Particle
ભૌતિક વિજ્ઞાનમાં, કણ (અથવા જૂના ગ્રંથોમાં કોર્પસ્ક્યુલ) એ એક નાનો સ્થાનિક પદાર્થ છે જેને કદ, ઘનતા અથવા દળ જેવા અનેક ભૌતિક અથવા રાસાયણિક ગુણધર્મો દ્વારા વર્ણવી શકાય છે. તેઓ કદ અથવા માત્રામાં મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે, ઇલેક્ટ્રોન જેવા ઉપપરમાણ્વિક કણોથી માંડીને અણુઓ અને અણુઓ જેવા સૂક્ષ્મ કણોથી માંડીને પાવડર અને અન્ય દાણાદાર પદાર્થો જેવા સૂક્ષ્મ કણો સુધી. કણોનો ઉપયોગ તેમની ઘનતાના આધારે મોટી વસ્તુઓના વૈજ્ઞાનિક નમૂનાઓ બનાવવા માટે પણ થઈ શકે છે, જેમ કે ભીડમાં ફરતા મનુષ્યો અથવા ગતિમાં આકાશી પદાર્થો. કણ શબ્દ અર્થમાં સામાન્ય છે, અને વિવિધ વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રો દ્વારા જરૂરિયાત મુજબ શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. કણોથી બનેલી કોઈપણ વસ્તુને કણો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જો કે, સંજ્ઞા કણોનો ઉપયોગ મોટાભાગે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રદૂષકોને સંદર્ભિત કરવા માટે થાય છે, જે જોડાયેલા કણોના એકત્રીકરણને બદલે અસંબદ્ધ કણોના સસ્પેન્શન છે. વિભાવનાત્મક ગુણધર્મો પ્રકૃતિનું મોડેલિંગ કરતી વખતે કણોની વિભાવના ખાસ કરીને ઉપયોગી છે, કારણ કે ઘણી ઘટનાઓની સંપૂર્ણ સારવાર જટિલ હોઈ શકે છે અને તેમાં મુશ્કેલ ગણતરી પણ સામેલ હોઈ શકે છે. તેનો ઉપયોગ સામેલ પ્રક્રિયાઓને લગતી ધારણાઓને સરળ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. યુનિવર્સિટી ફિઝિક્સમાં ફ્રાન્સિસ સીઅર્સ અને માર્ક ઝેમાન્સ્કી, હવામાં ફેંકવામાં આવેલા બેઝબોલના ઉતરાણ સ્થાન અને ગતિની ગણતરીનું ઉદાહરણ આપે છે. તેઓ ધીમે ધીમે બેઝબોલના મોટાભાગના ગુણધર્મોને છીનવી લે છે, પહેલા તેને કઠોર સરળ ગોળા તરીકે આદર્શ બનાવીને, પછી પરિભ્રમણ, ઉછાળો અને ઘર્ષણની અવગણના કરીને, આખરે સમસ્યાને શાસ્ત્રીય બિંદુ કણના બેલિસ્ટિક્સમાં ઘટાડે છે. મોટી સંખ્યામાં કણોની સારવાર એ આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્રનું ક્ષેત્ર છે. કદ "કણ" શબ્દ સામાન્ય રીતે કદના ત્રણ વર્ગો માટે અલગ રીતે લાગુ પડે છે. મેક્રોસ્કોપિક કણ શબ્દ, સામાન્ય રીતે અણુઓ અને અણુઓ કરતાં ઘણા મોટા કણોને સંદર્ભિત કરે છે. આ સામાન્ય રીતે બિંદુ જેવા કણો તરીકે અમૂર્ત હોય છે, ભલે તેમાં વોલ્યુમ, આકાર, માળખા વગેરે હોય. મેક્રોસ્કોપિક કણોના ઉદાહરણોમાં કાર અકસ્માત દરમિયાન પાવડર, ધૂળ, રેતી, ભંગારના ટુકડાઓ અથવા આકાશગંગાના તારાઓ જેટલા મોટા પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. અન્ય પ્રકાર, સૂક્ષ્મ કણો સામાન્ય રીતે અણુઓથી માંડીને અણુઓ સુધીના કદના કણોને સંદર્ભિત કરે છે, જેમ કે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, નેનોપાર્ટિકલ્સ અને કોલોઇડલ કણો. આ કણો રસાયણશાસ્ત્ર, તેમજ અણુ અને પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. સૌથી નાના કણો ઉપપરમાણ્વિક કણો છે, જે અણુ કરતા નાના કણોને સંદર્ભિત કરે છે. આમાં અણુના ઘટકો-પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન જેવા કણો તેમજ અન્ય પ્રકારના કણો શામેલ હશે જે ફક્ત કણ પ્રવેગક અથવા કોસ્મિક કિરણોમાં જ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે. આ કણો કણ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. તેમના અત્યંત નાના કદને કારણે, સૂક્ષ્મ અને ઉપપરમાણ્વિક કણોનો અભ્યાસ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના ક્ષેત્રમાં આવે છે. તેઓ તરંગ-કણ દ્વૈતતા સહિત બોક્સ મોડેલમાં કણમાં દર્શાવવામાં આવેલી ઘટનાઓનું પ્રદર્શન કરશે, અને શું કણોને અલગ અથવા સમાન ગણી શકાય તે ઘણી પરિસ્થિતિઓમાં એક મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્ન છે. રચનાના કણોને રચના અનુસાર પણ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. સંયુક્ત કણો એવા કણોને સંદર્ભિત કરે છે જે રચના ધરાવે છે-તે કણો છે જે અન્ય કણોથી બનેલા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાર્બન-14 અણુ છ પ્રોટોન, આઠ ન્યુટ્રોન અને છ ઇલેક્ટ્રોનથી બનેલો છે. તેનાથી વિપરીત, પ્રાથમિક કણો (જેને મૂળભૂત કણો પણ કહેવાય છે) એવા કણોને સંદર્ભિત કરે છે જે અન્ય કણોથી બનેલા નથી. વિશ્વની આપણી વર્તમાન સમજણ અનુસાર, આમાંની માત્ર બહુ ઓછી સંખ્યા અસ્તિત્વમાં છે, જેમ કે લેપ્ટોન, ક્વાર્ક અને ગ્લુઓન. જો કે તે શક્ય છે કે આમાંના કેટલાક આખરે સંયુક્ત કણો બની શકે છે, અને માત્ર ક્ષણ માટે પ્રાથમિક લાગે છે. જ્યારે સંયુક્ત કણોને ઘણીવાર બિંદુ જેવા ગણી શકાય, ત્યારે પ્રાથમિક કણો ખરેખર સમયનિષ્ઠ હોય છે. સ્થિરતા બંને પ્રાથમિક (જેમ કે મ્યુઓન) અને સંયુક્ત કણો (જેમ કે યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસ), કણોના ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે. જે ન હોય તેમને સ્થિર કણો કહેવામાં આવે છે, જેમ કે ઇલેક્ટ્રોન અથવા હિલીયમ-4 ન્યુક્લિયસ. સ્થિર કણોના જીવનકાળ ક્યાં તો અનંત અથવા એટલા મોટા હોઈ શકે છે કે આવા ક્ષયના નિરીક્ષણના પ્રયાસોને અવરોધે છે. પછીના કિસ્સામાં, તે કણોને "અવલોકનક્ષમ રીતે સ્થિર" કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, ફોટોનના ઉત્સર્જન જેવા કેટલાક પ્રકારના કિરણોત્સર્ગને બહાર કાઢીને કણ ઉચ્ચ-ઊર્જા સ્થિતિમાંથી નીચલા-ઊર્જા સ્થિતિમાં ક્ષીણ થાય છે. કોમ્પ્યુટેશનલ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, એન-બોડી સિમ્યુલેશન (જેને એન-કણ સિમ્યુલેશન પણ કહેવાય છે) એ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓના પ્રભાવ હેઠળ કણોની ગતિશીલ પ્રણાલીઓનું સિમ્યુલેશન છે, જેમ કે ગુરુત્વાકર્ષણને આધિન હોવું. બ્રહ્માંડશાસ્ત્ર અને કોમ્પ્યુટેશનલ પ્રવાહી ગતિશીલતામાં આ સિમ્યુલેશન ખૂબ જ સામાન્ય છે. N એ ગણવામાં આવતા કણોની સંખ્યાનો ઉલ્લેખ કરે છે. ઉચ્ચ એન સાથેના સિમ્યુલેશન વધુ કોમ્પ્યુટેશનલ રીતે સઘન હોવાથી, મોટી સંખ્યામાં વાસ્તવિક કણો ધરાવતી સિસ્ટમોને ઘણીવાર ઓછી સંખ્યામાં કણો સાથે અંદાજવામાં આવે છે, અને સિમ્યુલેશન અલ્ગોરિધમ્સને વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની જરૂર છે. કણોની વહેંચણી કોલોઇડલ કણો એ કોલોઇડના ઘટકો છે. કોલોઇડ એ એક પદાર્થ છે જે માઇક્રોસ્કોપિક રીતે અન્ય પદાર્થમાં સમાનરૂપે વિખેરાય છે. આવી કોલાઇડલ પ્રણાલી નક્કર, પ્રવાહી અથવા વાયુયુક્ત હોઈ શકે છે; તેમજ સતત અથવા વિખેરાયેલી હોઈ શકે છે. વિખેરાયેલા તબક્કાના કણોનો વ્યાસ આશરે 5 થી 200 નેનોમીટરની વચ્ચે હોય છે. આના કરતા નાના દ્રાવ્ય કણો કોલૉઇડના વિરોધમાં દ્રાવણ બનાવશે. કોલોઇડલ પ્રણાલીઓ (જેને કોલોઇડલ સોલ્યુશન્સ અથવા કોલોઇડલ સસ્પેન્શન પણ કહેવાય છે) ઇન્ટરફેસ અને કોલોઇડ વિજ્ઞાનનો વિષય છે. સસ્પેન્ડેડ ઘન પદાર્થોને પ્રવાહીમાં રાખી શકાય છે, જ્યારે ગેસમાં સસ્પેન્ડેડ ઘન અથવા પ્રવાહી કણો સાથે મળીને એરોસોલ બનાવે છે. કણો વાતાવરણીય કણોના સ્વરૂપમાં પણ સ્થગિત થઈ શકે છે, જે વાયુ પ્રદૂષણનું કારણ બની શકે છે. મોટા કણો એ જ રીતે દરિયાઈ કાટમાળ અથવા અવકાશનો કાટમાળ બનાવી શકે છે. અલગ નક્કર, મેક્રોસ્કોપિક કણોના સમૂહને દાણાદાર સામગ્રી તરીકે વર્ણવી શકાય છે. સંદર્ભો વધુ વાંચન વ્યાપક-વિભાવના લેખો પણ જુઓ