Charge radius
آر ایم ایس چارج رداس جوہری مرکزے کے سائز کی پیمائش ہے، خاص طور پر پروٹون کی تقسیم۔ پروٹون کا رداس تقریبا ایک فیمٹومیٹر = ہے۔ اس کی پیمائش نیوکلئس کے ذریعے الیکٹرانوں کے بکھرنے سے کی جا سکتی ہے۔ اوسط مربع جوہری چارج کی تقسیم میں متعلقہ تبدیلیوں کو جوہری سپیکٹروسکوپی سے درست طریقے سے ماپا جا سکتا ہے۔ تعریف جوہری مرکزے کے لیے رداس کی وضاحت کرنے کا مسئلہ پورے ایٹم کے لیے رداس کی وضاحت کرنے سے کچھ مماثلت رکھتا ہے ؛ نہ ہی اچھی طرح سے متعین حدود ہیں۔ تاہم، نیوکلئس کے بنیادی مائع ڈراپ ماڈل نیوکلین کی کافی یکساں کثافت کا تصور کرتے ہیں، نظریاتی طور پر نیوکلئس کو ایٹم کے مقابلے میں زیادہ قابل شناخت سطح دیتے ہیں، مؤخر الذکر انتہائی پھیلے ہوئے الیکٹران بادلوں پر مشتمل ہوتا ہے جس کی کثافت آہستہ آہستہ مرکز سے دور ہوتی جاتی ہے۔ انفرادی پروٹانوں اور نیوٹرانوں یا چھوٹے مرکزوں کے لیے، سائز اور حد کے تصورات کم واضح ہو سکتے ہیں۔ ایک واحد نیوکلیون کو تین ویلینس کوارکس، بائنڈنگ گلوونز اور کوارک-اینٹیکارک جوڑوں کے نام نہاد "سی" کے "رنگین محدود" بیگ کے طور پر شمار کرنے کی ضرورت ہے۔ مزید برآں، نیوکلیون اس کے یوکاوا پائون فیلڈ سے گھرا ہوا ہے جو مضبوط جوہری قوت کا ذمہ دار ہے۔ یہ فیصلہ کرنا مشکل ہو سکتا ہے کہ ارد گرد کے یوکاوا میسن فیلڈ کو پروٹون یا نیوکلین سائز کے حصے کے طور پر شامل کیا جائے یا اسے ایک علیحدہ وجود کے طور پر مانا جائے۔ سائز کے کسی پہلو کی پیمائش کے لیے قابل ادراک تجرباتی طریقہ کار بنیادی طور پر اہم ہیں، چاہے اس کا مطلب ایٹموں اور مرکزوں کے کوانٹم دائرے میں کچھ بھی ہو۔ سب سے پہلے، نیوکلئس کو الیکٹران بکھرنے کے تجربات کی تشریح کے لیے مثبت چارج کے دائرے کے طور پر ماڈل کیا جا سکتا ہے: الیکٹران کراس سیکشنز کی ایک رینج کو "دیکھتے ہیں"، جس کے لیے ایک اوسط لیا جا سکتا ہے۔ "rms" ("جڑ کا اوسط مربع" کے لیے) کی اہلیت اس لیے پیدا ہوتی ہے کیونکہ یہ جوہری کراس سیکشن ہے، جو رداس کے مربع کے متناسب ہے، جو الیکٹران بکھرنے کا تعین کرتا ہے۔ چارج رداس کی یہ تعریف اکثر جامع ہیڈرون جیسے پروٹون، نیوٹرون، پائون، یا کاون پر لاگو ہوتی ہے، جو ایک سے زیادہ کوارک سے بنے ہوتے ہیں۔ اینٹی میٹر بیریون کے معاملے میں (مثال کے طور پر۔ ایک اینٹی پروٹون)، اور خالص صفر برقی چارج والے کچھ ذرات، مرکب ذرہ کو الیکٹران بکھرنے کے تجربات کی تشریح کے لیے مثبت برقی چارج کے بجائے منفی دائرے کے طور پر ماڈل کیا جانا چاہیے۔ ان صورتوں میں، ذرہ کے چارج رداس کے مربع کی تعریف منفی کے طور پر کی جاتی ہے، جس کی لمبائی کی اکائیوں کے ساتھ یکساں مطلق قیمت مثبت مربع چارج رداس کے برابر ہوتی ہے جو اس کی ہوتی اگر یہ دیگر تمام معاملات میں یکساں ہوتی لیکن ذرہ میں ہر کوارک کا الٹا برقی چارج ہوتا (چارج رداس کے ساتھ خود ایک قدر ہوتی ہے جو لمبائی کی اکائیوں کے ساتھ ایک خیالی نمبر ہے)۔ یہ رواج ہے جب چارج رداس کسی ذرہ کے لیے خود چارج رداس کے بجائے چارج رداس کے منفی قدر والے مربع کی اطلاع دینے کے لیے ایک خیالی نمبر والی قدر لیتا ہے۔ منفی مربع چارج رداس والا سب سے مشہور ذرہ نیوٹرون ہے۔ نیوٹرون کے مجموعی غیر جانبدار برقی چارج کے باوجود، نیوٹرون کا مربع چارج رداس منفی کیوں ہے، اس کی تحقیقی وضاحت یہ ہے کہ ایسا اس لیے ہے کیونکہ اس کے منفی طور پر چارج شدہ نیچے کوارک اوسطا نیوٹرون کے بیرونی حصے میں واقع ہوتے ہیں، جبکہ اس کا مثبت طور پر چارج شدہ اوپر کوارک اوسطا نیوٹرون کے مرکز کی طرف واقع ہوتا ہے۔ ذرہ کے اندر چارج کی یہ غیر متناسب تقسیم مجموعی طور پر ذرہ کے لیے ایک چھوٹے سے منفی مربع چارج رداس کو جنم دیتی ہے۔ لیکن، یہ مختلف نظریاتی ماڈلز میں سے صرف سب سے آسان ہے، جن میں سے کچھ زیادہ وسیع ہیں، جو نیوٹرون کی اس خاصیت کی وضاحت کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ڈیوٹرون اور اعلی مرکزوں کے لیے، بکھرے ہوئے چارج کے رداس، rd (بکھرے ہوئے ڈیٹا سے حاصل کردہ)، اور باؤنڈ اسٹیٹ چارج کے رداس، Rd کے درمیان فرق کرنا روایتی ہے، جس میں ڈارون-فولڈی اصطلاح شامل ہے جو برقی مقناطیسی میدان میں بے ضابطہ مقناطیسی لمحے کے رویے کا حساب دیتی ہے اور جو سپیکٹروسکوپک ڈیٹا کے علاج کے لیے موزوں ہے۔ جہاں می اور ایم ڈی بالترتیب الیکٹران اور ڈیوٹرون کی کمیت ہیں، دونوں ریڈی کا تعلق اس سے ہے جبکہ λC الیکٹران کی کامپٹن طول موج ہے۔ پروٹون کے لیے دونوں ریڈی ایک جیسے ہوتے ہیں۔ جوہری چارج کے رداس کا پہلا تخمینہ 1909 میں ہنس گیگر اور ارنسٹ مارسڈن نے مانچسٹر یونیورسٹی، برطانیہ کی فزیکل لیبارٹریز میں ارنسٹ ردرفورڈ کی ہدایت پر لگایا تھا۔ مشہور تجربے میں سونے کی ورق کے ذریعے α-ذرات کا بکھرنا شامل تھا، جس میں کچھ ذرات 90° سے زیادہ کے زاویوں سے بکھرے ہوئے تھے، جو ورق کے اسی طرف α-ماخذ کے طور پر واپس آ رہے ہیں۔ ردرفورڈ 34 فیمیٹومیٹر کے سونے کے مرکزے کے رداس پر ایک اوپری حد رکھنے میں کامیاب رہا۔ بعد کے مطالعات میں بھاری مرکزوں (A> 20) کے لیے چارج کے رداس اور ماس نمبر، A کے درمیان ایک تجرباتی تعلق پایا گیا: R ≈ r0A جہاں 1.2-1.5 fm کے تجرباتی مستقل r0 کی تشریح پروٹون کے کامپٹن طول موج کے طور پر کی جا سکتی ہے۔ یہ سونے کے مرکزے (اے = 197) کے لیے تقریبا 7.69 ایف ایم کا چارج رداس دیتا ہے۔ جدید پیمائش جدید براہ راست پیمائش ہائیڈروجن اور ڈیوٹیریم میں جوہری توانائی کی سطح کی درستگی کی پیمائش، اور نیوکلئی کے ذریعے الیکٹرانوں کے بکھرنے کی پیمائش پر مبنی ہیں۔ پروٹانوں اور ڈیوٹرانوں کے چارج ریڈیائی کو جاننے میں سب سے زیادہ دلچسپی ہے، کیونکہ ان کا موازنہ جوہری ہائیڈروجن/ڈیوٹیریم کے سپیکٹرم سے کیا جا سکتا ہے: نیوکلئس کا غیر صفر سائز الیکٹرانک توانائی کی سطح میں تبدیلی کا سبب بنتا ہے جو سپیکٹرم لائنوں کی تعدد میں تبدیلی کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ اس طرح کے موازنہ کوانٹم الیکٹرو ڈائنامکس (کیو ای ڈی) کا ایک امتحان ہیں۔ 2002 کے بعد سے، پروٹون اور ڈیوٹرون چارج ریڈی کو جسمانی مستقلات کے لیے تجویز کردہ اقدار کے کوڈاٹا سیٹ میں آزادانہ طور پر بہتر پیرامیٹرز کیا گیا ہے، یعنی بکھرے ہوئے ڈیٹا اور سپیکٹروسکوپک ڈیٹا دونوں کو تجویز کردہ اقدار کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ 2018 کوڈاٹا کی تجویز کردہ اقدار یہ ہیں: پروٹون: Rp = 8.414 (19) × 10−16 میٹر ڈیوٹرون: Rd = 2.127 99 (74) × 10−15 میٹر میوونک ہائیڈروجن میں لیمب شفٹ کی حالیہ پیمائش (پروٹون اور منفی میوون پر مشتمل ایک غیر ملکی ایٹم) پروٹون چارج کے رداس کے لیے نمایاں طور پر کم قیمت کی نشاندہی کرتی ہے،: اس تضاد کی وجہ واضح نہیں ہے۔ حوالہ جات جسمانی مستقلات نیوکلیئر کیمسٹری نیوکلیئر فزکس لمبائی ہو: Atommag#Atommagok تلجڈونساگائی