Movatterモバイル変換

[0]ホーム
URL:

सामग्री पर जाएँ
विकिपीडिया
खोजें

प्रति-कण

मुक्त ज्ञानकोश विकिपीडिया से

प्रतिद्रव्य

परिशून्यन
Diagram illustrating the particles and antiparticles of electron, neutron and proton, as well as their "size" (not to scale). It is easier to identify them by looking at the total mass of both the antiparticle and particle. On the left, from top to bottom, is shown an electron (small red dot), a proton (big blue dot), and a neutron (big dot, black in the middle, gradually fading to white near the edges). On the right, from top to bottom, are show the antielectron (small blue dot), antiproton (big red dot) and antineutron (big dot, white in the middle, fading to black near the edges).
कण (बायें) और प्रति-कण (दायें) के आकार और विद्युत आवेश का चित्रण। ऊपर से नीचेइलेक्ट्रॉन/पोजीट्रॉन,प्रोटॉन/प्रतिप्रोटोन,न्यूट्रॉन/प्रतिन्यूट्रॉन.

किसी भीकण से संबद्ध प्रतिकण भी होता है जिसका द्रव्यमान अभिन्न होता है लेकिन विद्युत आवेश विपरीत होता है। उदाहरण के लियेइलेक्ट्रॉन का प्रति-कण प्रति-इलेक्ट्रॉन एक धनावेशित कण जिसेपोजीट्रॉन कहते हैं, सामान्यतः इसे रेडियोधर्मी पदार्थों के क्षय से बनाया जाता है।

प्रकृति के नियम कणों और प्रतिकणो के लिये लगभग सममितीय होते हैं। उदाहरण के लिये एकप्रतिप्रोटोन औरपोजीट्रॉन सेप्रति-हाइड्रोजनपरमाणु का निर्माण होता है, जिसके गुणधर्म भीहाइड्रोजनपरमाणु के समान ही हैं।

इतिहास

[संपादित करें]

प्रयोग

[संपादित करें]

प्रतिप्रोटोन और प्रति-न्यूट्रोन की खोज कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में १९५५ में एमिलियो जिनो सेग्रे औरओवेन चेम्बेर्लैन ने की। तब तककण त्वरक प्रयोगों में कई अन्य अर्द्ध-परमाणविक कणों के प्रति-कणों की खोज हो चुकी थी। हाल ही के वर्षों में प्रति-पदार्थ के परमाणु, विशिष्ट विद्युत-चुम्बकीय क्षेत्रों की उपस्थिति में प्रति-प्रोटॉनों व पोजीट्रॉनों के संकलन से बन चुके हैं।[1]

कोटर सिद्धान्त

[संपादित करें]

...प्रमात्रा क्षेत्र सिद्धान्त के विकास ने अनावश्यक रूप से कोटर सिद्धान्त की व्याख्या होती है, यहाँ तक की कुछ पुस्तकों में भी इसको उचित ठहराया गया है।

स्टीवन वैनबर्ग[2]

डिराक समीकरण को हल करने पर हमें ऋणात्मक ऊर्जा की क्वांटम (प्रमात्रा) अवस्था प्राप्त होती है। परिणाम स्वरुप एक [इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा को विकिरित करते हुये ऋणात्मक ऊर्जा अवस्था को प्राप्त हो सकता है।

कण-प्रतिकण विलोपन

[संपादित करें]
मुख्य लेख:विलोपन
Feynman diagram of a kaon oscillation. A straight red line suddenly turns purple, showing a kaon changing into an antikaon. A medallion is show zooming in on the region where the line changes color. The medallion shows that the line is not straight, but rather that at the place the kaon changes into an antikaon, the red line breaks into two curved lines, corresponding the production of virtual pions, which rejoin into the violet line, corresponding to the annihilation of the virtual pions.
एक कल्पित पायोन युग्म जो की कायोन के गमन को प्रभावित करता है जिसके परिणामस्वरूप एक उदासीन कायोन का मिश्रण प्रति-कायोन से होता है।

यदि एक कण और प्रति-कण यथोचित क्वांटम अवस्था में हैं तो वो दोनों एक दूसरे को विलुप्त करके कोई अन्य कण का निर्माण कर सकते हैं। अभिक्रिया e- + e+ → γ + γ (इलेक्ट्रॉन-पोजीट्रॉन का दो फ़ोटोनो में विलोपन) एक उदाहरण है। मुक्त आकाश में e- + e+ → γ (इलेक्ट्रॉन-पोजीट्रॉन का एकल फ़ोटोन में विलोपन) सम्भव नहीं है क्योंकि इस अभिक्रिया मेंऊर्जा वसंवेग संरक्षण दोनों एक साथ सम्भव नहीं हैं। यद्यपिनाभिक के कुलाम क्षेत्र में यह सम्भव है।

प्रति-कणों के गुणधर्म

[संपादित करें]

कण और प्रतिकण की क्वांटम अवस्थाओं का आवेश संयुग्मन (C), पैरिटी (Parity) (P) और समय व्युत्क्रमण (T) संकारको को आरोपित करके विनिमय किया जा सकता है। यदि|p,σ,n⟩{\displaystyle |p,\sigma ,n\rangle } को क्वांटम अवस्था से निरुपित किया जाये जहाँ कण (n) का संवेगp, स्पिनJ जिसका z-दिशा में घटक σ है, तब

CPT |p,σ,n⟩ = (−1)J−σ |p,−σ,nc⟩,{\displaystyle CPT\ |p,\sigma ,n\rangle \ =\ (-1)^{J-\sigma }\ |p,-\sigma ,n^{c}\rangle ,}

जहाँnc आवेश संयुग्मन अवस्था को निरुपित करता है, जो कि प्रतिकण अवस्था है। यदिT गतिकी की एक अच्छी सममिति है तो

T |p,σ,n⟩ ∝ |−p,−σ,n⟩,{\displaystyle T\ |p,\sigma ,n\rangle \ \propto \ |-p,-\sigma ,n\rangle ,}
CP |p,σ,n⟩ ∝ |−p,σ,nc⟩,{\displaystyle CP\ |p,\sigma ,n\rangle \ \propto \ |-p,\sigma ,n^{c}\rangle ,}
C |p,σ,n⟩ ∝ |p,σ,nc⟩,{\displaystyle C\ |p,\sigma ,n\rangle \ \propto \ |p,\sigma ,n^{c}\rangle ,}

जहाँ अनुक्रमानुपाती चिह्न दर्शाता है कि यहाँ कला दक्षिण हस्थ दिशा में हो सकती है। अन्य शब्दों में कण और प्रतिकण का

  • द्रव्यमानm अभिन्न होना चाहिए।
  • स्पिन अवस्थाJ अभिन्न होनी चाहिए।
  • विद्युत आवेशq और-q विपरीत होने चाहियें।

क्वांटम क्षेत्र सिद्धान्त

[संपादित करें]

यह अनुभागक्वांटम क्षेत्र सिद्धान्त केविहित प्रमात्रिकरण के संकेत-चिह्न, भाषा और सुझाव पर आधारित है।

जब हम विलोपन और उपोजक (creation) संकारकों के बिना इलेक्ट्रोन के प्रमात्रिकरण करते हैं तो

ψ(x)=∑kuk(x)ake−iE(k)t,{\displaystyle \psi (x)=\sum _{k}u_{k}(x)a_{k}e^{-iE(k)t},\,}

जहाँ क्वांटम संख्याp और σ का द्योतकk है और ऊर्जा कोE(k), विलोपन संकारक कोak से प्रदर्शित किया गया है। जब हम फर्मियोनों की बात करते हैं तो संकारक को प्रति क्रमविनिमय गुणधर्म का पालन करना चाहिए तथापिहेमिल्टोनियन को निम्नलिखित प्रकार से लिखा जा सकता है

H=∑kE(k)ak†ak,{\displaystyle H=\sum _{k}E(k)a_{k}^{\dagger }a_{k},\,}

लेकिन यहाँHप्रत्याशित मान का धनात्मक होना आवश्यक नहीं है क्योंकि "E(k)" का मान धनात्मक और ऋणात्मक कुछ भी हो सकता है और creation तथा विलोपन संकारकों के संयोजन का प्रत्याशित मान १ और ० हो सकता है

अतः हमें प्रति-कण प्रस्तावित करना पड़ता है जिसके creation और विलोपन संकारक निम्नलिखित सम्बंध को संतुष्ट करते हों

bk′=ak†{\displaystyle b_{k\prime }=a_{k}^{\dagger }\,} औरbk′†=ak,{\displaystyle b_{k\prime }^{\dagger }=a_{k},\,}

जहाँ अभिन्नp व विपरित σ और ऊर्जा के विपरित चिह्न द्योतकk है। तब हम इसे क्षेत्र को पुनः लिख सकते हैं

ψ(x)=∑k+uk(x)ake−iE(k)t+∑k−uk(x)bk†e−iE(k)t,{\displaystyle \psi (x)=\sum _{k_{+}}u_{k}(x)a_{k}e^{-iE(k)t}+\sum _{k_{-}}u_{k}(x)b_{k}^{\dagger }e^{-iE(k)t},\,}

जहाँ प्रथम योग धनात्मक ऊर्जा अवस्थाओं व द्वितीय योग ऋणात्मक ऊर्जा अवस्थाओं के लिये है। ऊर्जा

H=∑k+Ekak†ak+∑k−|E(k)|bk†bk+E0,{\displaystyle H=\sum _{k_{+}}E_{k}a_{k}^{\dagger }a_{k}+\sum _{k_{-}}|E(k)|b_{k}^{\dagger }b_{k}+E_{0},\,}

जहाँE0 एक अनन्त ऋणात्मक नियतांक है।निर्वात अवस्था शून्य कण व प्रतिकणak|0⟩=0{\displaystyle a_{k}|0\rangle =0} औरbk|0⟩=0{\displaystyle b_{k}|0\rangle =0} अवस्था है। अतः निर्वात की ऊर्जाE0 प्राप्त होती है। चूँकि सभी ऊर्जाएँ निर्वात के आपेक्षिक मापी जाती हैं,H धनात्मक निश्चित है।

फाइनमेन–स्टैकलबर्ग विवेचन

[संपादित करें]

इन्हें भी देखें

[संपादित करें]

सन्दर्भ

[संपादित करें]
  1. ↑"संग्रहीत प्रति". 15 जनवरी 2013 को मूल सेपुरालेखित. अभिगमन तिथि: 17 फ़रवरी 2013.
  2. ↑वैनबर्ग, स्टीवन.प्रमात्रा क्षेत्र सिद्धान्त, भाग-1 : मूल. p. 14.ISBN 0-521-55001-7.
"https://hi.wikipedia.org/w/index.php?title=प्रति-कण&oldid=6232661" से प्राप्त
श्रेणियाँ:
[8]ページ先頭
©2009-2025 Movatter.jp