی

ڈھلان پر اترنے سے نقشہ میں جمع تناؤ آپ کی حرکی توانائی میں بدلتا ہے۔ چڑھنے سے آپ کا کیا ہوا کام دوبارہ تناؤی پوٹینشل کی صورت جمع ہو جاتا ہے۔ برقی میدان میں تیزی، مقناطیسی میدان میں رہنمائی اور کمزور مضبوط تعامل میں نہروں کا کھلنا اور بند ہونا سب ایک ہی کھاتے میں چلتا ہے۔ اشعاعی دباؤ اور پیچھے کی جانب جھٹکا بھی نقشہ کی ازسرنو ترتیب کے طور پر سمجھے جاتے ہیں۔ جب آپ تناؤی لہروں کے پیکٹ بھیجتے ہیں تو توانائی کا سمندر راہداری خالی کرتا ہے اور بھرائی کی قیمت اٹھاتا ہے اور آپ کی ساخت مخالف سمت میں مومینٹم حاصل کرتی ہے۔ توانائی اور مومینٹم واضح طور پر ریشوں اور توانائی کے سمندر کے درمیان ردوبدل ہوتے ہیں اور حساب برابر رہتا ہے۔

VIII. ذریعہ اور سرحد — موصل، عازل، دی الیکٹرک اور مقناطیسی مادّوں کی اصل

• موصل — اندرونی سمتیں آسانی سے ازسرنو ترتیب پا لیتی ہیں۔ معمولی جھکاؤ وسیع پھیل جاتا ہے اور پردہ ڈالنا اور مساوی پوٹینشل کی سطحیں طبعی طور پر بن جاتی ہیں۔
• عازل — سمت میں تاخیر پائی جاتی ہے۔ توانائی کے سمندر کو ترتیب بدلنے میں زیادہ وقت اور خرچ درکار ہوتا ہے۔ میدان اندر جانے میں دشوار ہو جاتے ہیں اور توانائی مقامی تناؤ کی صورت میں جمع رہتی ہے۔
• دی الیکٹرک — بیرونی جھکاؤ بہت سے چھوٹے سمتی خطوں کو تناسب سے موڑ دیتا ہے اور قریب کا میدان ہموار ہو جاتا ہے۔ نتیجے میں قطبیت بڑھتی ہے اور دی الیکٹرک مستقل بڑا نظر آتا ہے۔
• مقناطیسی مادّے — ان میں چھوٹے گردشی خطے موجود ہوتے ہیں جو آسانی سے بندھ جاتے ہیں۔ جب وہ بیرونی میدان کے رخ میں آجائیں تو کُل مزاحمت اچانک گرتی ہے، مقناطیسی دائرہ کھلتا ہے اور مضبوط کشش اور زیادہ نفوذیت پیدا ہوتی ہے۔

یہ روزمرہ کی قسمیں تناؤ کی نقشہ پر نئے سرے سے کھینچنے پر بہت صاف سمجھ میں آتی ہیں۔

IX. نقشہ کو ڈیٹا سے کیسے پڑھیں

• تصویری سطح — دیکھیے کسی ایک رخ میں موڑ کی گُچھیاں یا پنکھے اور دھاریوں جیسے نمونے تو ظاہر نہیں۔ یہ رہنمائی کے کنوؤں اور سمتی خطوں کی جیومیٹری نمایاں کرتے ہیں۔
• قطبیت — مقام کا زاویہ راستے کی سمت نما بنتا ہے اور قطبیت کی دھاریاں براہ راست سمت اور گردش کی تصویر کھینچتی ہیں۔
• وقت — پھیلاؤ کی درستی کے بعد مشترکہ زینے اور بازگشت کی لفافے تلاش کیجیے۔ پہلے زور دار پھر بتدریج کمزور اور وقفے بڑھتے ہوئے۔ یہ نقشہ پر دباؤ اور واپسی کی زمانی علامتیں ہیں۔
• طَیف — ازسرنو عمل کے نمایاں اجزا، جذب کا نیلا سرکاؤ اور چوڑے زاویے کی خارج بہاؤ بتاتے ہیں کہ توانائی کناروں کی پٹیوں کے ساتھ پھیل رہی ہے۔ تنگ اور سخت چوٹیاں جو تیزی سے چمکتی ہیں اکثر محوری راستوں سے آتی ہیں۔

ان چار شہادتوں کو باہم ملا کر دیکھیں۔ مجموعہ کسی ایک اشارے سے زیادہ قابلِ اعتبار ہوتا ہے۔

X. خلاصہ یہ کہ

میدان توانائی کے سمندر کی حالت کی نقشہ ہے جس پر تناؤ اور سمت کی تہہ ہے اور قوت اسی خطے پر ساخت کا تجربہ ہے۔ یعنی آسان راستے کے ساتھ بہنا اور مزاحمت پر قابو پانے کی قیمت ادا کرنا۔ ثقلی اثر تناؤ کے کنوؤں اور طویل ڈھلانوں سے جنم لیتا ہے۔ برقی قوتیں سمت دار قطبیت سے آتی ہیں۔ مقناطیسی قوتیں حلقہ دار کَسش کی پٹیوں سے ظاہر ہوتی ہیں۔ کمزور اور مضبوط تعامل دوبارہ جوڑنے والی نہروں اور باندھنے والی پٹیوں سے نمودار ہوتے ہیں۔ نقشہ کی تبدیلیاں مقامی حد رفتار کے مطابق پھیلتی ہیں اس لئے سببیت برقرار رہتی ہے۔ جال میں مشترکہ قیود دور رہ کر بھی تقریباً ہم وقتی جواب ممکن بناتی ہیں اور حد سے بڑھی ہوئی اشارہ رسانی درکار نہیں۔ خطی جمع چھوٹی لہروں کی تقریبی تصویر ہے اور طاقتور میدانوں میں غیر خطی رویہ غالب آتا ہے۔ توانائی اور مومینٹم ریشوں اور توانائی کے سمندر کے درمیان آ جا کر منتقل ہوتے ہیں اور کام کچھ نہیں سے پیدا نہیں ہوتا۔ اس زاویے سے قوت اور میدان پہلے کی طرح ایک ہی جڑ رکھتے ہیں۔ خصوصیات پہلے سے عطا نہیں ہوتیں بلکہ ساخت سے اُبھرتی ہیں اور نقشہ پہلے سے دیا ہوا نہیں بلکہ تمام ساختیں مل کر ہر دم لکھتی اور تازہ کرتی ہیں۔