ایک الیکٹران کیا ہے؟ ایک الیکٹران کی بڑے پیمانے پر اور چارج

برقیہ - ایک بنیادی ذرہ، معاملے کی ساخت یونٹس ہیں کہ ان لوگوں میں سے ایک. درجہ بندی کے مطابق ایک fermion اور leptons (نصف لازمی سپن، بوتیکشاستری ینریکو فرمی کے نام سے منسوب ساتھ ذرہ) (نصف عددی سپن کے ساتھ ذرات، مضبوط بات چیت میں شرکت نہ کریں، چار طبیعیات میں اہم میں سے ایک ہے). الیکٹران کے Baryon تعداد صفر، کے ساتھ ساتھ دیگر leptons ہے.

کچھ عرصہ پہلے تک یہ خیال کیا گیا تھا کہ الیکٹران - ایک پرائمری، ایک ذرہ کی کوئی ساخت ہے جس میں، لیکن سائنسدانوں نے آج مختلف رائے رکھتے ناقابل تقسیم ہے. جدید طبیعیات کی پریزنٹیشن پر الیکٹران کیا ہے؟

نام کی سرگزشت

یہاں تک کہ قدیم یونان naturalists میں نے محسوس امبر، فر کے ساتھ پہلے سے ملوانا،، چھوٹے اشیاء کو اپنی طرف متوجہ ہے کہ یعنی برقی خصوصیات کے دکھایا. الیکٹران کے نام جو "امبر" کا مطلب یونانی ἤλεκτρον سے موصول ہوئی. اصطلاح 1894 میں جارج. سٹونی تجویز پیش اگرچہ ذرہ 1897 میں J .. Thompson کی طرف سے دریافت کیا گیا تھا. یہ اس کی وجہ سے چھوٹے پیمانے پر اور ہے تلاش کرنے کے لئے مشکل تھا الیکٹران کے انچارج ایک فیصلہ کن تجربے کو تلاش کرنے کے لئے بنا. ذرات کی پہلی تصاویر یہاں تک کہ جدید تجربات میں استعمال کیا جاتا ہے اور ان کے اعزاز میں نام ہے جو ایک خاص کیمرے کے ساتھ چارلس ولسن تھا.

ایک دلچسپ حقیقت ایک الیکٹران کے افتتاح کے لئے پیشگی شرائط میں سے ایک بنجامن فرینکلن کی ایک کہاوت ہے کہ ہے. ایک مادی چیز - 1749 میں انہوں نے پرختیارپنا کہ بجلی تیار. اس میں ان کے کام کو پہلے جیسے مثبت اور منفی الزامات، سندارتر خارج ہونے والے مادہ، بیٹری اور بجلی کے ذرات کی اصطلاحات استعمال کیا گیا ہے. الیکٹران کے مخصوص انچارج پروٹون منفی سمجھا جاتا ہے، اور - مثبت.

الیکٹران کی دریافت

1846 میں، ایک "بجلی کا ایٹم" کا تصور اس کے کاموں میں، جرمن ماہر طبیعیات ولہیم ویبر استعمال کیا گیا تھا. Maykl Faradey اب ہے جس میں، شاید، اسکول میں سب کو اب بھی جانتے اصطلاح "آئن"، دریافت کیا. بجلی نوعیت کے سوال طرح کے جرمن ماہر طبیعیات اور ریاضی داں جولیس Plucker کی، سے Zhan Perren، انگریزی بوتیکشاستری Uilyam Kruks، ارنسٹ ردرفورڈ اور دوسروں کے طور پر بہت سے نامور علماء کرام ملوث.

اس طرح، Dzhozef Tompson کامیابی سے ان کے مشہور تجربہ مکمل کیا اور بہت سے سائنسدانوں اور دریافت ناممکن ہو جائے گا کے میدان کے کام میں، چھوٹا ایک ایٹم سے ایک ذرہ کا وجود ثابت ہوا اس سے پہلے، وہ نہ اس زبردست کام کیا ہے.

1906 ء میں Dzhozef Tompson نوبل انعام حاصل کیا. برقی میدان کے متوازی دھاتی پلیٹیں ذریعے، کیتھوڈ رے بیم منظور کیا گیا: تجربہ حسب ذیل تھا. پھر وہ ایک ہی راستہ کیا ہوتا، لیکن ایک کنڈلی کے نظام میں ایک مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے لئے. تھامسن ایک برقی میدان کے بیم سے deflected جب، اور ایک ہی مقناطیسی کارروائی کے ساتھ منایا جاتا ہے، تاہم بیم ہے کہ وہ ذرہ رفتار پر منحصر ہے جس میں بعض تناسب میں ان خانوں، دونوں کام کیا ہے تو کیتھوڈ رے پرکشیپوکر تبدیل نہیں ملا.

شماروں کے بعد تھامپسن ان ذرات کی رفتار روشنی کی رفتار کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے کہ سیکھا، اور یہ کہ وہ بڑے پیمانے پر ہے کہ اس کا مطلب. طبیعیات کے اس نقطہ نظر سے یقین کرنا کھلی ذرہ معاملہ بعد میں کی طرف سے تصدیق کی کہ ایٹموں میں شامل ہے کہ آئے ہیں ردرفورڈ. انہوں نے کہا کہ یہ "ایٹم کے ایک سیارے ماڈل" کہا جاتا

کوانٹم دنیا کے paradoxes

کم از کم سائنس کی ترقی کے اس مرحلے پر ایک الیکٹران پیچیدہ کافی تشکیل کا سوال. اس پر غور کرنے سے پہلے، آپ کو کوانٹم طبیعیات بھی سائنسدانوں کی وضاحت نہیں کر سکتے ہیں کہ کے paradoxes میں سے ایک سے رابطہ کرنے کی ضرورت ہے. یہ برقیہ کے دوہری نوعیت کی وضاحت، مشہور دو درار تجربہ ہے.

اس کے جوہر یہ ہے کہ "بندوق"، ذرات فائرنگ، عمودی اسکوائر افتتاحی ساتھ قائم فریم سے پہلے. اس کے پیچھے ایک دیوار ہے، جس پر ہٹ کے نشانات کا مشاہدہ کیا جائے گا. لہذا، آپ کو سب سے پہلے کس طرح برتاؤ کرتی معاملے کو سمجھنے کی ضرورت ہے. مشین ٹینس گیندوں شروع کرنے کے لئے کس طرح دیکھنے کے لئے سب سے آسان طریقہ. موتیوں کا حصہ ہول میں گر، اور دیوار کے نتائج کے نشانات ایک بھی عمودی بینڈ میں شامل کیا ہے. ایک اور ایک ہی سوراخ نشانات دو بینڈ بالترتیب بنائیں گے، شامل کرنے کے لئے ایک خاص فاصلے پر ہو.

لہروں کو بھی ایسی صورتحال میں مختلف طریقے سے برتاؤ کرو. دیوار ایک لہر کے ساتھ ایک تصادم کے نشانات دکھائے گا تو، ایک افتتاحی بینڈ کی صورت میں بھی ہو جائے گا. تاہم، چیزوں دو slits کے کی صورت میں تبدیل کر رہے ہیں. لہر نصف میں تقسیم کیا سوراخ، سے گزر رہا ہے. ایک لہر کی چوٹی دوسرے کے سب سے نیچے اترتا ہے، وہ ایک دوسرے کو منسوخ، اور مداخلت پیٹرن (ایک سے زیادہ عمودی ٹیبز) دیوار پر دکھایا جائے گا. لہروں کے تعلق میں جگہ ایک نشان چھوڑ دیں گے، اور جگہوں پر باہمی بجھانے، کوئی وہاں تھا جہاں.

حیرت انگیز دریافت

مندرجہ بالا تجربہ کی مدد سے، سائنسدانوں کو واضح طور پر دنیا کے سامنے کوانٹم اور کلاسیکی طبیعیات کے درمیان فرق کا مظاہرہ کر سکتے ہیں. وہ الیکٹران کی دیوار فائرنگ شروع کر دیا جب، عام طور پر اس پر ایک عمودی نشان میں پایا جاتا ہے: ایک ٹینس گیند کے فرق میں گر کچھ ذرات کو صرف کی طرح، اور کچھ نہیں کرتے. ایک دوسری سوراخ وہاں تھا جب لیکن یہ سب کو تبدیل کر دیا. دیوار پر مداخلت پیٹرن انکشاف! پہلا فزکس الیکٹرانوں کو ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت ہے کہ فیصلہ کیا اور ان کو ایک ایک کرکے دو کرنے کا فیصلہ کیا. تاہم، گھنٹے کے ایک جوڑے (آگے بڑھ الیکٹرانوں کی رفتار اب بھی روشنی کی رفتار سے بہت کم ہے) کے بعد پھر کسی مداخلت کے پیٹرن ظاہر کرنے کے لئے شروع کر دیا.

غیر متوقع موڑ

الیکٹرانک، الیکٹرو ایک ساتھ جیسے photons کی بعض دیگر ذرات کے ساتھ، ایک لہر-ذرہ duality کی (بھی اصطلاح "کوانٹم لہر دویتواد" استعمال کرتا ہے) دکھایا. جیسے بلی Schrödinger کہ زندہ اور مردہ دونوں، الیکٹران ریاست corpuscular اور لہر دونوں ہو سکتا ہے.

تاہم، اس کے استعمال میں اگلے قدم بھی زیادہ اسرار طور پر پیدا کیا ہے: ایک بنیادی ذرہ، سب پتہ لگ رہا ہے، جو ایک ناقابل یقین حیرت پیش کیا. فیزیسسٹ ڈیوائس اٹھانے مقفل کرنے سوراخ میں نصب کرنے کا فیصلہ کرتے ہیں، جس کے ذریعے کاٹ ذرہ ہیں، اور کس طرح وہ لہروں کے طور پر خود اظہار. لیکن جیسے ہی یہ دیوار پر نگرانی کے طریقہ کار میں ڈال دیا گیا تھا کے طور پر دو سوراخ کے مطابق صرف دو بینڈ کوئی وہاں تھے، اور مداخلت کے پیٹرن! جیسے ہی "پیچھا" صاف طور پر، ذرہ لہر خواص ظاہر کرنے کے لئے ایک بار پھر شروع کر دیا کہ وہ جانتا تھا کے طور پر اگر وہ پہلے سے ہی کوئی نہیں دیکھ رہا تھا.

ایک اور نظریہ

بوتیکشاستری پیدا ہوا تجویز پیش ذرہ لفظی ایک لہر میں تبدیل نہیں کرتا. الیکٹرون جو کسی مداخلت کے پیٹرن دیتا ہے کہ احتمال کی لہر "پر مشتمل ہے". ان ذرات کے superposition کی ملکیت ہے، وہ ایک مخصوص امکان میں کہیں بھی ہو سکتا ہے جس کا مطلب ہے، اور اس وجہ سے وہ اس طرح ایک "لہر" کے ہمراہ جا سکتا ہے.

بہر حال، نتیجہ واضح ہے: مبصر کی محض موجودگی تجربہ کے نتائج پر اثر انداز. یہ ناقابل یقین لگتا ہے، لیکن یہ اپنی نوعیت کا واحد مثال نہیں ہے. فزکس تجربات، ماں کے ایک بڑے حصے پر کئے طبقہ کے اعتراض پتلا ایلومینیم ورق تھا ایک بار تھے. سائنسدانوں نے کچھ پیمائش کے صرف حقیقت یہ اعتراض کا درجہ حرارت کو متاثر کرنے والے کا ذکر کیا ہے. وہ اس بات کی وضاحت ان مظاہر کی نوعیت فوج میں ابھی تک نہیں ہے.

ساخت

مگر الیکٹران کیا کی جاسکتی ہے؟ اس مرحلے پر، جدید سائنس اس سوال کا جواب نہیں دے سکتے. کچھ عرصہ پہلے تک یہ ناقابل تقسیم بنیادی ذرات سمجھا جاتا تھا، لیکن اب سائنس دانوں کو یہ بھی چھوٹے ڈھانچے پر مشتمل ہے کہ یقین کرنے کے لئے مائل ہیں.

الیکٹران کے مخصوص انچارج بھی ایک بنیادی تصور کیا جاتا ہے، لیکن اب جزوی چارج کے ساتھ کھلے کو Quarks ہو رہا ہے. ایک الیکٹران کی تشکیل کرنے کے لئے کے طور پر کئی نظریات ہیں.

آج ہم جو سائنسدانوں الیکٹران کو تقسیم کرنے کے قابل تھے جس مضمون کو دیکھنے کے کر سکتے ہیں. تاہم، یہ صرف جزوی طور پر درست ہے.

نئے تجربات

گزشتہ صدی کی اسی کی دہائی میں واپس سوویت سائنسدانوں الیکٹران تین quasiparticles میں تقسیم کیا جا سکتا ہے کہ فرض کیا گیا ہے. 1996 میں انہوں نے spinon حولون، اور حال ہی میں بوتیکشاستری وین ڈین دہانے میں تقسیم کرنے میں کامیاب رہے اور ان کی ٹیم ذرہ spinon اور orbiton میں تقسیم کیا گیا تھا. تاہم، تیز صرف مخصوص حالات میں حاصل کرنے کے لئے ممکن ہے. تجربہ انتہائی کم درجہ حرارت کے حالات کے تحت کیا جا سکتا ہے.

جب الیکٹرون بارے -275 ڈگری سینٹی گریڈ ہے جو مطلق صفر، کے لئے "ٹھنڈا" ہیں، وہ تقریبا رکیں اور ان کے درمیان فارم معاملہ کی ایک قسم کی ایک بھی ذرہ میں ضم ہو. ایسے حالات میں، اور طبیعیات quasiparticles مشاہدہ کر سکتے ہیں، جن میں سے ایک الیکٹران "ہے".

کیریئرز معلومات

برقیہ رداس یہ ^2،81794 کے برابر ہے، بہت چھوٹا ^ہے. 10 ^-13 سینٹی میٹر، لیکن یہ اس کے اجزاء ایک بہت چھوٹے سائز ہے کہ باہر کر دیتا ہے. تین حصوں جس میں کے لئے "تقسیم" الیکٹران میں کامیاب میں سے ہر ایک کو اس کے بارے میں معلومات کی جاتی ہیں. Orbiton، نام کا مطلب کے طور پر، یہ مداری لہر ذرہ پر ڈیٹا پر مشتمل ہے. الیکٹران کے سپن کے لئے ذمہ دار Spinon، حولون انچارج کے بارے میں ہمیں بتاتا ہے. اس طرح، طبیعیات علیحدہ سے ایک پختہ ٹھنڈا مواد میں الیکٹرانوں کی مختلف ریاستوں کا مشاہدہ کر سکتے ہیں. وہ "حولون-spinon" اور "spinon-orbiton" کے ایک جوڑے کو ٹریس کرنے کے لئے منظم، لیکن ایک دوسرے کے ساتھ نہیں تینوں.

نئی ٹیکنالوجی

الیکٹران دریافت کرنے والے ماہر طبیعیات تک ان کی دریافت پریکٹس میں لاگو کیا گیا ہے اس سے پہلے کئی عشروں تک انتظار کرنا پڑا. ایک واحد پرت میں کاربن ایٹم پر مشتمل حیرت انگیز مواد - آج کل ٹیکنالوجیز کئی سال میں استعمال کے تلاش، یہ graphene کے یاد کرنے کے لئے کافی ہے. الیکٹران کے بنٹوارے مددگار ثابت ہو گی؟ سائنسدانوں کی پیش گوئی ہے کہ کی تخلیق ایک کوانٹم کمپیوٹر، ان کے مطابق، جس کی رفتار، آج کی سب سے طاقتور کمپیوٹرز کی اس سے اوقات کی چند دسیوں بڑے.

کوانٹم کمپیوٹر ٹیکنالوجی کا راز کیا ہے؟ یہ ایک سادہ اصلاح کے کہا جا سکتا ہے. روایتی کمپیوٹر میں معلومات کی کم از کم ناقابل تقسیم حصہ - تھوڑا سا. اور ہم گاڑی صرف دو اختیارات کے لئے بصری کچھ، کچھ کے ساتھ کے اعداد و شمار پر غور کریں تو. بٹ یا تو صفر یا ایک پر مشتمل ہو سکتا ہے کہ ایک بائنری کوڈ کا حصہ ہے.

نیا طریقہ

اب موجود تھوڑا سا اور صفر، اور یونٹ میں کہ تصور کرتے ہیں - ایک "کوانٹم بٹ کی" یا "مکعب". سادہ متغیر کا کردار الیکٹران کے سپن کھیلے گی (یہ گھڑی یا ضد یا تو باری باری دکھائے گا کر سکتے ہیں). برعکس سادہ سا مکعب بیک وقت کئی کام انجام ہو سکتا ہے، اور اس اضافہ کی وجہ سے رفتار، کم الیکٹران بڑے پیمانے پر اور انچارج واقع ہو گا یہاں اہم نہیں ہیں.

اس بھولبلییا کی مثال سے سمجھایا جا سکتا ہے. اس سے باہر حاصل کرنے کے لئے، آپ کو صرف ایک ہی درست ہو جائے گا جس سے مختلف اختیارات میں سے ایک بہت کچھ کرنے کی کوشش کرنے کی ضرورت ہے. روایتی کمپیوٹر بھی تیزی مسائل حل کرتی ہے، ابھی تک ایک وقت میں صرف ایک مسئلہ پر کام کر سکتا ہے. انہوں نے ایک نالی پر تمام اختیارات enumerates، اور آخر میں باہر نکلنے کا راستہ مل جاتا ہے. کوانٹم کمپیوٹر، ثنویت kyubita کی بدولت ہی وقت میں بہت سے مسائل کو حل کر سکتے ہیں. انہوں نے کہا کہ تمام اختیارات آن لائن نہیں ہیں کا جائزہ لیں گے، اور وقت میں ایک لمحے میں، اور بھی مسئلہ کو حل. مشکل اب تک صرف میں ہے کوانٹم اعتراض پر کام کی ایک بہت کچھ حاصل کرنے کے لئے ہے - اس کمپیوٹر کی ایک نئی نسل کے لئے بنیاد ہو جائے گا.

درخواست

زیادہ تر لوگوں کو گھریلو سطح پر ایک کمپیوٹر استعمال کرتے ہیں. اب تک اس شاندار کام اور روایتی پی سی کے ساتھ، لیکن مخصوص واقعات ہزاروں، ہو سکتا ہے متغیرات میں سینکڑوں ہزاروں کی پیشن گوئی کرنے، مشین کو صرف بہت بڑا ہونا ضروری ہے. کوانٹم کمپیوٹر کے طور پر آسانی سے اس طرح کی چیزوں کے ساتھ موسم کی پیشن گوئی کے طور پر ایک ماہ کے لئے، تباہی کے علاج اور اس کی پیشن گوئی کے اعداد و شمار نمٹنے کے، اور بھی چند ایٹموں کی ایک پروسیسر کے ساتھ ایک دوسرا، سب کا ایک حصہ کے لئے ایک سے زیادہ متغیر کے ساتھ پیچیدہ ریاضیاتی سنگننا انجام دیں گے. لہذا یہ ممکن ہے، ہمارے سب سے زیادہ طاقتور کمپیوٹر کاغذ پتلی ہیں بہت جلد.

صحت مند رہنے

کوانٹم کمپیوٹر ٹیکنالوجی کی دوا کے لئے ایک بہت بڑا شراکت بنا دے گی. ایک کمپیوٹر کے علاوہ دیگر تمام آپریشنوں کو انجام دے سکتے "دماغ" کے ساتھ چھوٹے روبوٹس: بنی نوع انسان کو ان کی مدد کے ساتھ، یہ سرجری کے بغیر طبی دیکھ بھال فراہم کرنے کے لئے نہ صرف بس کے اندر سے پورے جسم کو دیکھ کر مرض کی تشخیص کرنے کے لئے ممکن ہو جائے گا، بلکہ، مضبوط صلاحیت کے ساتھ nanomachinery پیدا کرنے کے قابل ہو جائے گا.

کمپیوٹر گیمز کے میدان میں ناگزیر انقلاب. فوری طور پر مسئلے کو حل کر سکتے ہیں کہ طاقتور مشینوں، ناقابل یقین حد تک حقیقت پسندانہ گرافکس کے ساتھ کھیل کھیلنے کے لئے قابل ہو جائے گا، یہ پہلے سے ہی دور نہیں ہے اور ایک مکمل وسرجن کے ساتھ کمپیوٹر دنیاؤں.