Weak charge
نیوکلیئر فزکس اور ایٹمک فزکس میں، کمزور چارج سے مراد معیاری ماڈل کمزور تعامل ہے جو کسی ذرہ کا زیڈ بوسون سے جوڑتا ہے۔ مثال کے طور پر، کسی بھی جوہری آاسوٹوپ کے لیے، کل کمزور چارج تقریبا − 0.99 فی نیوٹرون، اور + 0.07 فی پروٹون ہوتا ہے۔ یہ الیکٹران بکھرنے کے دوران برابری کی خلاف ورزی کا اثر بھی ظاہر کرتا ہے۔ اسی اصطلاح کو بعض اوقات دیگر، الگ الگ مقداروں کی طرف اشارہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے، جیسے کہ کمزور آئسوپین، کمزور ہائپر چارج، یا کسی فرمیئن کا زیڈ بوسون سے ویکٹر جوڑا (یعنی۔ کمزور غیر جانبدار دھاروں کی جوڑی کی طاقت)۔ نظریاتی بنیاد کمزور چارج کا فارمولا معیاری ماڈل سے اخذ کیا گیا ہے، اور اس کے ذریعہ دیا گیا ہے کہ کمزور چارج کہاں ہے، کمزور آئسوپین ہے، کمزور اختلاط زاویہ ہے، اور برقی چارج ہے۔ کمزور چارج کا تخمینہ عام طور پر درست ہوتا ہے، کیونکہ کمزور اختلاط زاویہ عام طور پر ہوتا ہے اور اور بڑے، جامع پروٹونوں اور نیوٹرانوں کی توسیع سے تھوڑا زیادہ کا تضاد ہوتا ہے۔ یہ تعلق صرف براہ راست کوارک اور لیپٹن (بنیادی ذرات) پر لاگو ہوتا ہے، کیونکہ کمزور آئسوپین کو جامع ذرات، جیسے پروٹون اور نیوٹرون کے لیے واضح طور پر بیان نہیں کیا گیا ہے، جزوی طور پر کمزور آئسوپین کے محفوظ نہ ہونے کی وجہ سے۔ کوئی بھی پروٹون کے کمزور آئسوپین کو نیوٹرون کے ساتھ اور اس کے ساتھ سیٹ کر سکتا ہے، تاکہ کمزور چارج کی تخمینہ قیمت حاصل کی جا سکے۔ اسی طرح، ایک ہی نتیجہ حاصل کرنے کے لیے جزو کوارکس کے کمزور چارجز کا خلاصہ کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح نیوٹرون کے لیے حساب شدہ کمزور چارج ہے۔ پروٹون کے لیے کمزور چارج کا حساب مندرجہ بالا فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے اور 29° کا کمزور اختلاط زاویہ ایک بہت چھوٹی قدر ہے، جو چارج شدہ لیپٹن کے تقریبا صفر کمزور چارج کی طرح ہے (نیچے دیا ہوا جدول دیکھیں)۔ تاہم، نیوکلین کے لیے مکمل نظریاتی حساب کتاب کرتے وقت اصلاحات پیدا ہوتی ہیں۔ خاص طور پر، جب درخت کی سطح سے باہر فین مین خاکے کا جائزہ لیتے ہیں (یعنی۔ لوپس پر مشتمل خاکے)، کمزور اختلاط کا زاویہ جوڑے کے مستقلات کے چلنے کی وجہ سے رفتار کے پیمانے پر منحصر ہو جاتا ہے، اور اس حقیقت کی وجہ سے کہ نیوکلین جامع ذرات ہیں۔ کمزور ہائپر چارج سے تعلق کیونکہ کمزور ہائپر چارج کمزور ہائپر چارج کے ذریعے دیا جاتا ہے، کمزور چارج، اور برقی چارج کا تعلق اس بات سے ہوتا ہے کہ بائیں ہاتھ کے فرمین اور دائیں ہاتھ کے اینٹیفرمین کے لیے کمزور ہائپر چارج کہاں ہے، یا عام صورت میں، جب کمزور اختلاط کا زاویہ تقریبا 30° ہوتا ہے۔ مشتق Z بوسون اور فوٹون کے ساتھ فرمینوں کا معیاری ماڈل جوڑا اس طرح دیا گیا ہے: جہاں بالترتیب بائیں ہاتھ اور دائیں ہاتھ کا فرمین فیلڈ ہے، B بوسون فیلڈ ہے، W بوسون فیلڈ ہے، اور بنیادی چارج ہے جس کا اظہار عقلی پلانک اکائیوں کے طور پر کیا گیا ہے، اور توسیع اس کے بنیادی ویکٹروں کے لیے ویل مساوات سے (زیادہ تر مضمر) پالی میٹرکس کا استعمال کرتی ہے: اور B اور W بوسون کے لیے فیلڈز Z بوسون فیلڈ اور برقی مقناطیسی فیلڈ (فوٹون) سے متعلق ہیں اور ان تعلقات کو مندرجہ بالا مساوات کے ساتھ جوڑ کر اور اس سے الگ کرکے اور ایک حاصل کرتا ہے: وہ اصطلاح جو بائیں اور دائیں ہاتھ کے فرمین دونوں کے لیے موجود ہے۔ زیڈ بوسون پر مشتمل اصطلاحات کا انحصار فرمیئن کی چیرالیٹی پر ہوتا ہے، اس طرح جوڑے کی دو مختلف طاقتیں ہیں: اور تاہم فرمیئنز کو بائیں اور دائیں ہاتھ کے فرمیئنز کو الگ الگ کرنے کے بجائے ایک ذرہ کے طور پر سمجھنا زیادہ آسان ہے۔ اس مشتق کے لیے ویل کی بنیاد کا انتخاب کیا جاتا ہے: اس طرح مندرجہ بالا اظہار کو کافی حد تک کمپیکٹ طور پر لکھا جا سکتا ہے: جہاں ذرہ اقدار یہ جدول برقی چارج کی اقدار دیتا ہے (فوٹون کے ساتھ جوڑ، جسے پچھلے حصے میں تخمینہ کمزور چارج (فرمین کے لیے زیڈ بوسون جوڑ کا ویکٹر حصہ)، کمزور آئسوپسن (ڈبلیو بوسون کے ساتھ جوڑ)، کمزور ہائپر چارج (بی بوسون کے ساتھ جوڑ) اور تخمینہ زیڈ بوسون جوڑ کے عوامل (اور پچھلے حصے سے) کہا گیا ہے۔ ٹیبل کی اقدار لگ بھگ ہیں: وہ ذرہ توانائیوں کے لیے درست ہیں جو کمزور اختلاط کے زاویے کو بالکل ٹھیک بناتے ہیں، جس کے ساتھ عام کے قریب ہوتا ہے۔ درج کردہ ہر ذرہ (سوائے غیر چارج شدہ بوسونز فوٹون، زیڈ بوسون، گلوون، اور ہگس بوسون کے جو ان کے اپنے اینٹی پارٹیکلز ہیں) میں ایک ہی کمیت اور مخالف چارج والا اینٹی پارٹیکل ہوتا ہے۔ ٹیبل میں موجود تمام غیر صفر علامتوں کو اینٹی پارٹیکلز کے لیے الٹنا پڑتا ہے۔ لیبل والے جوڑے والے کالموں اور فرمینز (چوٹی کی چار قطاریں) کے لیے، ان کے نشانات کو پلٹانے کے علاوہ تبدیل کرنا پڑتا ہے۔ تمام بائیں ہاتھ والے (باقاعدہ) فرمیئنز اور دائیں ہاتھ والے اینٹی فرمیئنز میں ڈبلیو بوسون کے ساتھ تعامل ہوتا ہے اور اس وجہ سے۔ انہیں "مناسب" ہاتھ کہا جا سکتا ہے۔ دوسری طرف دائیں ہاتھ والے فرمین اور بائیں ہاتھ والے اینٹیفرمین میں صفر کمزور آئسوپین ہوتا ہے اور اس لیے وہ ڈبلیو بوسون کے ساتھ تعامل نہیں کرتے (سوائے برقی تعامل کے) ؛ اس لیے انہیں "غلط" ہاتھ (ڈبلیو کے لیے "غلط") کہا جا سکتا ہے۔ "مناسب" ہاتھ والے فرمینوں کو آئسوپین ڈبلٹس میں منظم کیا جاتا ہے، جبکہ "غلط" ہاتھ والے فرمینوں کو آئسوپین سنگلٹس کے طور پر پیش کیا جاتا ہے۔ اگرچہ "غلط" ہاتھ والے ذرات ڈبلیو بوسون کے ساتھ تعامل نہیں کرتے ہیں (کوئی چارج شدہ کرنٹ تعاملات نہیں)، تمام معروف "غلط" ہاتھ والے فرمینز زیڈ بوسون (غیر جانبدار کرنٹ تعاملات) کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ "غلط" ہاتھ والے نیوٹرینو (جراثیم سے پاک نیوٹرینو) کا کبھی مشاہدہ نہیں کیا گیا ہے، لیکن وہ اب بھی موجود ہو سکتے ہیں کیونکہ وہ موجودہ ڈٹیکٹرز کے لیے پوشیدہ ہوں گے۔ نیوٹرینو کی کمیت کے بارے میں قیاس آرائیوں میں سٹیریل نیوٹرینو ایک کردار ادا کرتے ہیں (سیسا میکانزم دیکھیں)۔ مذکورہ بالا بیان کہ تمام فرمینوں کے ساتھ تعامل کو داخل کیے گئے جراثیم سے پاک نیوٹرینو کے لیے استثنی کی ضرورت ہوگی، اگر وہ کبھی موجود پائے جاتے ہیں۔ بڑے پیمانے پر فرمین-سوائے نیوٹرینو کے-ہمیشہ بائیں ہاتھ اور دائیں ہاتھ کی حالتوں کی سپرپوزیشن میں موجود ہوتے ہیں، اور کبھی بھی خالص چیرل حالتوں میں نہیں ہوتے ہیں۔ (نیوٹرینو کے لیے استثنی جراثیم سے پاک نیوٹرینو کے عدم وجود کا خیال کرتا ہے، جو کہ موجودہ تحقیق کا معاملہ ہے۔) یہ اختلاط ہگس فیلڈ کے ساتھ تعامل کی وجہ سے ہوتا ہے، جو ایک لامحدود ماخذ کے طور پر کام کرتا ہے اور کمزور آئسوپین اور/یا ہائپر چارج کے ڈوب جاتا ہے، اس کی غیر صفر ویکیوم متوقع قیمت کی وجہ سے (مزید معلومات کے لیے ہگس میکانزم دیکھیں)۔ 2017 میں تجرباتی فارمولے پیمائش پروٹون کے کمزور چارج کو اس طرح دیتے ہیں۔ کمزور چارج کا خلاصہ جوہری مرکزوں میں کیا جا سکتا ہے، تاکہ Cs (55 پروٹون، 78 نیوٹرون) کے لیے پیش گوئی شدہ کمزور چارج 55 × (+ 0.0719) + 78 × (− 0.989) − 73.19 ہو، جبکہ تجرباتی طور پر طے شدہ قیمت، الیکٹران بکھرنے کی خلاف ورزی کرنے والی برابری کی پیمائش سے، − 72.58 تھی۔ ایک حالیہ مطالعہ نے کمزور چارج کے فارمولے کی جانچ کرنے کے لیے یٹربیئم کے چار یکساں تعداد والے آاسوٹوپس کا استعمال کیا، جو نیوٹرانوں کی تعداد اور پروٹانوں کی تعداد سے مطابقت رکھتے ہیں۔ یہ فارمولا یٹربیئم کے Yb، Yb، Yb، اور Yb آاسوٹوپس کا استعمال کرتے ہوئے 0.1 ٪ درستگی کے مطابق پایا گیا۔ یٹربیئم ٹیسٹ میں، برقی اور مقناطیسی شعبوں کی موجودگی میں لیزر لائٹ کے ذریعے ایٹموں کو پرجوش کیا گیا، اور اس کے نتیجے میں برابری کی خلاف ورزی کا مشاہدہ کیا گیا۔ مشاہدہ کردہ مخصوص منتقلی 6s S سے 5d6s D (24489 سینٹی میٹر) میں ممنوع منتقلی تھی۔ مؤخر الذکر ریاست 6s6p P (25068 سینٹی میٹر) کے ساتھ جوہری کمزور چارج کے متناسب ڈگری کے ساتھ، کمزور تعامل کی وجہ سے مخلوط تھی۔ مزید دیکھیں کمزور ہائپر چارج کمزور آئسوپین زیڈ بوسون کمزور تعامل غیر جانبدار کرنٹ نوٹ حوالہ جات نیوکلیئر فزکس