پارٹیکل فزکس فزکس کی ایک شاخ ہے جو ذرات کی نوعیت کا مطالعہ کرتی ہے جو مادے اور تابکاری کو تشکیل دیتے ہیں۔ اگرچہ یہ ذرات ننگی آنکھ سے نظر نہیں آتے لیکن ان کے اثرات واقعی کائنات پر بہت زیادہ ہیں۔ یہ فیلڈ مادے کے سب سے چھوٹے اجزاء کی تحقیقات کرتا ہے اور وہ ایک دوسرے کے ساتھ کیسے تعامل کرتے ہیں۔ ان ذرات اور ان کے تعامل کو سمجھنے سے ہمیں کائنات کو بڑے پیمانے پر سمجھنے میں مدد ملتی ہے۔
پارٹیکل فزکس کا معیاری ماڈل ایک نظریہ ہے جو کائنات میں چار معلوم بنیادی قوتوں میں سے تین کو بیان کرتا ہے (برقی مقناطیسی، کمزور اور مضبوط تعاملات، لیکن کشش ثقل نہیں) اور تمام معلوم ابتدائی ذرات کی درجہ بندی کرتا ہے۔ یہ ذرات کو دو اہم گروہوں میں تقسیم کرتا ہے: فرمیون اور بوسنز۔
فرمیون مادے کی تعمیر کے بلاکس ہیں۔ ان کے پاس آدھے عدد کا گھماؤ ہوتا ہے اور وہ پاؤلی اخراج کے اصول کی پابندی کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ کوئی بھی دو فرمیون بیک وقت ایک ہی کوانٹم حالت پر قبضہ نہیں کر سکتے۔ فرمیون کو مزید لیپٹون اور کوارک میں درجہ بندی کیا گیا ہے۔
بوسنز وہ ذرات ہیں جو قوتیں لے جاتے ہیں اور انٹیجر سپن ہوتے ہیں۔ وہ پاؤلی کے اخراج کے اصول کو نہیں مانتے۔ معیاری ماڈل میں بوسنز کی چار اقسام ہیں:
کائنات میں، چار بنیادی تعاملات ہیں جو تمام مادے اور توانائی کے رویے کو کنٹرول کرتی ہیں۔ معیاری ماڈل کامیابی کے ساتھ ان میں سے تین کی وضاحت کرتا ہے:
کشش ثقل، چوتھی قوت، کو ابھی تک معیاری ماڈل نے بیان نہیں کیا ہے۔ اس کی وضاحت جنرل ریلیٹیویٹی کے نظریہ سے کی گئی ہے اور خیال کیا جاتا ہے کہ اس میں ثالثی ایک نظریاتی ذرہ ہے جسے کشش ثقل کہا جاتا ہے۔
پارٹیکل فزکس کا مطالعہ کرنے کے لیے، سائنس دان بڑی مشینوں کا استعمال کرتے ہیں جنہیں پارٹیکل ایکسلریٹر کہا جاتا ہے تاکہ تیز رفتاری اور تیز توانائی سے ذرات کو ٹکرایا جا سکے۔ یہ تصادم نئے ذرات پیدا کرتے ہیں اور محققین کو ان ذرات کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔
جنیوا، سوئٹزرلینڈ کے قریب CERN میں Large Hadron Collider (LHC) دنیا کا سب سے بڑا اور سب سے طاقتور پارٹیکل ایکسلریٹر ہے۔ ہگز بوسون کی دریافت میں اس کا اہم کردار تھا۔
کوانٹم فیلڈ تھیوری پارٹیکل فزکس کا تھیوریٹیکل فریم ورک ہے۔ یہ کوانٹم میکانکس اور خصوصی اضافیت کو یکجا کرتا ہے۔ QFT ذرات کو ان کے بنیادی شعبوں کی پرجوش ریاستوں کے طور پر بیان کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، فوٹون برقی مقناطیسی میدان کے اتیجیت ہیں، اور الیکٹران الیکٹران فیلڈ کے اتیجیت ہیں۔
ہر ذرہ کے لیے، مخالف الیکٹریکل چارج کے ساتھ ایک اینٹی پارٹیکل موجود ہے۔ جب کوئی ذرہ اپنے اینٹی پارٹیکل سے ملتا ہے، تو وہ ایک دوسرے کو فنا کرتے ہیں، گاما شعاعیں پیدا کرتے ہیں۔ اینٹی میٹر کو میڈیکل امیجنگ میں استعمال کیا جاتا ہے اور یہ کائنات میں مادے اور اینٹی میٹر کے درمیان عدم توازن کو سمجھنے کے لیے تحقیق کا موضوع ہے۔
نیوٹرینو انتہائی ہلکے، غیر جانبدار ذرات ہیں جو دوسرے مادے کے ساتھ بہت کمزور تعامل کرتے ہیں۔ ہر سیکنڈ میں اربوں نیوٹرینو ہمارے پاس سے گزرتے ہیں، زیادہ تر کسی کا دھیان نہیں جاتا۔ نیوٹرینو سورج اور دیگر فلکیاتی ذرائع سے آتے ہیں۔ وہ ستاروں کے عمل اور کائنات کی ساخت کو سمجھنے کے لیے اہم ہیں۔
پارٹیکل فزکس ایک دلچسپ اور پیچیدہ شعبہ ہے جو کائنات کے بنیادی اجزاء اور قوتوں کو دریافت کرتا ہے۔ LHC جیسے پارٹیکل ایکسلریٹر اور اسٹینڈرڈ ماڈل اور کوانٹم فیلڈ تھیوری جیسے نظریاتی فریم ورک کا استعمال کرتے ہوئے تجربات کے ذریعے، سائنس دان کائنات کے اسرار سے پردہ اٹھاتے رہتے ہیں، ایک وقت میں ایک ذرہ۔
