Weber electrodynamics
ویبر الیکٹرو ڈائنامکس میکس ویلم ایڈورڈ ویبر کے تیار کردہ میکسویل الیکٹرو ڈائنامکس کا ایک تاریخی متبادل ہے۔ اس نظریہ میں کولمب کا قانون رفتار پر منحصر ہو جاتا ہے۔ ویبر برقی حرکیات برقی مقناطیسی لہروں کو بیان نہیں کرتی اور خصوصی اضافیت کے ساتھ مطابقت نہیں رکھتی ہے۔ ریاضیاتی تفصیل ویبر برقی حرکیات کے مطابق، قوت () نقطہ چارجز پر بیک وقت کام کرتی ہے اور، اس سے دی جاتی ہے کہ ویکٹر کہاں جڑا ہوا ہے اور، نقطے وقت کے مشتقات کو ظاہر کرتے ہیں اور روشنی کی رفتار ہے۔ اس حد میں کہ رفتار اور رفتار کم ہیں (یعنی۔ )، یہ معمول کے کولمب کے قانون تک کم ہو جاتا ہے۔ یہ ممکنہ توانائی سے حاصل کیا جا سکتا ہے: ممکنہ توانائی سے ویبر کی قوت حاصل کرنے کے لیے، ہم سب سے پہلے قوت کو اس طرح ظاہر کرتے ہیں۔ پوٹینشل کے مشتق کو لیتے ہوئے، ہم اسے نوٹ کرتے ہیں۔ میکسویل کی مساوات میں، اس کے برعکس، قریبی چارجز سے چارج پر قوت F کا حساب جیفمینکو کی مساوات کو لورینٹز فورس قانون کے ساتھ ملا کر لگایا جا سکتا ہے۔ متعلقہ ممکنہ توانائی تقریبا ہے: جہاں اور کی رفتار اور ہیں، بالترتیب، اور جہاں نسبتا اور رکاوٹ کے اثرات کو سادگی کے لیے خارج کیا جاتا ہے۔ ڈارون لاگرانجین دیکھیں۔ ان تاثرات کا استعمال کرتے ہوئے، ایمپیئر کے قانون اور فیراڈے کے قانون کی باقاعدہ شکل حاصل کی جا سکتی ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ ویبر الیکٹرو ڈائنامکس بائیوٹ ساورٹ قانون جیسے اظہار کی پیش گوئی نہیں کرتا ہے اور ایمپیئر کے قانون اور بائیوٹ ساورٹ قانون کے درمیان اختلافات کی جانچ ویبر الیکٹرو ڈائنامکس کی جانچ کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ رفتار پر منحصر ممکنہ توانائی 1848 میں، اپنی برقی حرکیات قوت () کی نشوونما کے صرف دو سال بعد، ویبر نے ایک رفتار پر منحصر ممکنہ توانائی پیش کی جس سے یہ قوت حاصل کی جا سکتی ہے، یعنی: یہ نتیجہ قوت () کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے کیونکہ قوت کو ممکنہ میدان کے ویکٹر میلان کے منفی کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، یعنی، اس پر غور کرتے ہوئے، ممکنہ توانائی کو علامت کے حوالے سے () کو مربوط اور تبدیل کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے: جہاں انضمام کے مستقل کو نظر انداز کیا جاتا ہے کیونکہ وہ نقطہ جہاں ممکنہ توانائی صفر ہے من مانی طور پر منتخب کیا جاتا ہے۔ قوت () کی آخری دو اصطلاحات متحد ہو سکتی ہیں اور اس کے حوالے سے مشتق کے طور پر لکھی جا سکتی ہیں۔ زنجیر اصول کے مطابق، ہمارے پاس وہ ہے، اور اس کی وجہ سے، ہم دیکھتے ہیں کہ پوری قوت کو دوبارہ لکھا جا سکتا ہے جہاں پروڈکٹ اصول استعمال کیا گیا تھا۔ لہذا، قوت () کو اس طرح لکھا جا سکتا ہے کہ یہ اظہار اب آسانی سے مربوط کیا جا سکتا ہے، اور سگنل کو تبدیل کرتے ہوئے ہم ویبر برقی حرکیات میں اس قوت کے لیے ایک عمومی رفتار پر منحصر ممکنہ توانائی کا اظہار حاصل کرتے ہیں: میکسویل اور ویبر برقی حرکیات میں نیوٹن کا تیسرا قانون میکسویل برقی حرکیات میں، نیوٹن کا تیسرا قانون ذرات کے لیے نہیں ہے۔ اس کے بجائے، ذرات برقی مقناطیسی میدانوں پر قوتیں لگاتے ہیں، اور میدان ذرات پر قوتیں لگاتے ہیں، لیکن ذرات دوسرے ذرات پر براہ راست قوتیں نہیں لگاتے۔ لہذا، دو قریبی ذرات ہمیشہ برابر اور مخالف قوتوں کا تجربہ نہیں کرتے ہیں۔ اس سے متعلق، میکسویل الیکٹرو ڈائنامکس پیش گوئی کرتی ہے کہ رفتار کے تحفظ اور کونیی رفتار کے تحفظ کے قوانین صرف اس صورت میں درست ہیں جب ذرات کی رفتار اور آس پاس کے برقی مقناطیسی شعبوں کی رفتار کو مدنظر رکھا جائے۔ تمام ذرات کی کل رفتار لازمی طور پر محفوظ نہیں ہے، کیونکہ ذرات اپنی رفتار میں سے کچھ برقی مقناطیسی شعبوں میں منتقل کر سکتے ہیں یا اس کے برعکس۔ تابکاری کے دباؤ کا معروف رجحان یہ ثابت کرتا ہے کہ برقی مقناطیسی لہریں درحقیقت مادے پر "دھکا" لگانے کے قابل ہوتی ہیں۔ مزید تفصیلات کے لیے میکسویل اسٹریس ٹینسر اور پوائنٹنگ ویکٹر دیکھیں۔ ویبر قوت کا قانون بالکل مختلف ہے: تمام ذرات، سائز اور کمیت سے قطع نظر، بالکل نیوٹن کے تیسرے قانون کی پیروی کریں گے۔ لہذا، ویبر الیکٹرو ڈائنامکس، میکسویل الیکٹرو ڈائنامکس کے برعکس، ذرہ مومنٹم کا تحفظ اور ذرہ کونیی مومنٹم کا تحفظ ہے۔ پیش گوئیاں ویبر ڈائنامکس کو مختلف مظاہر کی وضاحت کے لیے استعمال کیا گیا ہے جیسے کہ تیز دھاروں کے سامنے آنے پر تار پھٹ جاتے ہیں۔ مختلف کوششوں کے باوجود، کولمب کے قانون میں رفتار پر منحصر اور/یا ایکسلریشن پر منحصر اصلاح کا کبھی مشاہدہ نہیں کیا گیا، جیسا کہ اگلے حصے میں بیان کیا گیا ہے۔ مزید برآں، ہرمن وان ہیلم ہولٹز نے مشاہدہ کیا کہ ویبر الیکٹروڈائنامکس نے پیش گوئی کی ہے کہ بعض ترتیبات کے تحت چارجز اس طرح کام کر سکتے ہیں جیسے ان میں منفی جمود کمیت ہو، جس کا مشاہدہ بھی کبھی نہیں کیا گیا۔ (تاہم کچھ سائنسدانوں نے ہیلم ہولٹز کی دلیل سے اختلاف کیا ہے۔) تجرباتی ٹیسٹ رفتار پر منحصر ٹیسٹ رفتار-اور میکس ویل کی مساوات میں ایکسلریشن پر منحصر اصلاحات ویبر الیکٹرو ڈائنامکس میں پیدا ہوتی ہیں۔ رفتار پر منحصر نئی اصطلاح کی سب سے مضبوط حدود کنٹینرز سے گیسوں کو نکالنے اور یہ مشاہدہ کرنے سے آتی ہیں کہ آیا الیکٹران چارج ہو جاتے ہیں۔ تاہم، چونکہ ان حدود کو مقرر کرنے کے لیے استعمال ہونے والے الیکٹران کولمب باؤنڈ ہوتے ہیں، اس لیے ری نارملائزیشن کے اثرات رفتار پر منحصر اصلاحات کو منسوخ کر سکتے ہیں۔ دیگر تلاشوں نے کرنٹ لے جانے والے سولینائڈز کو گھمایا ہے، دھاتوں کو ٹھنڈا کرتے ہوئے مشاہدہ کیا ہے، اور بڑی بہاؤ کی رفتار حاصل کرنے کے لیے سپر کنڈکٹرز کا استعمال کیا ہے۔ ان میں سے کسی بھی تلاش میں کولمب کے قانون سے کوئی تضاد نہیں دیکھا گیا ہے۔ ذرہ بیموں کے چارج کا مشاہدہ کرنا کمزور حدود فراہم کرتا ہے، لیکن زیادہ رفتار والے ذرات کے لیے میکسویل کی مساوات میں رفتار پر منحصر اصلاحات کی جانچ کرتا ہے۔ ایکسلریشن پر منحصر ٹیسٹ ایک کروی کنڈکٹنگ شیل کے اندر ٹیسٹ چارجز مختلف طرز عمل کا تجربہ کریں گے جو اس قوت کے قانون پر منحصر ہے جس کے تحت ٹیسٹ چارج ہوتا ہے۔ ایک گول کنڈکٹر کے اندر ایک نین لیمپ کی ارتعاش تعدد کی پیمائش کرکے جو ہائی وولٹیج سے متعصبانہ ہو، اس کی جانچ کی جا سکتی ہے۔ ایک بار پھر، میکسویل کے نظریہ سے کوئی اہم انحراف نہیں دیکھا گیا ہے۔ کوانٹم الیکٹرو ڈائنامکس (کیو ای ڈی) سے تعلق شاید طبیعیات میں سب سے زیادہ سخت جانچ شدہ نظریہ ہے، جس میں انتہائی غیر معمولی پیش گوئیوں کی تصدیق 10 حصوں فی ارب سے بہتر درستگی کے ساتھ کی گئی ہے: کیو ای ڈی کے صحت سے متعلق ٹیسٹ دیکھیں۔ چونکہ میکسویل کی مساوات کو کیو ای ڈی کی مساوات کی کلاسیکی حد کے طور پر اخذ کیا جا سکتا ہے، اس لیے اس کا نتیجہ یہ ہے کہ اگر کیو ای ڈی درست ہے (جیسا کہ مرکزی دھارے کے طبیعیات دانوں کا وسیع پیمانے پر ماننا ہے)، تو میکسویل کی مساوات اور لورینٹز قوت کا قانون بھی درست ہیں۔ اگرچہ یہ ظاہر کیا گیا ہے کہ، بعض پہلوؤں میں، ویبر فورس فارمولا میکسویل کی مساوات اور لورینٹز فورس کے مطابق ہے، لیکن وہ بالکل مساوی نہیں ہیں-اور زیادہ خاص طور پر، وہ مختلف متضاد پیش گوئیاں کرتے ہیں جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے۔ لہذا، وہ دونوں درست نہیں ہو سکتے۔ مزید پڑھنے والے حوالہ جات آندرے کوچ ٹورس ایسس: ویبر کی برقی حرکیات۔ کلور اکاڈ۔ اشاعت۔، ڈورڈرچٹ 1994،۔ برقی حرکیات