Magnetic radiation reaction force
مقناطیسی تابکاری رد عمل قوت برقی مقناطیسی پر ایک قوت ہے جب اس کا مقناطیسی لمحہ بدلتا ہے۔ برقی مقناطیسی تابکاری خارج کرنے والے ذرہ کی وجہ سے تیز رفتار چارج شدہ ذرہ کے لیے برقی تابکاری رد عمل قوت حاصل کی جا سکتی ہے۔ اسی طرح، برقی مقناطیسی تابکاری خارج کرنے والے تیز رفتار مقناطیسی لمحے کے لیے مقناطیسی تابکاری رد عمل قوت حاصل کی جا سکتی ہے۔ برقی تابکاری رد عمل قوت کی طرح، مقناطیسی تابکاری رد عمل قوت کے لیے درج ذیل فارمولا حاصل کرنے کے لیے تین شرائط کو پورا کرنا ضروری ہے۔ سب سے پہلے، مقناطیسی لمحے کی حرکت وقتا فوقتا ہونی چاہیے، ایک مفروضہ جو قوت حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ دوسرا، مقناطیسی مومنٹ غیر رشتہ دار رفتاروں پر سفر کر رہا ہے (یعنی روشنی کی رفتار سے بہت سست)۔ آخر میں، یہ صرف اس بات پر لاگو ہوتا ہے کہ یہ قوت وقت کی تقریب کے طور پر پوزیشن کے پانچویں مشتق کے متناسب ہے (بعض اوقات کسی حد تک چہرے سے "کریکل" کہا جاتا ہے)۔ ابراہم-لورینٹز قوت کے برعکس، قوت "کریکل" کے مخالف سمت کی طرف اشارہ کرتی ہے۔ ریاضیاتی طور پر، مقناطیسی تابکاری رد عمل قوت ایس آئی اکائیوں میں اس طرح دی جاتی ہے: جہاں: قوت ہے، پاپ ہے (ایکسلریشن کا تیسرا مشتق، یا نقل مکانی کا پانچواں مشتق)، آزاد جگہ کی پارگمیتا ہے، آزاد جگہ میں روشنی کی رفتار ذرہ کا برقی چارج ہے۔ مقناطیسی لمحے کا رداس ہے نوٹ کریں کہ یہ فارمولا صرف غیر رشتہ دار رفتاروں پر لاگو ہوتا ہے۔ جسمانی طور پر، وقت بدلنے والا مقناطیسی لمحہ ایکسلریٹنگ چارج کے لارمر فارمولے کی طرح تابکاری خارج کرتا ہے۔ چونکہ مومنٹم محفوظ رہتا ہے، اس لیے مقناطیسی مومنٹ کو خارج شدہ تابکاری کی مخالف سمت میں دھکیل دیا جاتا ہے۔ درحقیقت تابکاری قوت کے لیے اوپر کا فارمولا لارمر فارمولے کے مقناطیسی ورژن سے اخذ کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ پس منظر کلاسیکی برقی حرکیات میں، مسائل کو عام طور پر دو کلاسوں میں تقسیم کیا جاتا ہے: وہ مسائل جن میں فیلڈز کے چارج اور موجودہ ذرائع کی وضاحت کی جاتی ہے اور فیلڈز کا حساب لگایا جاتا ہے، اور الٹا صورتحال، وہ مسائل جن میں فیلڈز کی وضاحت کی جاتی ہے اور ذرات کی حرکت کا حساب لگایا جاتا ہے۔ طبیعیات کے کچھ شعبوں میں، جیسے پلازما طبیعیات اور نقل و حمل کے گتانک کا حساب (چالکتا، بازی وغیرہ)۔ )، ذرائع سے پیدا ہونے والے فیلڈز اور ذرائع کی حرکت کو خود مستقل طور پر حل کیا جاتا ہے۔ تاہم، ایسے معاملات میں، کسی منتخب ماخذ کی حرکت کا حساب دیگر تمام ذرائع سے پیدا ہونے والے شعبوں کے جواب میں لگایا جاتا ہے۔ شاذ و نادر ہی کسی ذرہ (ماخذ) کی حرکت اسی ذرہ کے حساب سے پیدا ہونے والے فیلڈز کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اس کی وجہ دو گنا ہے: "سیلف فیلڈز" کی لاپرواہی عام طور پر ایسے جوابات کی طرف لے جاتی ہے جو بہت سے ایپلی کیشنز کے لیے کافی درست ہوتے ہیں، اور سیلف فیلڈز کو شامل کرنے سے طبیعیات میں مسائل پیدا ہوتے ہیں جیسے کہ ری نارملائزیشن، جن میں سے کچھ ابھی تک حل نہیں ہوئے ہیں، جن کا تعلق مادے اور توانائی کی نوعیت سے ہے۔ سیلف فیلڈز کے ذریعہ پیدا ہونے والے ان تصوراتی مسائل کو ایک معیاری گریجویٹ متن میں نمایاں کیا گیا ہے۔ [جیکسن] اس مسئلے سے پیش آنے والی مشکلات طبیعیات کے سب سے بنیادی پہلوؤں میں سے ایک، ابتدائی ذرہ کی نوعیت کو چھوتی ہیں۔ اگرچہ جزوی حل، جو محدود علاقوں میں قابل عمل ہیں، دیے جا سکتے ہیں، لیکن بنیادی مسئلہ حل نہیں ہوا ہے۔ کوئی امید کر سکتا ہے کہ کلاسیکی سے کوانٹم مکینیکل علاج کی طرف منتقلی مشکلات کو دور کرے گی۔ اگرچہ اب بھی امید ہے کہ یہ بالآخر ہو سکتا ہے، موجودہ کوانٹم-مکینیکل مباحثے کلاسیکی مباحثوں سے بھی زیادہ وسیع پریشانیوں سے دوچار ہیں۔ یہ نسبتا حالیہ سالوں (~ 1948-50) کی کامیابیوں میں سے ایک ہے کہ لورینٹز کوویرینس اور گیج انویرینس کے تصورات کو کوانٹم الیکٹرو ڈائنامکس میں ان مشکلات کو دور کرنے کے لیے کافی چالاکی سے استعمال کیا گیا تھا اور اس لیے تجربے سے مکمل اتفاق کرتے ہوئے بہت چھوٹے تابکاری اثرات کے حساب کو انتہائی اعلی درستگی کی اجازت دیتا ہے۔ تاہم، بنیادی نقطہ نظر سے، مشکلات باقی ہیں۔ مقناطیسی تابکاری رد عمل قوت خود پیدا شدہ شعبوں کے اثر کے سب سے بنیادی حساب کا نتیجہ ہے۔ یہ اس مشاہدے سے پیدا ہوتا ہے کہ متعلقہ مقناطیسی لمحے کے ساتھ غیر رشتہ دار ذرات کو تیز کرنے سے تابکاری خارج ہوتی ہے۔ ابراہم-لورینٹز قوت وہ اوسط قوت ہے جو ایک تیز رفتار چارج شدہ ذرہ تابکاری کے اخراج سے پسپائی میں محسوس کرتا ہے۔ کوانٹم اثرات کا تعارف کوانٹم الیکٹرو ڈائنامکس کی طرف لے جاتا ہے۔ کوانٹم الیکٹروڈائنامکس میں سیلف فیلڈز حساب میں لامحدود کی ایک محدود تعداد پیدا کرتے ہیں جنہیں ری نارملائزیشن کے عمل سے ہٹایا جا سکتا ہے۔ اس سے ایک ایسا نظریہ سامنے آیا ہے جو انسانوں کی اب تک کی سب سے درست پیش گوئیاں کرنے کے قابل ہے۔ کیو ای ڈی کے صحت سے متعلق ٹیسٹ دیکھیں۔ تاہم، کشش ثقل پر لاگو ہونے پر ری نارملائزیشن کا عمل ناکام ہوجاتا ہے۔ اس صورت میں انفنٹیز تعداد میں لامحدود ہیں، جو ری نارملائزیشن کی ناکامی کا سبب بنتی ہیں۔ لہذا عمومی اضافیت میں غیر حل شدہ سیلف فیلڈ کے مسائل ہیں۔ سٹرنگ تھیوری تمام قوتوں کے لیے ان مسائل کو حل کرنے کی ایک موجودہ کوشش ہے۔ مشتق ہم وقت کے حوالے سے مقناطیسی لمحے کے دوسرے مشتق کی تابکاری کے لیے لارمر فارمولے سے شروع کرتے ہیں: اس صورت میں جب مقناطیسی لمحہ برقی چارج کے ذریعے پیدا ہوتا ہے جو ایک سرکلر راستے پر چلتا ہے جہاں دائرے کے مرکز سے متعلق چارج کی پوزیشن ہوتی ہے اور یہ چارج کی فوری رفتار ہوتی ہے۔ مندرجہ بالا لارمر فارمولا مندرجہ ذیل بن جاتا ہے: اگر ہم یہ فرض کرتے ہیں کہ کسی چارج شدہ ذرہ کی حرکت وقتا فوقتا ہوتی ہے، تو ابراہم-لورینٹز قوت کے ذریعہ ذرہ پر کیا گیا اوسط کام لارمر طاقت کا منفی ہے جو ایک مدت میں مربوط ہوتا ہے: نوٹ کریں کہ ہم مندرجہ بالا اظہار کو حصوں کے لحاظ سے مربوط کر سکتے ہیں۔ اگر ہم یہ فرض کرتے ہیں کہ وقتا فوقتا حرکت ہوتی ہے، تو حصوں کے لحاظ سے انٹیگرل میں باؤنڈری ٹرم غائب ہو جاتی ہے: حصوں کے لحاظ سے دوسری بار انٹیگریٹ کرنے پر، ہم واضح طور پر پاتے ہیں کہ ہم مستقبل سے سگنلز کی شناخت کر سکتے ہیں۔ ذیل میں ایک مثال دی گئی ہے کہ کلاسیکی تجزیہ کس طرح حیرت انگیز نتائج کا باعث بن سکتا ہے۔ کلاسیکی نظریہ کو وجہ کی معیاری تصویروں کو چیلنج کرنے کے لیے دیکھا جا سکتا ہے، اس طرح یہ یا تو خرابی یا نظریہ کی توسیع کی ضرورت کا اشارہ کرتا ہے۔ اس صورت میں توسیع کوانٹم میکانکس اور اس کے رشتہ دار ہم منصب کوانٹم فیلڈ تھیوری تک ہے۔ تعارف میں روہرلچ کا اقتباس دیکھیں جس میں "جسمانی نظریہ کی جواز کی حدود کی پابندی کرنے کی اہمیت" سے متعلق ہے۔ بیرونی قوت میں کسی ذرہ کے لیے، ہمارے پاس وہ جگہ ہے جہاں یہ مساوات حاصل کرنے کے لیے ایک بار مربوط کی جا سکتی ہے۔ انٹیگرل موجودہ سے مستقبل میں لامحدود دور تک پھیلا ہوا ہے۔ اس طرح قوت کی مستقبل کی اقدار موجودہ وقت میں ذرہ کی رفتار کو متاثر کرتی ہیں۔ مستقبل کی اقدار کا وزن اس عنصر سے ہوتا ہے جو مستقبل کے مقابلے میں زیادہ اوقات کے لیے تیزی سے گرتا ہے۔ لہذا، تقریبا مستقبل میں وقفے سے آنے والے اشارے حال میں رفتار کو متاثر کرتے ہیں۔ ایک الیکٹران کے لیے، یہ وقت تقریبا سیکنڈ ہے، جو کہ روشنی کی لہر کو الیکٹران کے "سائز" کے پار سفر کرنے میں لگنے والا وقت ہے۔ میکس ابراہم ہینڈرک لورینٹز سائکلوٹرون تابکاری برقی مقناطیسی بڑے پیمانے پر تابکاری مزاحمت تابکاری ڈمپنگ سنکروٹرون تابکاری وہیلر-فین مین جذب کرنے والا نظریہ مزید پڑھنے والے حصے دیکھیں 11.2.2 اور 11.2.3\جوس اے۔ ہیراس، ایک الیکٹران کی تابکاری قوت دوبارہ جانچ، 2003، http://www.joseheras.com/jheras_papers/JAH-PAPER_16.pdf۔ ڈونلڈ ایچ مینزل، فزکس کے بنیادی فارمولے، 1960، ڈوور پبلکیشنز انکارپوریٹڈ، جلد۔ 1، صفحہ 345۔ بیرونی روابط میتھ پیجز-کیا یکساں طور پر تیز رفتار چارج تابکاری کرتا ہے؟ فین مین: کوانٹم الیکٹروڈائنامکس ہیراس کے خلائی وقت کے نقطہ نظر کی ترقی: ایک الیکٹران کی تابکاری رد عمل قوت دوبارہ جانچ شدہ الیکٹروڈائنامکس برقی مقناطیسی تابکاری