Prince Rupert's drop
پرنس روپرٹ کے قطرے (جسے ڈچ یا بٹاوین آنسو بھی کہا جاتا ہے) سخت شیشے کے مالا ہیں جو پگھلے ہوئے شیشے کو ٹھنڈے پانی میں ٹپکانے سے بنائے جاتے ہیں، جس کی وجہ سے یہ لمبی، پتلی دم کے ساتھ ٹیڈپول کی شکل کے قطرے میں ٹھوس ہوجاتا ہے۔ یہ بوندیں اندرونی طور پر بہت زیادہ بقایا دباؤ کی خصوصیت رکھتی ہیں، جو جوابی بدیہی خصوصیات کو جنم دیتی ہیں، جیسے کہ ہتھوڑے سے لگنے والے دھچکے یا بلب کے سرے پر گولی کو ٹوٹے بغیر برداشت کرنے کی صلاحیت، جبکہ دم کے سرے کو تھوڑا سا نقصان پہنچنے پر دھماکہ خیز مواد کی تحلیل کا مظاہرہ کرتی ہیں۔ فطرت میں، اسی طرح کے ڈھانچے آتش فشاں لاوا میں بعض حالات میں پیدا ہوتے ہیں، اور انہیں پیلے کے آنسو کہا جاتا ہے۔ ان بوندوں کا نام رائن کے شہزادہ روپرٹ کے نام پر رکھا گیا ہے، جو انہیں 1660 میں انگلینڈ لائے تھے، حالانکہ مبینہ طور پر وہ 17 ویں صدی کے اوائل میں نیدرلینڈز میں تیار کیے جا رہے تھے اور شاید شیشہ بنانے والوں کے لیے یہ بہت طویل عرصے سے جانا جاتا تھا۔ رائل سوسائٹی نے ان کا سائنسی تجسس کے طور پر مطالعہ کیا اور ان کی غیر معمولی خصوصیات کے اصولوں کو بے نقاب کرنے سے شاید 1874 میں پیٹنٹ شدہ سخت شیشے کی تیاری کے عمل کی ترقی ہوئی۔ 20 ویں اور 21 ویں صدی میں کی گئی تحقیق بوندوں کی متضاد خصوصیات کی وجوہات پر مزید روشنی ڈالتی ہے۔ پرنس روپرٹ کے قطرے پگھلے ہوئے شیشے کے قطرے ٹھنڈے پانی میں گرانے سے پیدا ہوتے ہیں۔ گلاس تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتا ہے اور پانی میں باہر سے اندر کی طرف ٹھوس ہو جاتا ہے۔ اس تھرمل بجھانے کو تیزی سے ٹھنڈا ہونے والے دائرے کے آسان ماڈل کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے۔ پرنس روپرٹ کے قطرے دو غیر معمولی مکینیکل خصوصیات کی وجہ سے تقریبا 400 سالوں سے سائنسی تجسس بنے ہوئے ہیں: جب دم کو کٹا دیا جاتا ہے، تو قطرہ دھماکہ خیز انداز میں پاؤڈر میں منتشر ہو جاتا ہے، جبکہ بلب کا سر تک کی کمپریسیو قوتوں کا مقابلہ کر سکتا ہے۔ جب دم کاٹی جاتی ہے تو متعدد دراڑوں کی تقسیم کے واقعات کی وجہ سے دھماکہ خیز مواد کی تحلیل پیدا ہوتی ہے-دم کے مرکز میں تناؤ کے بقایا تناؤ کے میدان میں ایک ہی دراڑ کو تیز کیا جاتا ہے اور اس کی نازک رفتار تک پہنچنے کے بعد دو حصوں میں تقسیم ہوتا ہے۔ ان تیز رفتار کو دیکھتے ہوئے، درار کی تقسیم کی وجہ سے تحلیل کے عمل کا اندازہ صرف دم کو دیکھ کر اور تیز رفتار امیجنگ تکنیک کو استعمال کرکے لگایا جا سکتا ہے۔ شاید یہی وجہ ہے کہ بوندوں کی یہ متجسس خاصیت صدیوں تک غیر واضح رہی۔ بوندوں کی دوسری غیر معمولی خاصیت، یعنی سروں کی طاقت، سر کی بیرونی سطح کے آس پاس موجود بڑے کمپریسیو بقایا تناؤ کا براہ راست نتیجہ ہے۔ اس تناؤ کی تقسیم کی پیمائش شیشے کی قدرتی خاصیت تناؤ سے پیدا ہونے والی بائرفرینجینس کا استعمال کرکے اور تھری ڈی فوٹو لچک کی تکنیکوں کو استعمال کرکے کی جاتی ہے۔ بقایا کمپریسیو تناؤ کی وجہ سے زیادہ فریکچر کی سختی پرنس روپرٹ کے قطرے کو سخت شیشے کی ابتدائی مثالوں میں سے ایک بناتی ہے۔ تاریخ یہ تجویز کی گئی ہے کہ قطروں کو بنانے کے طریقے رومن سلطنت کے زمانے سے شیشے بنانے والوں کو معلوم ہیں۔ بعض اوقات ڈچ موجد کارنیلیس ڈریبل سے منسوب، ان بوندوں کو معاصر اکاؤنٹس میں اکثر لیکریما بوروسیکا (پروشیائی آنسو) یا لیکریما بٹاویکا (ڈچ آنسو) کہا جاتا تھا۔ شمالی جرمنی کے میکلنبرگ سے آنے والی بوندوں کے قابل تصدیق بیانات 1625 کے اوائل میں سامنے آتے ہیں۔ انہیں بنانے کا راز کچھ عرصے تک میکلنبرگ کے علاقے میں رہا، حالانکہ وہاں سے قطروں کو پورے یورپ میں کھلونوں یا تجسس کے طور پر فروخت کیا گیا۔ ڈچ سائنسدان کانسٹنٹجن ہیوجینز نے ڈچس آف نیو کیسل مارگریٹ کیوینڈش سے کہا کہ وہ بوندوں کی خصوصیات کی تحقیقات کریں۔ تجربات کرنے کے بعد ان کی رائے یہ تھی کہ تھوڑی مقدار میں اتار چڑھاؤ والا مائع اندر پھنس گیا تھا۔ اگرچہ شہزادہ روپرٹ نے بوندوں کو دریافت نہیں کیا، لیکن انہوں نے 1660 میں انہیں برطانیہ لا کر ان کی تاریخ میں ایک کردار ادا کیا۔ اس نے انہیں کنگ چارلس دوم کو دے دیا، جس نے انہیں 1661 میں سائنسی مطالعہ کے لیے رائل سوسائٹی (جو پچھلے سال بنائی گئی تھی) کے حوالے کیا۔ رائل سوسائٹی کی کئی ابتدائی اشاعتیں بوندوں کے بارے میں بیان کرتی ہیں اور کیے گئے تجربات کو بیان کرتی ہیں۔ ان اشاعتوں میں رابرٹ ہک کا 1665 کا مائیکروگرافیا بھی شامل تھا، جس نے بعد میں ہک کا قانون دریافت کیا۔ اس کی اشاعت نے پرنس روپرٹ کے قطرے کے بارے میں جو کچھ کہا جا سکتا ہے اس کے بارے میں اس وقت موجود مکمل تفہیم کے بغیر، لچک (جس میں خود ہک نے بعد میں حصہ ڈالا) اور دراڑوں کے پھیلاؤ سے ٹوٹنے والے مواد کی ناکامی کے بارے میں درست طریقے سے بیان کیا۔ درار کے پھیلاؤ کی مکمل تفہیم کو اے کے کام تک انتظار کرنا پڑا۔ 1920 میں اے۔ گریفتھ۔ 1994 میں، پرڈیو یونیورسٹی میں انجینئرنگ کے پروفیسر سری نواسن چندرشیکھر اور کیمبرج یونیورسٹی میں میٹریل گروپ کے سربراہ منور چودھری نے ڈراپ بکھرنے کے عمل کا مشاہدہ کرنے کے لیے تیز رفتار فریمنگ فوٹو گرافی کا استعمال کیا اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ جب کہ قطروں کی سطح انتہائی کمپریسیو تناؤ کا تجربہ کرتی ہے، اندرونی طور پر ہائی ٹینشن قوتوں کا تجربہ ہوتا ہے، جس سے غیر مساوی توازن کی حالت پیدا ہوتی ہے جسے دم توڑ کر آسانی سے پریشان کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، اس نے یہ سوال چھوڑ دیا کہ پرنس روپرٹ کے ڈراپ کے دوران تناؤ کیسے تقسیم ہوتے ہیں۔ 2017 میں شائع ہونے والی ایک مزید تحقیق میں، ٹیم نے ایسٹونیا میں ٹالن یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی کے پروفیسر ہلر ابین کے ساتھ مل کر ٹرانسمیشن پولرسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے سرخ ایل ای ڈی سے روشنی کی نظری رکاوٹ کی پیمائش کرنے کے لیے تعاون کیا جب وہ شیشے کے قطرے سے گزرتی تھی، اور اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے پورے قطرے میں تناؤ کی تقسیم کی تعمیر کی۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ قطروں کے سروں میں سطح کا کمپریسیو تناؤ اس سے کہیں زیادہ ہوتا ہے جس کے بارے میں پہلے سوچا گیا تھا، لیکن یہ کہ یہ سطح کی کمپریسیو پرت بھی پتلی ہے، جو ایک قطر کے سر کے قطر کا صرف 10 فیصد ہے۔ اس سے سطح کو ایک اعلی فریکچر طاقت ملتی ہے جس کا مطلب ہے کہ بوند کو توڑنے کے لیے اندرونی تناؤ والے علاقے میں داخل ہونے والی دراڑ پیدا کرنا ضروری ہے۔ چونکہ سطح پر دراڑیں سطح کے متوازی بڑھتی ہیں، اس لیے وہ تناؤ والے علاقے میں داخل نہیں ہو سکتیں لیکن دم میں خلل پڑنے سے دراڑیں تناؤ والے علاقے میں داخل ہو سکتی ہیں۔ پرنس روپرٹ کے قطروں کی ابتدائی تاریخ کا ایک علمی بیان لندن کی رائل سوسائٹی کے نوٹس اینڈ ریکارڈز میں دیا گیا ہے، جہاں قطروں کا زیادہ تر ابتدائی سائنسی مطالعہ کیا گیا تھا۔ سائنسی استعمال بجھانے کے ذریعے سخت شیشے کی تیاری کا عمل شاید بوندوں کے مطالعہ سے متاثر تھا، کیونکہ اسے انگلینڈ میں پیرس کے فرانکوئس بارتھلیمی الفریڈ رویر ڈی لا باسٹی نے 1874 میں پیٹنٹ کرایا تھا، جس کے صرف ایک سال بعد وی ڈی لوینس نے ان کے ساتھ اپنے تجربات کے بیانات شائع کیے تھے۔ یہ کم از کم 19 ویں صدی سے معلوم ہے کہ پرنس روپرٹ کے قطرے جیسی شکلیں آتش فشاں لاوا میں بعض حالات میں پیدا ہوتی ہیں۔ حال ہی میں یونیورسٹی آف برسٹل اور یونیورسٹی آف آئس لینڈ کے محققین نے فعال آتش فشاں میں ذخیرہ شدہ تھرمل تناؤ سے چلنے والے میگما کے ٹکڑے ٹکڑے اور راکھ کی تشکیل کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے لیبارٹری میں پرنس روپرٹ کے قطرے کے دھماکہ خیز ٹکڑے سے پیدا ہونے والے شیشے کے ذرات کا مطالعہ کیا ہے۔ ادبی حوالہ جات پارٹی کے ٹکڑے کے طور پر ان کے استعمال کی وجہ سے، پرنس روپرٹ کے قطرے 17 ویں صدی کے آخر میں بڑے پیمانے پر مشہور ہوئے-آج کے مقابلے میں کہیں زیادہ۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ تعلیم یافتہ لوگوں (یا "معاشرے" میں رہنے والے) سے توقع کی جاتی تھی کہ وہ اس وقت کے ادب میں ان کے استعمال سے ان سے واقف ہوں گے۔ سیموئل بٹلر نے 1663 میں اپنی نظم ہودیبراس میں انہیں استعارہ کے طور پر استعمال کیا، اور پیپس نے اپنی ڈائری میں ان کا حوالہ دیا۔ ان بوندوں کو گریشم کالج (1663) کے گمنام بلیڈ کی ایک آیت میں امر کر دیا گیا تھا: ڈائریسٹ جارج ٹیمپلٹن اسٹرانگ نے 1867 کے موسم سرما کے دوران نیویارک شہر کے مشرقی دریا میں پیدل چلنے والوں کی برف کے خطرناک اچانک ٹوٹنے کے بارے میں لکھا (جلد 4، صفحہ 122) کہ "برف پرنس روپرٹ کے بوند کی طرح ایک ہی وقت میں ٹکڑوں میں چمک گئی"۔ الفریڈ جیری کا 1902 کا ناول سپر میل ایک ناکام ڈیوائس سے گرنے والے پگھلے ہوئے شیشے کے قطرے کی مشابہت میں ان قطروں کا حوالہ دیتا ہے جس کا مقصد سپر مین کے جسم سے گیارہ ہزار وولٹ بجلی منتقل کرنا ہے۔ سگمنڈ فرائیڈ، گروپ سائیکولوجی اینڈ دی اینالیسس آف دی ایگو (1921) میں فوجی گروہوں کی تحلیل پر بحث کرتے ہوئے، رہنما کے گم ہونے کے نتیجے میں پیدا ہونے والی گھبراہٹ کو نوٹ کرتے ہیں: "گروپ دھول میں غائب ہو جاتا ہے، جیسے پرنس روپرٹ کے قطرے کی طرح جب اس کی دم ٹوٹ جاتی ہے۔" ای آر ایڈیسن کا 1935 کا ناول مسٹریس آف مسٹریس آخری باب میں روپرٹ کے قطروں کا حوالہ دیتا ہے جب فیورینڈا ان کا ایک پورا مجموعہ ترتیب دیتی ہے۔ مائیکل انس (جے آئی ایم اسٹیورٹ) کے 1940 کے جاسوس ناول دیئر کیم بوتھ مسٹ اینڈ سنو میں، ایک کردار غلط طریقے سے انہیں "ویرونا ڈراپز" کے طور پر حوالہ دیتا ہے ؛ جاسوس سر جان ایپلبی نے ناول کے آخر میں اس غلطی کو درست کیا ہے۔ اپنے 1943 کے ناول کانجور وائف میں، فرٹز لیبر نے پرنس روپرٹ کے قطروں کو کئی کرداروں کی شخصیات کے اتار چڑھاؤ کے استعارے کے طور پر استعمال کیا ہے۔ یہ چھوٹے قصبے کے کالج کے فیکلٹی والے لوگ بظاہر پرسکون اور غیر متزلزل نظر آتے ہیں، لیکن محض "تنت کی جھلک" پر "پھٹ جاتے ہیں"۔ پیٹر کیری نے اپنے 1988 کے ناول آسکر اور لوسنڈا کے قطروں کے لیے ایک باب وقف کیا ہے۔ ترقی پسند راک بینڈ کنگ کرمسن کے 1970 کے تیسرے اسٹوڈیو البم لیزرڈ کے ٹائٹل دینے والے سوٹ میں دونوں حصے شامل ہیں جو پرنس روپرٹ کے ایک افسانوی ورژن کے ساتھ ساتھ "دی بیٹل آف گلاس ٹائرز" نامی ایک توسیعی حصے کا حوالہ دیتے ہیں۔ تھرمل اسٹریس بولوگنا بوتل کے حوالہ جات مزید پڑھنا سر رابرٹ موری (1661) بھی دیکھیں۔ "این اکاؤنٹ آف دی گلاس ڈراپز"، رائل سوسائٹی (نقل شدہ، آرکائیو حوالہ)۔ بیرونی لنکس PrinceRupertsDrop.com تیز رفتار سلو موشن ویڈیو مظاہرے۔ میوزیم آف گلاس پاپولر سائنس کے مضمون سے پرنس روپرٹ کے قطروں کی تیاری اور توڑ کو دکھانے والی ویڈیو جس میں پرنس روپرٹ کے قطروں کی تفصیل دی گئی ہے سابق افسانہ ساز ایڈم سیویج اور جیمی ہائنمین روپرٹ کے قطروں کا مظاہرہ کرتے ہیں، بشمول اندرونی دباؤ شیشے کی اقسام کا خاکہ سائنس کے مظاہر جدید اشیاء سیال میکانکس