【فزکس کی باتیں】 گیس کے مولیکیول لگاتار حرارتی حرکت کرتے رہتے ہیں۔

براؤنیان حرکت: کیا کہا جاسکتا ہے کہ کائنات مولیکیولوں سے مل کر بنی ہے؟ کیا یہ ایٹموں، فوٹونوں، نیوٹرونوں جیسے ذرات، اور ڈارک میٹر، ڈارک انرجی جیسی چیزوں سے تشکیل نہیں ہے؟

سالمے، ایٹموں سے مل کر بنتے ہیں۔ ایٹم، نیوکلیئس اور اس کے باہر موجود الیکٹرونوں سے مل کر بنتا ہے۔ نیوکلیئس، پروٹونوں اور نیوٹرونوں سے مل کر بنتا ہے۔

یہ کافی درست نہیں ہے۔ ذرہ کے مرکز میں شاید صرف پروٹون ہی ہوتے ہیں (H11 ہائڈروجن)۔

　مطلق صفر (Absolute Zero)، تھرموڈائنامکس میں درجہ حرارت کی سب سے کم سطح ہے، لیکن یہ صرف ایک نظریاتی حد ہے۔ تھرموڈائنامکس میں درجہ حرارت کی پیمائش کا یونٹ “کیلون” ہے۔ مطلق صفر، دراصل کیلون درجہ حرارتی پیمانے کا صفر نقطہ ہے۔ 0 کیلون، درجہ حرارت کے سیلسیس پیمانے کے مطابق، منفی 273.15 ڈگری سیلسیس کے برابر ہے؛ یعنی یہ 0 کیلون ہے۔ اس درجہ حرارت پر، اجسام کے مولیکیولوں کی حرکیاتی توانائی صفر ہوتی ہے، لیکن ان کی پوٹینشل توانائی صفر نہیں ہوتی۔ اس لیے اس حالت میں اجسام کی داخلی توانائی بھی صفر نہیں ہوتی۔ کسی مادہ کا درجہ حرارت، اس کے اندر موجود ایٹموں، سالموں اور دیگر ذرات کی حرکیاتی توانائی پر منحصر ہوتا ہے۔ میکسویل-بولزمان تقسیم کے مطابق، جتنی زیادہ ذرات کی حرکیاتی توانائی ہوتی ہے، اتنا ہی مادہ کا درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے۔ نظریاتی طور پر، اگر ذرات کی حرکیاتی توانائی کووانٹم میکانکس کی کم سے کم حد تک لایا جائے، تو مادہ مطلق صفر درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے، اور اس سے نیچے جانا ممکن نہیں رہتا۔ تاہم، مطلق صفر درجہ وہ کم ترین درجہ حرارت ہے جس تک پہنچنا ناممکن ہے؛ قدرتی دنیا میں درجہ حرارت کو صرف لامحدود حد تک ہی قریب لایا جاسکتا ہے۔ اگر یہ وہاں پہنچ جائے، تو ہر چیز حرکت کی کم سے کم شکل میں آ جائے گی۔ کیونکہ ہر خلا میں لازماً توانائی اور حرارت موجود ہوتی ہے، اور یہ دونوں مسلسل ایک دوسرے میں تبدیل ہوتے رہتے ہیں، اور غائب نہیں ہوتے۔ لہٰذا، مطلق صفر درجہ وجود ہی نہیں رکھتا، مگر اسی صورت میں جب اس خلا میں شروع سے ہی کوئی توانائی یا حرارت موجود ہی نہ ہو۔ مطلق صفر درجہ حرارت پر، ایٹموں اور سالموں کے پاس کوانٹم نظریہ کے مطابق کم سے کم توانائی ہوتی ہے۔ 　　مطلق صفر درجہ، مثالی گیسوں کے قوانین کی بنیاد پر حاصل کیا جاتا ہے؛ یعنی مثالی گیسوں کے حالتی مساوات کے مطابق، pV = mRT/M = mrT، جہاں R = M/M، اور اسے تخمینہ لگانے کے طریقے سے حاصل کیا جاتا ہے۔ اس طریقے سے، جب درجہ حرارت -273.15 ڈگری سیلسیس تک گر جاتا ہے، تو گیس کا حجم صفر تک کم ہو جاتا ہے۔ اگر سالماتی حرکیات کے نظریے کے مطابق دیکھا جائے، تو کسی مثالی گیس کے سالمات کی اوسط حرکیاتی توانائی درجہ حرارت T سے متعین ہوتی ہے۔ لہٰذا، مطلق صفر کو بھی “اس درجہ حرارت” کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، جب مثالی گیس کے سالمات کی حرکت مکمل طور پر رک جاتی ہے۔ یہ دونوں بیانات دراصل صرف ایک مثالی استدلال ہی ہیں۔ در حقیقت، تمام عملی گیسیں، جب درجہ حرارت -273.15℃ کے قریب ہوتا ہے، تو ان میں واضح کوانٹم خصوصیات ظاہر ہوتی ہیں؛ اس وقت یہ گیسیں پہلے ہی مائع یا ٹھوس حالت میں تبدیل چکی ہوتی ہیں۔ مختصر یہ کہ، گیس کے مولیکیولوں کی حرکت اب کلاسیکی طبیعیات کے ترمودینامک اصولوں کے مطابق نہیں ہوتی۔ بڑی تعداد میں تجربات، اور کوانٹم میکانکس کے اصولوں کی بنیاد پر حاصل کردہ نظریات سے یہ نتیجہ نکلا کہ مطلق صفر درجہ حرارت کے قریب، مولیکیولوں کی حرکیاتی توانائی ایک مخصوص قدر تک پہنچ جاتی ہے؛ اس حدی قدر کو “زیرو پوائنٹ انرجی” کہا جاتا ہے۔ اس سے معلوم ہوتا ہے کہ مطلق صفر درجہ حرارت پر، سالموں کی توانائی صفر نہیں ہوتی، بلکہ اس کی قیمت بہت کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ تمام ذرات، توانائی کی سب سے کم ممکن حالت میں ہیں؛ یعنی تمام ذرات بنیادی حالت میں ہیں۔

……ڈونیانگ کے پاس جواب موجود ہے……

سیکھا گیا کہ گیس کے مولیکیول لگاتار حرارتی حرکت کرتے رہتے ہیں، اور ان کی حرکت کی توانائی، حرارتی ذرائع سے حاصل ہوتی ہے۔ فطرت میں درجہ حرارت، مطلق صفر کے قریب ہی رہ سکتا ہے۔ مطلق صفر کا وجود ممکن ہی نہیں ہے؛ یہاں تک کہ جب مطلق صفر کی حالت ہوتی ہے، تب بھی سالموں کی توانائی صفر نہیں ہوتی، بلکہ اس کی قیمت بہت کم ہوتی ہے۔

بلیک ہول کے اصول کے مطابق، مطلق صفر درجہ حرارت پر بھی سالمے حرکت نہیں کرتے؛ تو کیا بلیک ہول صرف فوٹونوں کے لئے ہی مناسب ہے؟