माइक्रोवर्ल्ड की आधुनिक भौतिकी का संक्षिप्त सारांश :

1 . सूक्ष्म जगत में दो प्रकार के कण होते हैं, जो मुख्य रूप से आकार में भिन्न होते हैं: अति सूक्ष्म जगत के कणों से ( उदाहरण के लिए , फोटोन ) और सूक्ष्म जगत के कण ( उदाहरण के लिए , इलेक्ट्रॉन ). अतिसूक्ष्म जगत सूक्ष्म जगत के कणों से तीन कोटि छोटा है . आमतौर पर 10 से माइनस अठारहवीं शक्ति .

2. तो हमारे पास कण गति की तीन दिशाएँ हैं ( चावल .1 ) और , क्रमश: , फ़ील्ड के लिए तीन स्थान : गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र , विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र . इस आधार पर हम तीनों क्षेत्रों की एकीकृत प्रकृति की बात कर सकते हैं , कि ये तीनों क्षेत्र सूक्ष्म जगत में एक दूसरे से अविभाज्य हैं . ( प्रकृति में पदार्थ हैं , अलग से चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत क्षेत्र बनाना ). इस कथन के परिणामस्वरूप, यदि विद्युत धारा के लिए एक कंडक्टर को चुंबकीय क्षेत्र में पेश किया जाता है , तब वह विद्युत क्षेत्र से प्रभावित नहीं हो सकता , जो सदैव चुंबकीय क्षेत्र के लंबवत् होता है .

3. आइए उस पर ध्यान दें , सूक्ष्म जगत के प्रत्येक कण में स्वतंत्रता की तीन और डिग्री होती हैं , जिनका उपयोग घूर्णी गति के लिए किया जाता है . अंजीर देखें. 1 . भौतिक विज्ञानी हॉपकिंस कहते हैं , वह स्थान समय में बदल सकता है और इसके विपरीत भी . इस कथन को कैसे समझें ? हम ऊर्जा संरक्षण का नियम जानते हैं , जो पढ़ता है : किसी पिंड की गतिज और स्थितिज ऊर्जा का योग स्थिर होता है . सूक्ष्म जगत में एक कण की गति दोलनशील होती है . दोलन गति दो गतियों के योग का परिणाम है : अनुवादात्मक और घूर्णी . गतिज ऊर्जा स्थानान्तरणीय गति की ऊर्जा है , और क्षमता विभिन्न तरीकों से अंतरिक्ष में गतिहीन शरीर की संग्रहीत ऊर्जा है . अंतरिक्ष में अनुवादात्मक गति की जाती है , और समय में घूर्णी और इन आंदोलनों में गणितीय सीमा स्थितियाँ होती हैं , जिसके बारे में भौतिक विज्ञानी हॉपकिंस ने हमें बताया .

4. मुझे विश्वास है , कि अतिसूक्ष्म जगत के सभी कण एक दूसरे से केवल कंपन आवृत्ति में भिन्न होते हैं . उदाहरण के लिए , अल्ट्रा वायलेट और इन्फ्रा लाइट : वही फोटॉन , लेकिन विभिन्न आवृत्तियों के साथ . मुझे विश्वास है , वह आवृत्ति ऊर्जा भंडारण का एक रूप है , टी ।इ। आवृत्ति किसी कण की गतिज और स्थितिज ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करती है . चूँकि आइंस्टीन का सूत्र केवल गतिमान कण की गतिज ऊर्जा को ही ध्यान में रखता है , तो इस सूत्र को समायोजन की आवश्यकता है . जाहिरा तौर पर , किसी कण के द्रव्यमान से हमें उसके विशिष्ट द्रव्यमान को समझना होगा , टी . इ . कंपन आवृत्ति द्वारा निर्मित आयतन का द्रव्यमान : कण के द्रव्यमान को कंपन आयाम और तरंग दैर्ध्य के क्षेत्र या इस तरंग की गणितीय अपेक्षा के उत्पाद से विभाजित किया जाना चाहिए.

5. सूक्ष्म जगत के प्रत्येक प्राथमिक कण में अपनी आवृत्ति के साथ अपने विशिष्ट प्रकार के अति सूक्ष्म कण होते हैं. उदाहरण के लिए , इलेक्ट्रॉनों में समान आवृत्ति के फोटॉन होते हैं ( नये नाम के तहत: “ बायोन्स ”), लेकिन उत्सर्जित फोटॉन की आवृत्ति को इलेक्ट्रॉन की विशिष्ट कक्षा की स्थितियों के अनुसार समायोजित किया जाता है . चित्र 4 इस परिकल्पना का प्रमाण प्रदान करता है। : सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक विशेष कक्षा में लंबाई और आयाम समान होना चाहिए . लेकिन कक्षा से दूसरी कक्षा में संक्रमण आवृत्ति मापदंडों में बदलाव के साथ होता है : टी . इ . आयाम और तरंगदैर्घ्य . प्रत्येक कक्षा का अपना संभावित ऊर्जा स्तर होता है ईपी जीआईआई , ऊर्जा संरक्षण के नियम के परिणामस्वरूप . कारण प इ माइक्रोवर्ल्ड के एक प्राथमिक कण से क्वार्क ऊर्जा का गोलाकार निकास अनुनाद घटना का कारण बन सकता है .

कक्षा में इलेक्ट्रॉनों के एक ब्लॉक में एक टॉर्क होता है , जो इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान और कक्षीय त्रिज्या का उत्पाद है , जिससे कक्षाएँ स्वयं घूमने लगती हैं . किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की प्रत्येक कक्षा स्वाभाविक रूप से एक विद्युत बंद सर्किट होती है और इसलिए अपने चारों ओर एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाती है. इसलिए, कक्षा में इलेक्ट्रॉनों की गति समान होती है , जैसे किसी विद्युत परिपथ में . यह क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को नाभिक के प्रोटॉन के पास आने से रोकता है . चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा जिमलेट नियम का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है .

7 . भौतिक साहित्य इसका संकेत देता है , कि इलेक्ट्रॉन का चक्रण 2 है। वास्तव में , जब कोई फोटॉन छोड़ा जाता है तो वह 90 डिग्री तक घूमता है , टी . इ . 1 द्वारा / 2 पीठ अपनी मूल स्थिति में लौट आती है , जो 1 और देता है / 2 वापस . फिर वह मोड़ का किनारा बदलता है और फिर से 1 / 2 और 1 / 2 , टी . इ . कुल स्पिन 2 है .

7. हमारा ब्रह्मांड - भौतिक रूप से संलग्न स्थान . यह भौतिक स्थिरांकों द्वारा सीमित है : उदाहरण के लिए , प्रकाश की गति 300,000 किमी प्रति सेकंड या तापमान सीमा 273 है , 16 डिग्री सेल्सियस . इसलिए, यह ऊर्जा संरक्षण के नियम का पालन करता है और इसलिए यह पहले से ही अरबों वर्षों से अस्तित्व में है . इस तथ्य को कैसे समझाया जा सकता है? , कि कक्षाओं में ग्रहों की गति रुकी नहीं है ? यह मानते हुए , विस्फोट के आवेग के बाद ग्रह जड़ता से चलते हैं , तब अरबों वर्षों में यह ऊर्जा उल्कापिंडों और सौर हवा के साथ मुठभेड़ के कारण कुछ हद तक नष्ट हो जाएगी. टिप्पणी , अतिसूक्ष्म जगत के कण गति करते समय अपने गति पथ के चारों ओर दोलन गति करते हैं, टी . इ . उनकी गति एक निश्चित आवृत्ति की दोलन प्रक्रिया है . प्रकृति में दोलन प्रक्रिया संभावित ऊर्जा का गतिज ऊर्जा और वापसी में संक्रमण है. इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि , किसी बंद स्थान में किसी भी पिंड की गति को आवृत्ति के तंत्र के माध्यम से संभावित ऊर्जा के भंडार का उपयोग करना चाहिए.

हम नहीं जानते कि तापमान क्यों मौजूद है , निर्वात सीमा और प्रकाश की सीमित गति . शायद क्रायोप्लाज्मा है , ब्लैक होल जैसा कुछ , अनुबंधित ईन पी कुछ हद तक giyu , जिसके बाद बिग बैंग होता है .

8. प्रायोगिक तौर पर वैज्ञानिक प्रकाश की गति या शून्य केल्विन के तापमान तक नहीं पहुंच पाए हैं। . वे केवल स्पर्शोन्मुख रूप से छोटी मात्रा में ही उन्हें इन सीमाओं के करीब ले आए . इन प्रयोगों के लिए ऊर्जा के भारी व्यय की आवश्यकता थी . इस प्रकार यह स्थापित हुआ कि , कि छोटी मात्रा के क्षेत्र में भारी ऊर्जा लागत उत्पन्न होती है . हम शास्त्रीय भौतिकी से बल सूत्र जानते हैं एफ जब जनता परस्पर क्रिया करती है : एम 1 एम 2 कहाँ आर जनता के बीच की दूरी है :

एफ = एम 1 *एम 2 /आर^ 2 . एक प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन का वजन लगभग 0 होता है , 91 * 10 से पावर माइनस 31 किग्रा ( द्रव्यमान कम परिमाण का एक क्रम है ), घनत्व 6 , 1 * 10 से 17वीं शक्ति किग्रा / एम ^ 3 . कमजोर अंतःक्रिया में कणों के बीच की दूरी ( 2 * 10 से माइनस 1 5 डिग्री ) मी और मजबूत बातचीत के साथ ( 10 से शून्य से 18वीं घात तक ) ज्ञात . हालाँकि, इन कणों के आकर्षण बल की गणना करते समय, इस तथ्य को ध्यान में रखना चाहिए , कि प्रत्येक सूक्ष्म कण एक सूक्ष्म दोलन परिपथ है . देखना हे बिंदु की व्याख्या 10. माइक्रोवर्ल्ड के कणों की परस्पर क्रिया की गणना के लिए शास्त्रीय भौतिकी के सूत्र का अनुप्रयोग हमें यह दिखाता है , शास्त्रीय भौतिकी और क्वांटम या सापेक्षतावाद के बीच कोई सीमा नहीं है .

9. आवेशित वस्तुएँ , उदाहरण के लिए , इलेक्ट्रॉनों न केवल एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, बल्कि एक विद्युत प्रवाह भी पैदा करता है। इन दोनों घटनाओं में एक महत्वपूर्ण अंतर है। एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के उद्भव के लिए, स्थिर आवेशों की आवश्यकता होती है, जो किसी तरह अंतरिक्ष में तय होते हैं, और विद्युत प्रवाह के उद्भव के लिए, इसके विपरीत, मुक्त, अपरिवर्तित आवेशित कणों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, जो स्थिर आवेशों के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में होते हैं। एक अवस्था में आ जाओ क्षेत्र रेखाओं के अनुदिश गति का आदेश दिया . उदाहरण के लिए , वैद्युतिक निस्सरण स्थैतिक बिजली , एक गरजते बादल में केंद्रित - बिजली चमकना . ये आंदोलन है बिजली .

10. लेकिन करंट लगने का एक और भी कारण है . प्रत्येक अल्ट्रा और माइक्रो इलेक्ट्रॉन प्रकार के कण की अपनी कंपन आवृत्ति होती है और , इस तरह , एक सूक्ष्म दोलन परिपथ है , जिस पर जोसेफ थॉमसन का फार्मूला लागू होता है :

एफ = 1/2 P का वर्गमूल है एल*सी, कहाँ एल = 2*ईएल/आई Squared और

सी = 2* ईसी/यू Squared , जहां ई 1 सी और ई 1एल क्रमशः विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय प्रवाह की ऊर्जा है . सूत्र के बीच एक निरंतर संबंध दर्शाता है एल( हेनरी में , ) और सी ( फैराड में , जिसे सेंटीमीटर में बदल दिया जाता है ).

( में प्रेरण की इकाई प्रणाली जीएचएस; 1 सेमी = 1·10 -9 जीएन ( हेनरी ), सेमी , सेमी ... क्षमता, सेंटीमीटर - क्षमता की इकाई प्रणाली जीएचएस = 1·10 -12 एफ ( फ़ैराड ), सेमी . )

यदि इन मात्राओं का आयाम सेंटीमीटर में है , तो इस सूत्र का हर परिधि है . इस तरह , एक इलेक्ट्रॉन के चारों ओर विद्युत क्षेत्र समाक्षीय वृत्तों की एक श्रृंखला है . वृत्त की त्रिज्या बढ़ने के साथ-साथ कालान्तर से अतिसूक्ष्म कण की गति की गति भी बढ़नी चाहिए , वह है, इलेक्ट्रॉन कंपन आवृत्ति -एफ स्थिर . इसका परिणाम अधिक दूर के कणों के लिए गतिज ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है और चालक में विद्युत धारा प्रेरित करने की उनकी क्षमता कम हो जाती है.

लेकिन आइए चित्र 3 पर ध्यान दें , यह कहां दिखाया गया है , वह वैक्टर ई 1 साथ और ई 1एल अंतरिक्ष में अलग और परस्पर ओर्थोगोनल . किसी चालक में विद्युत धारा प्रेरित करते समय इस परिस्थिति को ध्यान में रखा जाना चाहिए . यदि हम ऊर्जा संरक्षण के नियम को E मात्रा पर लागू करते हैं 1एल और ई 1 साथ , फिर ई 1एल इलेक्ट्रॉनों की गतिमान धारा की गतिज ऊर्जा है -मैं, ए इ 1 c विद्युत क्षेत्र की शक्ति के फलन के रूप में उसकी स्थितिज ऊर्जा है यू ऊर्जा E1 एल और ई1सी रिएक्टिव . माइक्रोवर्ल्ड कणों के मामले में, उनके वैक्टर ओएस के समन्वय अक्ष के लिए ऑर्थोगोनल हैं , लेकिन ऑर्थोगोनल निर्देशांक के विभिन्न विमानों में हैं . (सी चावल देखो . 2 ). दोनों वेक्टर अंतरिक्ष में अलग हो गए हैं . इसलिए, उनका पारस्परिक विनाश नहीं होता है और माइक्रोपार्टिकल्स की आवृत्ति समय के साथ क्षय नहीं होती है .

विद्युत परिपथों में, प्रतिक्रिया को आमतौर पर X द्वारा दर्शाया जाता है , और प्रत्यावर्ती धारा परिपथों में कुल प्रतिरोध जेड, सक्रिय प्रतिरोध - आर और सभी प्रतिरोधों का योग प्रतिबाधा कहलाता है . जेड = आर+जेएक्स

प्रतिबाधा परिमाण वोल्टेज और वर्तमान आयाम का अनुपात है, जबकि चरण वोल्टेज और वर्तमान के चरणों के बीच का अंतर है।

अगर एक्स >0 प्रतिक्रिया को आगमनात्मक कहा जाता है

अगर एक्स =0 प्रतिबाधा को विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक (सक्रिय) कहा जाता है

यूरोपीय संघ चाहे एक्स <0 говорят, что реактивное сопротивлние является ёмкостным .

एक वास्तविक दोलन सर्किट में , इस्तेमाल किया गया , उदाहरण के लिए , रेडियो इंजीनियरिंग में , हम कैपेसिटिव प्रतिक्रियाशील ऊर्जा के साथ प्रतिक्रियाशील आगमनात्मक ऊर्जा की भरपाई कर सकते हैं क्योंकि कैपेसिटिव रिएक्शन के साथ वर्तमान वेक्टर वोल्टेज की ओर जाता है, और आगमनात्मक प्रतिक्रिया के साथ वर्तमान वेक्टर वोल्टेज से 90 डिग्री पीछे रहता है और वे एक ही विमान में होते हैं लेकिन एक ही समय में नहीं. चूंकि प्रेरण की विशेषताओं में से एक इसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा को स्थिर रखने की क्षमता है, तो जब लोड धारा प्रवाहित होती है, तो ए चरण में बदलाव करंट और वोल्टेज के बीच (करंट एक चरण कोण द्वारा वोल्टेज से "पिछड़ता है")। चरण बदलाव की अवधि के दौरान वर्तमान और वोल्टेज के विभिन्न संकेतों के परिणामस्वरूप, अधिष्ठापन के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की ऊर्जा में कमी आती है, जिसे नेटवर्क से भर दिया जाता है। अधिकांश औद्योगिक उपभोक्ताओं के लिए, इसका मतलब निम्नलिखित है: बिजली के स्रोत और उपभोक्ता के बीच नेटवर्क के साथ, उपयोगी कार्य करने वाली सक्रिय ऊर्जा के अलावा, प्रतिक्रियाशील ऊर्जा जो उपयोगी कार्य नहीं करती है वह भी प्रवाहित होती है।

उपरोक्त से यह निष्कर्ष निकलता है , क्या डी विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए चालक को बाहर से ऊर्जा की आपूर्ति करना आवश्यक है विद्युत चुम्बकीय खेत।

अतिरिक्त स्पष्टीकरण . समाई आर विद्युत चुम्बक के घुमावों की संख्या के साथ बढ़ती है .

आर = 1/(2 π * सी * एफ), कहाँ एफ- आवृत्ति , और सी- क्षमता .

अधिष्ठापन एल=एन 2 * μ *ए/एल,

कहाँ एल अधिष्ठापन , एन- तार कंडक्टर के घुमावों की संख्या, µ - कोर चुंबकीय पारगम्यता गुणांक , ए- कोर वॉल्यूम , एल - औसत कोर लंबाई .

एफ = 1/(2 π * √ (एल * सी))

इस तरह , आर = 1/(4π 2 *सी*एन*√( μ*ए/एल)).

फोटॉन के गुणों को समझने के लिए, आइए एक सरल प्रयोग करें। आइए समान वजन की दो गेंदों को समान ऊंचाई से एक स्टील प्लेट पर गिराएं। एक गेंद प्लास्टिसिन से बनी है, और दूसरी गेंद है- इस्पात। यह नोटिस करना आसान है कि प्लेट से रिबाउंड का परिमाण उनके लिए अलग है और स्टील की गेंद के लिए बड़ा है। रिबाउंड का परिमाण गेंद सामग्री के लोचदार विरूपण द्वारा निर्धारित किया जाता है। आइए अब प्रकाश की किरण को चूल्हे पर निर्देशित करेंए , यानी, फोटॉन का प्रवाह। प्रकाशिकी से ज्ञात होता है कि किरण का आपतन कोण बिल्कुल परावर्तन कोण के बराबर होता है। जब दो पिंड टकराते हैं, तो वे अपने द्रव्यमान के अनुपात में ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं। फोटॉन बीम के मामले में, बाद वाला केवल गति वेक्टर को बदलता है। क्या इस तथ्य से यह पता नहीं चलता कि फोटॉन के लोचदार विरूपण का असामान्य रूप से उच्च मूल्य है, यानी, सुपरइलास्टिसिटी? आख़िरकार, हम कुछ मिश्र धातुओं की सुपरप्लास्टिकिटी की घटना से परिचित हैं।

11. सूक्ष्म जगत में लोचदार विरूपण की क्या भूमिका है? हम जानते हैं कि एक संपीड़ित स्प्रिंग में स्थितिज ऊर्जा होती है, जिसका परिमाण जितना अधिक होगा, स्प्रिंग का लोचदार विरूपण उतना ही अधिक होगा। हम जानते हैं कि दोलन प्रक्रिया के दौरान, स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल जाती है और इसके विपरीत। यह भी ज्ञात है कि माइक्रोवर्ल्ड के सभी कण दोलन गति से गुजरते हैं, अर्थात उनकी अपनी दोलन आवृत्ति होती है, जो कण के चारों ओर एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाती है। इस प्रकार, सूक्ष्म जगत का प्रत्येक कण रेडियो इंजीनियरिंग ऑसिलेटरी सर्किट की तरह एक सूक्ष्म ऑसिलेटरी सर्किट है। इसलिए, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को कण में एक टॉर्क बनाना होगा:एम = आर मैं *एफ मैं , मैं - इस क्षण के अनुप्रयोग का एक निश्चित बिंदु कहां है। ध्यान दें कि माइक्रोपार्टिकल की आवृत्ति समय के साथ नहीं बदलती है। इसलिए, टॉर्क का परिमाण और इसके कारण होने वाले विद्युत प्रवाह का परिमाण समय के साथ नहीं बदलता है। और यह केवल अतिचालकता के मामले में ही संभव है!

यह टॉर्क कण को ​​X और Y अक्षों के चारों ओर क्रमिक रूप से घुमाता है, जिससे लोचदार मरोड़ वाला विरूपण होता है। ये सुपरइलास्टिक विकृतियाँ कण को ​​उसकी मूल स्थिति में लौटा देती हैं। इस तरह, अक्ष के साथ अंतरिक्ष में कण की गति की गतिज ऊर्जा में लोचदार मरोड़ विरूपण में निहित संभावित ऊर्जा के संक्रमण के साथ कण की एक दोलन गति बनाई जाती है।जेड .

इस तरह के संक्रमण के तंत्र की कल्पना पेस्ट की एक ट्यूब को घुमाने के रूप में की जा सकती है। वास्तव में, आयतन में परिवर्तन से पेस्ट ट्यूब के छेद से बाहर निकल जाता है, जो ट्यूब के घुमाव के तल के लंबवत स्थित होता है। यह आंतरिक आवेग कण को ​​अक्ष के अनुदिश गति करने का कारण बनता हैजेड एक उच्च दक्षता वाली नैनोमोटर उभरती है। तथाकथित लॉन्ड्री व्हील में भी कुछ ऐसा ही देखा जा सकता है। यदि ऐसे पहिये की धुरी स्थिर नहीं है, तो घूमने वाले पहिये के बजाय हमें एक ट्रांसलेशनल रोलिंग गति मिलेगी। इस इंजन को लागू करने के लिए, लोचदार मरोड़ विरूपण के असामान्य रूप से उच्च मूल्यों के साथ एक सामग्री बनाना आवश्यक है। फिर प्रकाश की गति से यात्रा का रास्ता खुलेगा.

12. सूक्ष्म कणों के ऐसे अत्यधिक उच्च गुण शून्य केल्विन के करीब तापमान पर सामग्रियों में उत्पन्न होते हैं। क्या पदार्थ समय-समय पर केल्विन तापमान पर क्रायोप्लाज्म का प्रतिनिधित्व करने वाले किसी प्रकार के ब्लैक होल में अनुबंधित नहीं होता है? क्या यह पदार्थ, अपने अलौकिक गुणों के कारण, संभावित ऊर्जा का संचयकर्ता नहीं है, जो एक महत्वपूर्ण स्तर तक पहुंचने पर विस्फोट द्वारा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है?

सूक्ष्म जगत का भौतिकी

भौतिकी में पदार्थ का संरचनात्मक स्तर

(चित्र डालें)

सूक्ष्म जगत में पदार्थों का संरचनात्मक स्तर

सूक्ष्म स्तर- पदार्थों की आणविक संरचना का स्तर। अणु - परमाणुओं को एकजुट करने वाली एक एकल क्वांटम-मैकेनिकल प्रणाली

परमाणु स्तर- पदार्थों की परमाणु संरचना का स्तर।

एटम - सूक्ष्म जगत का एक संरचनात्मक तत्व, जिसमें एक कोर और एक इलेक्ट्रॉन शेल होता है।

न्यूक्लियॉन स्तर- कोर का स्तर और उसके घटकों के कण।

न्यूक्लियॉन - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का सामान्य नाम, जो परमाणु नाभिक के घटक हैं।

क्वार्क स्तर- प्राथमिक कणों का स्तर - क्वार्क और लेप्टान

परमाणु संरचना

परमाणुओं का आकार 10 -10 मीटर के क्रम पर होता है।

सभी तत्वों के परमाणु नाभिक का आकार लगभग 10 -15 मीटर है, जो परमाणुओं के आकार से हजारों गुना छोटा है

परमाणु का नाभिक धनात्मक होता है और नाभिक के चारों ओर घूमने वाले इलेक्ट्रॉन अपने साथ ऋणात्मक विद्युत आवेश लेकर चलते हैं। नाभिक का धनात्मक आवेश इलेक्ट्रॉनों के ऋणात्मक आवेश के योग के बराबर होता है। परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ है।

रदरफोर्ड का परमाणु का ग्रहीय मॉडल . (चित्र डालें)

चार इलेक्ट्रॉनों की वृत्ताकार कक्षाएँ दिखायी गयी हैं।

कक्षाओं में इलेक्ट्रॉन उनके और परमाणु के नाभिक के बीच विद्युत आकर्षण बलों द्वारा बंधे रहते हैं

एक इलेक्ट्रॉन एक ही ऊर्जा अवस्था में नहीं हो सकता। इलेक्ट्रॉन शेल में, इलेक्ट्रॉन परतों में व्यवस्थित होते हैं। प्रत्येक कोश में एक निश्चित मात्रा होती है: नाभिक के निकटतम पहली परत में - 2, दूसरे में - 8, तीसरे में - 18, चौथे में - 32, आदि। दूसरी परत के बाद, इलेक्ट्रॉन कक्षाओं की गणना उप-परतों में की जाती है .

परमाणु का ऊर्जा स्तर और फोटॉन के अवशोषण और उत्सर्जन की प्रक्रियाओं का एक पारंपरिक प्रतिनिधित्व (तस्वीर देखने)

निम्न ऊर्जा स्तर से उच्च ऊर्जा स्तर में संक्रमण करते समय, एक परमाणु संक्रमणों के बीच ऊर्जा अंतर के बराबर ऊर्जा (ऊर्जा क्वांटम) को अवशोषित करता है। यदि परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर से निम्न स्तर पर संक्रमण (अचानक संक्रमण) करता है, तो एक परमाणु ऊर्जा की एक मात्रा उत्सर्जित करता है।

प्राथमिक कणों का सामान्य वर्गीकरण

प्राथमिक कण- ये अविभाज्य कण हैं, जिनकी आंतरिक संरचना अन्य मुक्त कणों का संयोजन नहीं है, ये प्रोटॉन के अपवाद के साथ परमाणु या परमाणु नाभिक नहीं हैं

वर्गीकरण

फोटॉनों

इलेक्ट्रॉनों

• बेरियान कणिकाओं

न्यूट्रॉन

प्राथमिक कणों की बुनियादी विशेषताएँ

वज़न

लेप्टान (प्रकाश)

मेसंस (मध्यम)

बैरियन्स (भारी)

जीवनभर

स्थिर

अर्ध-स्थिर (कमजोर और विद्युत चुम्बकीय संपर्क के तहत क्षय)

अनुनाद (अस्थिर अल्पकालिक कण जो मजबूत अंतःक्रिया के कारण क्षय हो जाते हैं)

सूक्ष्म जगत में अंतःक्रियाएँ

मजबूत अंतःक्रियापरमाणुओं के नाभिक में मजबूत युग्मन और न्यूट्रॉन, न्यूक्लियॉन में क्वार्क प्रदान करता है

विद्युत चुम्बकीय संपर्कअणुओं में इलेक्ट्रॉनों और नाभिक, परमाणुओं के बीच संबंध प्रदान करता है

कमजोर अंतःक्रियाविभिन्न प्रकार के क्वार्कों के बीच संक्रमण प्रदान करता है, विशेष रूप से, न्यूट्रॉन के क्षय को निर्धारित करता है, विभिन्न प्रकार के लेप्टान के बीच पारस्परिक संक्रमण का कारण बनता है

गुरुत्वीय अंतःक्रियासूक्ष्म जगत में 10 -13 सेमी की दूरी को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है, हालांकि 10 -33 सेमी की दूरी पर भौतिक निर्वात के विशेष गुण प्रकट होने लगते हैं - आभासी अतिभारी कण खुद को एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से घेर लेते हैं जो ज्यामिति को विकृत कर देता है जगह का

प्राथमिक कणों की परस्पर क्रिया की विशेषताएँ

इंटरेक्शन प्रकार	सापेक्ष गाढ़ता	रेंज सेमी	वे कण जिनके बीच परस्पर क्रिया होती है	कण परस्पर क्रिया के वाहक हैं
				नाम	मास GeV
मज़बूत			हैड्रोन (न्यूट्रॉन, प्रोटॉन, मेसॉन)	ग्लुओन
विद्युतचुंबकीय			सभी विद्युत आवेशित पिंड और कण	फोटोन
कमज़ोर			फोटॉन को छोड़कर सभी प्राथमिक कण	वेक्टर ओबोजोन डब्ल्यू + , डब्ल्यू - , जेड 0
गुरुत्वीय			सभी कण	ग्रेविटॉन (काल्पनिक रूप से कण)

पदार्थ के संगठन का संरचनात्मक स्तर (क्षेत्र)

मैदान

गुरुत्वाकर्षण (क्वांटा - गुरुत्वाकर्षण)

विद्युत चुम्बकीय (क्वांटा - फोटॉन)

परमाणु (क्वांटा - मेसॉन)

इलेक्ट्रॉनिक रूप से सकारात्मक (क्वांटम - इलेक्ट्रॉन, पॉज़िट्रॉन)

पदार्थ संगठन के संरचनात्मक स्तर (पदार्थ और क्षेत्र)

पदार्थ और क्षेत्र अलग-अलग हैं

विश्राम द्रव्यमान द्वारा

आंदोलन के पैटर्न के अनुसार

पारगम्यता की डिग्री से

द्रव्यमान और ऊर्जा की सांद्रता की डिग्री के अनुसार

कण और तरंग संस्थाओं के रूप में

सामान्य निष्कर्ष : पदार्थों और क्षेत्रों के बीच का अंतर एक स्थूल सन्निकटन में वास्तविक दुनिया को सही ढंग से चित्रित करता है। यह अंतर पूर्ण नहीं है और सूक्ष्म वस्तुओं की ओर जाने पर इसकी सापेक्षता स्पष्ट रूप से सामने आती है। सूक्ष्म जगत में, "कण" (पदार्थ) और "तरंगों" (क्षेत्र) की अवधारणाएं अतिरिक्त विशेषताओं के रूप में कार्य करती हैं जो सूक्ष्म वस्तुओं के सार की आंतरिक असंगति को व्यक्त करती हैं।

क्वार्क प्राथमिक कणों के घटक हैं

सभी क्वार्क में आंशिक विद्युत आवेश होता है। क्वार्क की विशेषता है विचित्रता, आकर्षण और सुंदरता.

सभी क्वार्कों का बैरियन चार्ज 1/3 है, और संबंधित एंटीक्वार्क का 1/3 है। प्रत्येक क्वार्क की तीन अवस्थाएँ होती हैं, इन अवस्थाओं को रंग अवस्थाएँ कहा जाता है: R - लाल, G - हरा और B - नीला

क्वांटम भौतिकी

क्वांटम भौतिकी −भौतिकी की एक शाखा जो सूक्ष्म जगत की विशिष्ट घटनाओं का अध्ययन करती है, अर्थात्। 10 -10 मीटर और उससे कम आयाम वाली वस्तुएं। सूक्ष्म जगत में होने वाली घटनाओं की विशिष्टता मुख्य रूप से प्रत्यक्ष रूप से असंभवता में निहित है, अर्थात। चल रही प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए इंद्रियों (मुख्य रूप से दृष्टि) के माध्यम से। सूक्ष्म जगत की घटनाओं का वर्णन करने के लिए, प्रयोगात्मक रूप से मापी गई मात्राओं के आधार पर मौलिक रूप से नए दृष्टिकोण और तरीकों की आवश्यकता होती है।
क्वांटम भौतिकी का जन्म एक नाटकीय स्थिति से पहले हुआ था जो 19वीं शताब्दी के अंत में भौतिकी में विकसित हुई थी। शास्त्रीय भौतिकी संतुलन विकिरण के स्पेक्ट्रम का पर्याप्त रूप से वर्णन करने में असमर्थ थी। उस समय, थर्मल विकिरण को समतल तरंगों का एक सेट माना जाता था और इसका सैद्धांतिक विवरण प्रयोग के साथ अच्छा मेल खाता था। हालाँकि, उच्च आवृत्तियों पर अनुमानित विकिरण ऊर्जा घनत्व अनंत तक बढ़ जाना चाहिए। इस स्थिति को "पराबैंगनी आपदा" कहा गया।

स्थिति से बाहर निकलने का एक अप्रत्याशित तरीका जर्मन भौतिक विज्ञानी मैक्स प्लैंक (मैक्स कार्ल अर्न्स्ट लुडविग प्लैंक) द्वारा प्रस्तावित किया गया था। उनका विचार था कि विकिरण अलग-अलग क्वांटा में होता है और विद्युत चुम्बकीय तरंग की ऊर्जा मनमानी नहीं हो सकती है, जैसा कि शास्त्रीय भौतिकी में माना जाता था, लेकिन इसे एक निश्चित बहुत छोटे मान h (6.63 · 10 -34 के बराबर) के आनुपातिक कुछ मान लेना चाहिए जे एस), जिसे तब नाम दिया गया था प्लैंक स्थिरांक. तब कुल ऊर्जा घनत्व को अब एक सतत मूल्य नहीं माना जा सकता है, लेकिन इसमें कई ऊर्जा भाग (क्वांटा) शामिल हैं, जिनका योग उतना बड़ा नहीं हो सकता जितना कि शास्त्रीय परिकल्पना की भविष्यवाणी की गई है। विकिरण घनत्व और "पराबैंगनी आपदा" की समस्या को सफलतापूर्वक हल किया गया। 1918 में ऊर्जा क्वांटम की खोज के लिए मैक्स प्लैंक को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।
क्वांटम की शुरूआत ने कई अन्य मुद्दों को हल करना संभव बना दिया जिनका विज्ञान उस समय सामना कर रहा था। ऊर्जा की मात्रा के बारे में प्लैंक के विचार का उपयोग करते हुए, अल्बर्ट आइंस्टीन ने 1905 में फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव समीकरण E = hν + W निकाला, जहां E इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा है, ν विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवृत्ति है, h प्लैंक का स्थिरांक है, और W किसी दिए गए पदार्थ के लिए इलेक्ट्रॉन कार्य फलन है। इस मामले में सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धि विकिरण की आवृत्ति (या तरंग दैर्ध्य) के एक फ़ंक्शन के रूप में विद्युत चुम्बकीय विकिरण की ऊर्जा की शुरूआत थी, जिसके कारण बाद में विद्युत चुम्बकीय तरंग पैमाने का निर्माण हुआ।
क्वांटम के विचार से सूक्ष्म जगत में होने वाली घटनाओं की असतत प्रकृति के बारे में निष्कर्ष निकला, जिसका उपयोग बाद में परमाणुओं और परमाणु नाभिक के ऊर्जा स्तर के अध्ययन में किया गया।

विभिन्न प्रकार के कणों की तरंग दैर्ध्य की उनकी ऊर्जा पर निर्भरता
(परमाणु इकाइयाँ - MeV = 1.6·10 -13 J, fm =10 -15 m)

माइक्रोवर्ल्ड की घटना की विसंगति का एक और महत्वपूर्ण परिणाम तरंग-कण द्वंद्व की सार्वभौमिकता की लुई डी ब्रोगली (1929) द्वारा की गई खोज थी, अर्थात। तथ्य यह है कि सूक्ष्म जगत की वस्तुओं में तरंग और कणिका प्रकृति दोनों होती हैं। इससे न केवल पदार्थ के साथ कणों की परस्पर क्रिया (उदाहरण के लिए, कण विवर्तन) से जुड़ी कई घटनाओं की व्याख्या करना संभव हो गया, बल्कि कणों को प्रभावित करने के लिए विकिरण का उपयोग करने के तरीकों को और विकसित करना भी संभव हो गया, जिससे मुख्य आधुनिक का निर्माण हुआ। पदार्थ के अध्ययन के लिए उपकरण - त्वरक।
20वीं सदी के 20 के दशक के उत्तरार्ध में, क्वांटम घटना का वर्णन करने के लिए एक सैद्धांतिक उपकरण बनाया गया था - क्वांटम यांत्रिकी. इसके निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण योगदान वर्नर हाइजेनबर्ग, इरविन श्रोडिंगर, नील्स बोह्र, पॉल डिराक, वोल्फगैंग पाउली, मैक्स बोर्न और अन्य ने दिया था।
क्वांटम यांत्रिकी आधुनिक भौतिकी का एक अलग, सुविकसित भाग है। इसे गहराई से आत्मसात करने के लिए अच्छे गणितीय प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है, जो कई विश्वविद्यालयों में भौतिकी पाठ्यक्रम के दायरे से कहीं आगे तक जाता है। हालाँकि, क्वांटम यांत्रिकी की बुनियादी अवधारणाओं की व्याख्या उतनी कठिन नहीं है। इन बुनियादी अवधारणाओं में, सबसे पहले, परिमाणीकरण का भौतिक अर्थ, अनिश्चितता सिद्धांत और तरंग फ़ंक्शन शामिल हैं।
सूक्ष्म जगत में अवस्थाओं की विसंगति का भौतिक अर्थ, सबसे पहले, प्लैंक स्थिरांक के भौतिक अर्थ से जुड़ा है। इसके आकार का छोटा होना तय करता है बातचीत का पैमानाएक सूक्ष्म जगत में. दरअसल, जब मैक्रोवर्ल्ड और शास्त्रीय अवधारणाओं की ओर बढ़ते हैं, तो प्लैंक स्थिरांक जैसी मात्राएं नगण्य रूप से छोटी हो जाती हैं और ज्यादातर मामलों में हम उन्हें शून्य मानते हैं। इस मामले में, सीमा तक तथाकथित मार्ग होता है, अर्थात। शास्त्रीय भौतिकी के सिद्धांतों को क्वांटम भौतिकी का एक चरम संस्करण माना जा सकता है, जब माइक्रोवर्ल्ड के पैमाने पर विशाल स्थूल वस्तुओं के द्रव्यमान, आकार और अन्य पैरामीटर, उन इंटरैक्शन को शून्य कर देते हैं जो माइक्रोवर्ल्ड में महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, हम कह सकते हैं कि प्लैंक स्थिरांक सूक्ष्म और स्थूल जगत की घटनाओं के बीच की कड़ी है।
इसे विशेष रूप से सूक्ष्म जगत में राज्यों की विसंगति के उदाहरण में अच्छी तरह से देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, किसी परमाणु की ऊर्जा अवस्थाओं के बीच का अंतर एक इलेक्ट्रॉनवोल्ट (सूक्ष्म जगत की एक ऊर्जा इकाई 1.6·10 -19 जे के बराबर) का दसवां हिस्सा हो सकता है। यह याद रखना पर्याप्त है कि एक गिलास पानी को उबालने में दसियों किलोजूल लगते हैं, और यह स्पष्ट हो जाता है कि शास्त्रीय भौतिकी के दृष्टिकोण से, ऐसी विसंगति बिल्कुल अगोचर है! यही कारण है कि हम उन प्रक्रियाओं की निरंतरता के बारे में बात कर सकते हैं जो हमें घेरती हैं, परमाणुओं और परमाणु नाभिक में होने वाली उन घटनाओं की लंबे समय से चली आ रही और लगातार पुष्टि की गई विसंगति के बावजूद।
इसी कारण से, माइक्रोवर्ल्ड भौतिकी का ऐसा मौलिक सिद्धांत अनिश्चित सिद्धांत, 1927 में डब्ल्यू हाइजेनबर्ग द्वारा प्रस्तावित
नीचे दिया गया आंकड़ा माइक्रोवर्ल्ड में अनिश्चितता के सिद्धांत को पेश करने की आवश्यकता और मैक्रोवर्ल्ड में इस आवश्यकता की अनुपस्थिति को बताता है

वास्तव में, किसी मैक्रो-ऑब्जेक्ट (प्रतिमा) पर किसी बाहरी स्रोत (प्रकाश) के प्रभाव की डिग्री उसके मापदंडों के अनुरूप नहीं है (उदाहरण के लिए, द्रव्यमान को समतुल्य ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है)। इस बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है कि एक घटना प्रकाश फोटॉन कैसे कर सकता है उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष में किसी मूर्ति के निर्देशांक को प्रभावित करें।
यह दूसरी बात है जब कोई सूक्ष्म वस्तु प्रभाव की वस्तु बन जाती है। एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा दसियों (शायद ही कभी अधिक) इलेक्ट्रॉन वोल्ट होती है और प्रभाव की डिग्री इस ऊर्जा के काफी अनुरूप होती है। इस प्रकार, प्रयास करते समय सटीकता से मापेंकिसी माइक्रोऑब्जेक्ट (ऊर्जा, संवेग, समन्वय) के किसी भी पैरामीटर में, हमें इस तथ्य का सामना करना पड़ेगा कि माप प्रक्रिया स्वयं मापा मापदंडों को बदल देगी, और बहुत दृढ़ता से। फिर यह स्वीकार करना आवश्यक है कि सूक्ष्म जगत में किसी भी माप से हम कभी भी सटीक माप नहीं कर पाएंगे - हमेशासिस्टम के बुनियादी मापदंडों को निर्धारित करने में त्रुटि होगी। अनिश्चितता सिद्धांत की गणितीय अभिव्यक्ति होती है अनिश्चितता संबंध, उदाहरण के लिए ΔpΔx ≈ ћ, जहां Δp गति निर्धारित करने में अनिश्चितता है, और Δx सिस्टम के निर्देशांक निर्धारित करने में अनिश्चितता है। ध्यान दें कि दाईं ओर प्लैंक का स्थिरांक अनिश्चितता सिद्धांत की प्रयोज्यता की सीमा को इंगित करता है, क्योंकि स्थूल जगत में हम इसे सुरक्षित रूप से शून्य से बदल सकते हैं और किसी भी मात्रा का सटीक माप कर सकते हैं। अनिश्चितता सिद्धांत इस निष्कर्ष की ओर ले जाता है कि सिस्टम के किसी भी पैरामीटर को सटीक रूप से सेट करना असंभव है; उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष में किसी कण के सटीक स्थान के बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है। इस संबंध में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नाभिक के चारों ओर दी गई कक्षाओं में घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों के संग्रह के रूप में एक परमाणु का व्यापक प्रतिनिधित्व आसपास की दुनिया की मानवीय धारणा के लिए एक श्रद्धांजलि है, कुछ प्रकार की दृश्य छवियों की आवश्यकता है स्वयं के सामने. वास्तव में, परमाणु में कोई स्पष्ट प्रक्षेप पथ - कक्षाएँ नहीं हैं।
हालाँकि, कोई यह सवाल पूछ सकता है - फिर माइक्रोवर्ल्ड में सिस्टम की मुख्य विशेषता क्या है, यदि ऊर्जा, गति, इंटरैक्शन (या अस्तित्व) समय, समन्वय जैसे मापदंडों को परिभाषित नहीं किया गया है? ऐसी सार्वभौमिक मात्रा है तरंग क्रियाक्वांटम प्रणाली.
क्वांटम प्रणाली की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए मैक्स बॉर्न द्वारा प्रस्तुत तरंग फ़ंक्शन ψ का एक जटिल भौतिक अर्थ है। एक अन्य मात्रा जो अधिक स्पष्ट है वह तरंग फलन का वर्ग मापांक है |ψ| 2. यह मान निर्धारित करता है, उदाहरण के लिए, संभावनाकि क्वांटम प्रणाली एक निश्चित समय पर है। सामान्य तौर पर, सूक्ष्म जगत की भौतिकी में संभाव्य सिद्धांत मौलिक है। किसी भी चल रही प्रक्रिया को मुख्य रूप से कुछ विशेषताओं के साथ उसके घटित होने की संभावना से पहचाना जाता है।
विभिन्न प्रणालियों के लिए तरंग फ़ंक्शन भिन्न होता है। तरंग फ़ंक्शन के ज्ञान के अलावा, किसी सिस्टम का सही ढंग से वर्णन करने के लिए, अन्य मापदंडों के बारे में जानकारी की भी आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, उस क्षेत्र की विशेषताएं जिसमें सिस्टम स्थित है और जिसके साथ यह इंटरैक्ट करता है। ऐसी प्रणालियों का अध्ययन क्वांटम यांत्रिकी के कार्यों में से एक है। वास्तव में, क्वांटम भौतिकी एक ऐसी भाषा बनाती है जिसके साथ हम माइक्रोवर्ल्ड के अध्ययन में अपने प्रयोगों और परिणामों का वर्णन करते हैं, जो शास्त्रीय सिद्धांत से अधिक सामान्य है। साथ ही, यह समझना महत्वपूर्ण है कि क्वांटम भौतिकी शास्त्रीय भौतिकी को रद्द नहीं करती है, बल्कि इसे अपने सीमित मामले के रूप में शामिल करती है। सूक्ष्म वस्तुओं से सामान्य स्थूल वस्तुओं की ओर बढ़ने पर, इसके नियम शास्त्रीय हो जाते हैं और इस प्रकार, क्वांटम भौतिकी शास्त्रीय भौतिकी की प्रयोज्यता की सीमा निर्धारित करती है। शास्त्रीय भौतिकी से क्वांटम भौतिकी में संक्रमण पदार्थ के विचार के गहरे स्तर पर संक्रमण है।
सूक्ष्म जगत में होने वाली प्रक्रियाएं उन घटनाओं को संदर्भित करती हैं जो संवेदी धारणा की सीमा से लगभग पूरी तरह परे हैं। इसलिए, क्वांटम सिद्धांत जिन अवधारणाओं को संचालित करता है और जिन घटनाओं पर वह विचार करता है वे अक्सर स्पष्टता से रहित होती हैं , शास्त्रीय भौतिकी में निहित. क्वांटम सिद्धांत के विकास के साथ, कणों और तरंगों, असतत और निरंतर, सांख्यिकीय (संभाव्य) और गतिशील विवरणों के बारे में ऐसे प्रतीत होने वाले स्पष्ट और परिचित विचारों को संशोधित किया गया। क्वांटम भौतिकी दुनिया की आधुनिक भौतिक तस्वीर के निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण कदम बन गई है। इसने विभिन्न घटनाओं की एक बड़ी संख्या की भविष्यवाणी करना और व्याख्या करना संभव बना दिया - परमाणुओं और परमाणु नाभिक में होने वाली प्रक्रियाओं से लेकर ठोस पदार्थों में स्थूल प्रभावों तक; इसके बिना ब्रह्माण्ड की उत्पत्ति को समझना असंभव है, जैसा कि अब लगता है। क्वांटम भौतिकी का दायरा व्यापक है - प्राथमिक कणों से लेकर ब्रह्मांडीय वस्तुओं तक। क्वांटम भौतिकी के बिना न केवल प्राकृतिक विज्ञान, बल्कि आधुनिक तकनीक की भी कल्पना नहीं की जा सकती।

परमाणु भौतिकी

1885 में, जे.जे. थॉमसन ने इलेक्ट्रॉन की खोज की, जो सूक्ष्म जगत की पहली वस्तु थी। विज्ञान की एक नई शाखा - परमाणु भौतिकी - के उद्भव की शुरुआत हुई। 20वीं शताब्दी की शुरुआत तक, परमाणु की संरचना के कई मॉडल मौजूद थे, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध स्वयं जे जे थॉमसन के थे। इस मॉडल के आधार पर, परमाणु एक छोटी मात्रा में स्थानीयकृत एक सकारात्मक चार्ज था, जिसमें कपकेक में किशमिश की तरह, इलेक्ट्रॉन थे। इस मॉडल ने कई देखे गए प्रभावों की व्याख्या की, लेकिन दूसरों को समझाने में असमर्थ रहा, विशेष रूप से, लाइन परमाणु स्पेक्ट्रा की उपस्थिति। 1911 में, थॉमसन के हमवतन अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने परमाणु की संरचना के बारे में प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया।
प्रयोगात्मक डिज़ाइन सरल था - एक स्रोत, एक रेडियोधर्मी पदार्थ जो हीलियम नाभिक उत्सर्जित करता था, को एक लीड ब्लॉक में रखा गया था। आवेशित कण पतली सोने की पन्नी से होकर गुजरे और सोने के परमाणुओं के साथ परस्पर क्रिया करके बिखर गए। इसके बाद बिखरे हुए कण किसी पदार्थ से लेपित स्क्रीन से टकराते हैं, जिससे जगमगाहट (फ्लेयर) होने लगती है। विचार यह था कि यदि थॉमसन का परमाणु मॉडल सही था, तो कणों के पथ के सभी कोणों पर परस्पर क्रिया लगभग समान रूप से होगी। दरअसल, अधिकांश कण स्क्रीन से टकराते हैं, पन्नी सामग्री के साथ कमजोर रूप से संपर्क करते हैं। लेकिन एक छोटा सा हिस्सा (एक हजार में से लगभग 8 कण) ने पीछे की ओर तीव्र प्रकीर्णन का अनुभव किया, मानो परमाणु के मध्य में संकेंद्रित किसी प्रकार के आवेश से टकरा रहा हो। कई प्रयोगों के बाद रदरफोर्ड ने निष्कर्ष निकाला कि थॉमसन का मॉडल गलत था। उन्होंने एक मॉडल प्रस्तावित किया, जिसे बाद में ग्रहीय कहा गया। केंद्र में, एक छोटी मात्रा में, सभी सकारात्मक चार्ज (नाभिक) केंद्रित होते हैं, इलेक्ट्रॉन इसके चारों ओर स्थित होते हैं।

रदरफोर्ड का मॉडल अच्छा था, लेकिन फिर भी इसने कई सवालों के जवाब नहीं दिये। उदाहरण के लिए, परमाणु विकिरण (ल्यूमिनसेंस) कैसे होता है? किन परिस्थितियों में परमाणु विभिन्न प्रकाश फोटॉन उत्सर्जित करते हैं? यह किस पर निर्भर करता है? क्या परमाणुओं का उत्सर्जन उनके अंदर इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार से संबंधित है? इन सवालों के जवाब दो साल बाद उत्कृष्ट डेनिश भौतिक विज्ञानी नील्स हेनरिक डेविड बोहर ने दिए।

डेनिश 500 क्रोनर बैंकनोट पर एन. बोह्र की छवि।

बोह्र ने ग्रहीय मॉडल विकसित किया, जिसमें सुझाव दिया गया कि परमाणु में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन की कुछ निश्चित ऊर्जा अवस्था होती है (जिसे मोटे तौर पर इलेक्ट्रॉन के किसी कक्षा में होने के रूप में वर्णित किया जा सकता है)। जबकि परमाणु सबसे कम ऊर्जा अवस्था में है, यह विकिरण नहीं कर सकता है। बाहर से ऊर्जा प्राप्त करते समय, इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा स्थिति बदल सकते हैं (दूसरी कक्षा में चले जा सकते हैं) या परमाणु छोड़ सकते हैं (आयनीकरण)। अपने स्थान (या अपनी कक्षा) पर लौटते समय, अतिरिक्त ऊर्जा विशिष्ट विकिरण (किसी भी ऊर्जा वाला एक फोटॉन) के रूप में जारी होती है। "बोह्र के अनुसार" परमाणु ने उन सभी सवालों का जवाब दिया जो पहले परमाणु मॉडल के निर्माण के बाद उठे थे। परमाणुओं के प्रायोगिक अध्ययन ने बोह्र मॉडल की सफलतापूर्वक पुष्टि की और, वैसे, परमाणु में ऊर्जा की विसंगति के बारे में क्वांटम भविष्यवाणियां भी कीं। 1922 में, नील्स बोह्र को परमाणुओं की संरचना और उनके विकिरण पर उनके काम के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।
पिछली शताब्दी के 20 के दशक में पहले से ही परमाणु का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया था। सफलता को इस तथ्य से भी मदद मिली कि परमाणु के घटकों - नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के बीच संबंध प्रसिद्ध कूलम्ब क्षमता के कारण किया गया था। 20 के दशक के अंत तक, एक क्वांटम सिद्धांत सामने आया, जिसमें कई परमाणुओं और उनके व्यवहार के पैटर्न का वर्णन किया गया।
परमाणु 10 -10 मीटर के क्रम के विशिष्ट आयामों के साथ विद्युत रूप से तटस्थ क्वांटम सिस्टम हैं। प्रत्येक परमाणु में एक नाभिक होता है जिसमें परमाणु का सकारात्मक चार्ज केंद्रित होता है और परमाणु का लगभग पूरा (99.9% से अधिक) द्रव्यमान केंद्रित होता है। ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रॉनों के बीच वितरित होता है, उनकी संख्या नाभिक में धनात्मक आवेशित परमाणु कणों (प्रोटॉन) की संख्या के बराबर होती है। जब एक निश्चित ऊर्जा, जिसे आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है, एक परमाणु पर लागू होती है, तो इलेक्ट्रॉनों में से एक परमाणु छोड़ देता है। शेष धनावेशित भाग कहलाता है आयन, और यह प्रक्रिया आयनीकरण है। विपरीत प्रक्रिया को पुनर्संयोजन कहा जाता है और पुनर्संयोजन से पहले और बाद में परमाणु की ऊर्जा में अंतर के अनुरूप ऊर्जा वाले एक फोटॉन के उत्सर्जन के साथ होता है।

आयनीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जो हमारे आसपास लगातार होती रहती है। आयनीकरण के स्रोत ब्रह्मांडीय विकिरण, विभिन्न उपकरण और उपकरण और रेडियोधर्मी स्रोत हैं।
परमाणुओं के ऊपर वर्णित गुणों के आधार पर, बड़ी संख्या में तकनीकी उपकरण संचालित होते हैं। एक उदाहरण जिसका हम प्रतिदिन सामना करते हैं वह है फ्लोरोसेंट लैंप। यह आयनों के पुनर्संयोजन से उत्पन्न गैस की चमक है जो इन उपकरणों में प्रकाश उत्सर्जन का कारण बनती है।
पिछली शताब्दी के 50 के दशक में, कई परमाणुओं से फोटॉन के उत्तेजित उत्सर्जन के गुणों के अध्ययन के परिणामस्वरूप, ऑप्टिकल विकिरण के एम्पलीफायर - लेजर - विकसित किए गए थे। (संक्षेप से विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन -उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन)। लेज़र आर्किमिडीज़ के प्रसिद्ध दर्पण ढालों की तरह एक ऑप्टिकल उपकरण नहीं है, बल्कि एक क्वांटम उपकरण है जो विकिरण को वैकल्पिक रूप से बढ़ाने के लिए परमाणु स्तर की संरचना का उपयोग करता है। लेज़र का मुख्य लाभ इसके द्वारा उत्पन्न विकिरण की उच्च मोनोक्रोमैटिकिटी (अर्थात सभी उत्सर्जित फोटॉन की तरंग दैर्ध्य लगभग समान है) है। यही कारण है कि लेजर का वर्तमान में औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रौद्योगिकी, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

परमाणु नाभिक की भौतिकी

1911 में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने परमाणु का अपना मॉडल प्रस्तावित किया, जिसके केंद्र में लगभग 10 -15 − 10 -14 मीटर आयाम वाली एक वस्तु थी, जिसमें परमाणु का लगभग पूरा द्रव्यमान समाहित था। इस वस्तु का नाम रखा गया परमाणु नाभिक. हालाँकि, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि परमाणु नाभिक का अध्ययन बहुत पहले, 19वीं शताब्दी के अंत में शुरू हुआ था। सच है, उस समय परमाणु नाभिक के गुणों का श्रेय उन परमाणुओं को दिया जाता था जिनकी संरचना बिल्कुल अज्ञात थी।

में 1896 एंटोनी बेकरेल, कुछ भारी धातुओं के परमाणुओं से निकलने वाले विकिरण का अध्ययन करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि उनके द्वारा उत्सर्जित कण, प्रकाश के विपरीत, घने पदार्थों में प्रवेश करते हैं। 3 वर्षों के बाद, रेडियोधर्मी पदार्थों के साथ प्रयोग जारी रखते हुए, अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने यूरेनियम अयस्क को एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा और पाया कि प्राथमिक किरण 3 भागों में विभाजित हो गई, एक प्रकार के कण चुंबक के उत्तरी ध्रुव की ओर विचलित हो गए, दूसरे - दक्षिण की ओर, और तीसरा बिना बदलाव के पारित हो गया। इन विकिरणों की प्रकृति को अभी तक न जानते हुए, रदरफोर्ड ने इनका नाम ग्रीक वर्णमाला के पहले तीन अक्षरों - α, β और γ के नाम पर रखा। बेकरेल और रदरफोर्ड के अलावा, इसी तरह के अध्ययन क्यूरी पति-पत्नी पियरे और मैरी (स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी) द्वारा भी किए गए थे। मैरी क्यूरी ने परमाणु नाभिक में रेडियोधर्मिता के अध्ययन में बहुत बड़ा योगदान दिया, धात्विक रेडियम प्राप्त करने वाली पहली महिला थीं और उन वैज्ञानिकों में से थीं जिन्होंने प्रायोगिक परमाणु भौतिकी का निर्माण किया। वह एकमात्र महिला वैज्ञानिक हैं जिन्हें दो नोबेल पुरस्कार (रसायन विज्ञान और भौतिकी में) से सम्मानित किया गया है।
हालाँकि, परमाणु नाभिक के भौतिकी के विकास में वास्तविक प्रगति क्वांटम यांत्रिकी के निर्माण के बाद हुई। आख़िरकार, 1911−13 के बाद। रदरफोर्ड और बोह्र ने परमाणु की संरचना की खोज की, प्रश्न उठा - परमाणु नाभिक की संरचना क्या है? रदरफोर्ड ने 1918−21 में संचालन करते हुए इसका उत्तर देने का प्रयास किया। प्रकाश परमाणु नाभिक के अध्ययन पर प्रयोग। उन्होंने ही 1919 में पहली बार इसे अंजाम दिया था परमाणु प्रतिक्रियाऔर खुल गया प्रोटोन

14 एन + 4 हे → 17 ओ + पी

हीलियम नाभिक (α-कण) के साथ क्रिया करके नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में परिवर्तित हो गई। वास्तव में, रदरफोर्ड वह पहला व्यक्ति था जिसने मध्ययुगीन कीमियागरों का सपना देखा था - एक पदार्थ का दूसरे पदार्थ में परिवर्तन।

नाभिक से प्रोटॉन के उत्सर्जन ने नाभिक में प्रोटॉन की उपस्थिति के विचार की पुष्टि की। साथ ही, यह स्पष्ट हो गया कि नाभिक का द्रव्यमान आवश्यक संख्या में प्रोटॉन से युक्त होने की तुलना में बहुत अधिक है। तब नाभिक के प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन मॉडल के बारे में विचार आया, नाभिक में इलेक्ट्रॉनों ने वहां मौजूद कुछ प्रोटॉन के चार्ज के लिए मुआवजा दिया, जैसा कि वे कहते हैं, "वजन के लिए।"
क्वांटम यांत्रिकी की सफलताओं ने जल्द ही इस तथ्य को जन्म दिया कि नाभिक में इलेक्ट्रॉनों के अस्तित्व की संभावना संदेह में थी - अनिश्चितता सिद्धांत के अनुसार, नाभिक में रखे गए एक इलेक्ट्रॉन में बहुत अधिक ऊर्जा होनी चाहिए और उसे वहां नहीं रखा जा सकता था . 1931 में, हाइजेनबर्ग, इवानेंको और मेजराना ने, एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से, "तटस्थ प्रोटॉन" का विचार प्रस्तावित किया - परमाणु नाभिक में स्थित चार्ज के बिना एक भारी कण। अंतिम स्पष्टता 1932 में आई, जब जेम्स चैडविक ने इसकी खोज की न्यूट्रॉन- एक तटस्थ कण जिसका द्रव्यमान लगभग एक प्रोटॉन के द्रव्यमान के बराबर होता है। इस प्रकार, आधुनिक प्रोटॉन-न्यूट्रॉन मॉडलपरमाणु नाभिक।
परमाणु नाभिक के बारे में हमारे ज्ञान में मुख्य कमी सटीक रूप की कमी है परमाणु क्षमता, जो न्यूक्लियॉन को बांधता है। नाभिक का संपूर्ण सिद्धांत बनाने की समस्या का समाधान परमाणु भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण है। साथ ही, हम परमाणु नाभिक की संरचना के बारे में भी बहुत कुछ जानते हैं।
परमाणु नाभिक 10 -15 मीटर के क्रम के आयाम वाली एक वस्तु है, जिसमें दो प्रकार के कण होते हैं - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। उनका द्रव्यमान लगभग 1.7·10 -27 किलोग्राम है, और न्यूट्रॉन प्रोटॉन से 0.14% भारी है। गुणों में समानता (आवेश की उपस्थिति को छोड़कर) के कारण, दोनों कणों को अक्सर "शब्द" कहा जाता है न्यूक्लियॉन».
वर्तमान में, लगभग 3,400 परमाणु नाभिक ज्ञात हैं। उनमें से 330 स्थिर हैं, बाकी काफी कम समय में स्वतः ही अन्य नाभिक (रेडियोधर्मी) में परिवर्तित हो सकते हैं। वे नाभिक जिनमें प्रोटॉन की संख्या समान होती है लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न-भिन्न होती है, कहलाते हैं आइसोटोपवही तत्व. उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक होते हैं - स्वयं हाइड्रोजन, ड्यूटेरियम और रेडियोधर्मी ट्रिटियम। लेकिन टिन में 30 से अधिक आइसोटोप होते हैं, उनमें से अधिकांश रेडियोधर्मी होते हैं।
परमाणु नाभिक एक क्वांटम प्रणाली है जो क्वांटम भौतिकी के नियमों का पालन करती है। परमाणु नाभिक में एक अलग ऊर्जा संरचना होती है। सच है, इसमें परमाणु की तरह "ग्रहीय" संरचना नहीं होती है, लेकिन न्यूक्लियंस की अलग-अलग ऊर्जा स्थितियाँ भी होती हैं, जिन्हें ऊर्जा स्तर कहा जाता है। ऊर्जा का एक भाग प्राप्त करते समय, नाभिक में मौजूद न्यूक्लियॉन उच्च ऊर्जा अवस्था में चले जाते हैं, और जब वापस लौटते हैं, तो वे छोटी तरंग दैर्ध्य के साथ फोटॉन के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं। ऐसे परमाणु फोटॉनों को आमतौर पर γ कहा जाता है -क्वांटा. पहुंचने पर ऊर्जा को बुलाया गया न्यूक्लियॉन पृथक्करण ऊर्जा, नाभिक एक न्यूक्लियॉन को बाहर निकाल सकता है, जिससे इसकी संरचना और गुण बदल जाते हैं। नाभिक में विभिन्न प्रकार के न्यूक्लियॉन की संख्या और उनकी ऊर्जा अवस्था परमाणु नाभिक के गुणों और अधिक मौलिक विशेषताओं को निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए, ब्रह्मांड में तत्वों की प्रचुरता को परमाणु नाभिक की क्वांटम विशेषताओं द्वारा सटीक रूप से समझाया गया है।
जब न्यूक्लियॉन नाभिक में संयोजित होते हैं, तो एक दिलचस्प प्रभाव देखा जाता है - परिणामी नाभिक का द्रव्यमान उसके घटक न्यूक्लियंस के द्रव्यमान से थोड़ा (लगभग 1%) कम हो जाता है। न्यूक्लियंस के द्रव्यमान और नाभिक के द्रव्यमान के बीच का अंतर नाभिक में न्यूक्लियंस के बंधन में योगदान देता है और इसलिए इसे कहा जाता है बाँधने वाली ऊर्जा

E св = ZМ p с 2 + (A-Z)М n с2 − М i с 2,

जहां Z परमाणु आवेश है, A है जन अंक(नाभिक में न्यूक्लिऑन की संख्या)

बंधन ऊर्जा एक अत्यंत महत्वपूर्ण मात्रा है, जो नाभिक के कई गुणों को भी निर्धारित करती है। उतनी ही महत्वपूर्ण मात्रा है विशिष्ट बंधन ऊर्जा, अर्थात। बंधनकारी ऊर्जा और न्यूक्लिऑन की संख्या का अनुपात

न्यूक्लियॉन की संख्या पर विशिष्ट बंधन ऊर्जा की निर्भरता

यह ध्यान दिया जा सकता है कि इस निर्भरता का 56 Fe नाभिक के क्षेत्र में स्पष्ट अधिकतम है (इसलिए इसे "लौह अधिकतम" भी कहा जाता है)। अतिशयोक्ति के बिना, यह परिस्थिति अत्यधिक व्यावहारिक महत्व की है।

पिछली शताब्दी के उत्तरार्ध में, भारी नाभिक के अध्ययन के दौरान, विशिष्ट बंधन ऊर्जा में क्रमिक कमी का एक पैटर्न स्थापित किया गया था। परिणामस्वरूप, जैसे-जैसे यह मान घटता है, कोर अधिक अस्थिर और "ढीला" हो जाता है। इसके अलावा, एक निश्चित प्रभाव के तहत, यह न्यूक्लियंस को बाहर निकालना शुरू कर सकता है या यहां तक ​​कि अलग भी हो सकता है। 1939 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी ओटो हैन और फ्रिट्ज़ स्ट्रैसमैन ने थर्मल न्यूट्रॉन के साथ यूरेनियम लवण को विकिरणित करते हुए प्रतिक्रिया उत्पादों के बीच बेरियम की खोज की। इसका मतलब यह था कि बहुत कम प्रभाव में (थर्मल न्यूट्रॉन की ऊर्जा कमरे के तापमान पर गैस अणुओं की ऊर्जा से मेल खाती है), यूरेनियम आइसोटोप में से एक विभाजित होने में सक्षम है। हालाँकि, मुख्य बात यह नहीं थी, बल्कि तथ्य यह था कि, जैसा कि उपरोक्त चित्र से पता चलता है, परिणामी टुकड़े के नाभिक में बहुत अधिक विशिष्ट बंधन ऊर्जा होगी, अर्थात। और अधिक मजबूती से जुड़ा होगा. अत: विखंडन के दौरान ऊर्जा में अंतर आएगा और यह अंतर निकल जाएगा। अगले डेढ़ दशक में इस खोज को व्यावहारिक उपयोग में लाया गया। पहली बार 1942 में लॉन्च किया गया था परमाणु भट्टी(यूएसए), पहला विस्फोट 1945 में हुआ था परमाणु बम(यूएसए), 1954 में - पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र लॉन्च किया गया (यूएसएसआर)।

व्यवहार में विखंडन से ऊर्जा किस प्रकार प्राप्त की जाती है? आइए कल्पना करें कि हमारे पास किसी पदार्थ का पर्याप्त मात्रा में नमूना है जो एक छोटे से प्रभाव (थर्मल न्यूट्रॉन) के साथ विखंडित होता है। विखंडन की पहली क्रिया के बाद, खंडित नाभिक के अलावा, थर्मल न्यूट्रॉन की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा वाले कई न्यूट्रॉन जारी किए जाएंगे। वे रास्ते में मिलने वाले नाभिकों को विभाजित कर देंगे, इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, प्रत्येक नए विभाजित नाभिक में नए न्यूट्रॉन बनेंगे, जो बदले में, नए नाभिकों को विभाजित करेंगे, आदि। यह प्रक्रिया प्रकृति में हिमस्खलन जैसी होगी और इसी कारण से इसे कहा जाता है श्रृंखला अभिक्रियाविभाजन।
एक समान प्रक्रिया परमाणु आवेश में साकार होती है और थोड़े (कई मिलीसेकंड) समय में भारी ऊर्जा जारी करती है। कई किलोग्राम के आवेश का विस्फोट, उदाहरण के लिए, 239 पु, एक पारंपरिक विस्फोटक के कई सौ किलोटन (!) के विस्फोट के समान है।
हालाँकि, इस प्रक्रिया को समय के साथ बढ़ाने का एक तरीका है। यदि आप एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के आरेख को देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि एक महत्वपूर्ण कारक नाभिक को विभाजित करने वाले न्यूट्रॉन की संख्या है। इसलिए, विखंडनीय सामग्री में न्यूट्रॉन (अवशोषक) को पकड़ने में सक्षम पदार्थ रखकर, इस प्रक्रिया को इतना धीमा करना संभव है कि जारी ऊर्जा को हटाने में सक्षम होना, उदाहरण के लिए, पानी को उबालने और उपयोग करने के लिए मजबूर करना बिजली संयंत्र (एनपीपी) के टरबाइन को घुमाने के लिए भाप। आधुनिक परमाणु ऊर्जा संयंत्र अवशोषक के रूप में कार्बन (ग्रेफाइट) का उपयोग करते हैं।
यदि आप अब "लौह अधिकतम" के बाईं ओर स्थित नाभिक के क्षेत्र को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि उनकी विशिष्ट बंधन ऊर्जा, औसतन, अधिकतम पर नाभिक की तुलना में भी कम हो जाती है। इस प्रकार, हल्के नाभिक के लिए, विखंडन-संलयन के विपरीत एक प्रक्रिया संभव है। इस मामले में, जैसा कि विखंडन के मामले में होता है, ऊर्जा जारी होगी। संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में, उदाहरण के लिए, हीलियम बनाने के लिए ड्यूटेरियम नाभिक का संलयन शामिल है।

2 एच + 2 एच → 3 हे + एन

थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया

समस्या, जैसा कि देखना आसान है, यह है कि सभी मामलों में हमें समान रूप से आवेशित वस्तुओं के विलय से निपटना होगा, तथाकथित कूलम्ब बाधा, जिस पर काबू पाने के लिए आपको अभी भी ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता है। यह संश्लेषित पदार्थों को बहुत उच्च (लाखों डिग्री) तापमान पर गर्म करके सबसे आसानी से प्राप्त किया जाता है। सांसारिक परिस्थितियों में, यह केवल परमाणु विस्फोट के दौरान ही संभव है। इस प्रकार, प्रकाश तत्वों के एक खोल में परमाणु चार्ज रखकर, एक अनियंत्रित संलयन प्रतिक्रिया प्राप्त करना संभव है या (परिणामस्वरूप उच्च तापमान के कारण), थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया. पहली बार ऐसी प्रतिक्रिया (थर्मोन्यूक्लियर बम का विस्फोट) 1953 (यूएसएसआर) में की गई थी।
प्रकृति में, थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं तारों में होती हैं, जहां कूलम्ब बाधा को "तोड़ने" के लिए सभी स्थितियां मौजूद होती हैं। इसके अलावा, सबसे मजबूत गुरुत्वाकर्षण संपीड़न लोहे तक भारी तत्वों के निर्माण के साथ संलयन प्रतिक्रिया को भी बढ़ावा देता है।
नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर संलयन को लागू करने की समस्या अनसुलझी बनी हुई है और परमाणु नाभिक के भौतिकी के लिए सबसे अधिक दबाव वाली समस्याओं में से एक है, क्योंकि यह पर्यावरण के लिए किसी भी हानिकारक परिणाम के बिना लगभग असीमित मात्रा में सस्ते ईंधन का उपयोग करना संभव बनाता है।
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, परमाणु नाभिक की संरचना काफी हद तक इसके गुणों को निर्धारित करती है। सबसे प्रमुख परमाणु विशेषताओं में से एक जो नाभिक के व्यवहार को प्रभावित करती है वह परमाणु नाभिक में न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के बीच का अनुपात है। यह तथाकथित में सबसे अच्छा देखा जाता है एन-जेड आरेख.

परमाणु नाभिक का एन-जेड आरेख।

आप चार्ट में कई ध्यान देने योग्य क्षेत्र देख सकते हैं। उनमें से एक केंद्रीय भाग है, काले रंग में चिह्नित नाभिक की एक संकीर्ण पट्टी। यह तथाकथित "स्थिरता की घाटी" है, स्थिर नाभिकों का एक क्षेत्र जो क्षय के अधीन नहीं है। जैसे-जैसे न्यूट्रॉन की संख्या बढ़ती है (स्थिरता घाटी के दाईं ओर), नीले रंग में चिह्नित नाभिक स्थित होते हैं। जब न्यूट्रॉन की अधिकता होती है, तो नाभिक की ऊर्जा बढ़ जाती है और न्यूट्रॉन में से एक को प्रोटॉन में बदलकर स्थिरता की घाटी में "वापसी" करना संभव हो जाता है।

एन → पी + ई - + ई।

इस प्रक्रिया को कहा जाता है β-माइनस क्षय. एक न्यूट्रॉन एक प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और में बदल जाता है इलेक्ट्रोनिक. एक न्यूट्रॉन नाभिक के बाहर इस क्षय का अनुभव कर सकता है। इस तरह के क्षय के परिणामस्वरूप, नाभिक अपने आवेश को बढ़ाता है, स्थिरता के क्षेत्र की ओर बढ़ता है।
लाल क्षेत्र प्रोटॉन की अधिकता वाले नाभिक का क्षेत्र है। वे विपरीत प्रक्रिया लागू करते हैं:

पी → एन + ई + + ν ई

बुलाया β-प्लस क्षय।प्रोटॉन एक न्यूट्रॉन, एक पॉज़िट्रॉन और एक इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो में बदल जाता है (अंतिम दो कण इलेक्ट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो के "एंटीपोड" होते हैं)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चूंकि प्रोटॉन का द्रव्यमान न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से कम है, इसलिए ऐसा क्षय केवल नाभिक में होता है; मुक्त अवस्था में, प्रोटॉन स्थिर होता है।
चित्र में पीला क्षेत्र भारी अस्थिर नाभिक का क्षेत्र है। उन्हें एक अन्य प्रकार के क्षय की विशेषता है - α-कणों का उत्सर्जन (4 He नाभिक) या α क्षय, इस प्रकार के क्षय से आवेश और द्रव्यमान संख्या दोनों में कमी आती है और नाभिक की हल्के नाभिक के क्षेत्र में "गति" होती है। कभी-कभी यह क्षय की एक श्रृंखला की ओर ले जाता है। उदाहरण के लिए,

226 रा → 222 आरएन + 4 हे; 222 आरएन → 208 पो + 4 हे; 208 पीओ → 204 पीबी + 4 हे,

जहां अंतिम वाला पहले से ही एक स्थिर कोर है।
कई मामलों में, क्षय के परिणामस्वरूप उत्पन्न नाभिक में ऊर्जा की अधिकता होती है और इसे γ-क्वांटम उत्सर्जित करके मुक्त किया जाता है, जो होता है γ संक्रमणनाभिक में (कभी-कभी पूरी तरह से सही ढंग से γ-क्षय नहीं कहा जाता है)।
सभी परमाणु क्षयों की विशेषता क्षय की संभावना, उत्सर्जित कणों के प्रकार और उनकी ऊर्जा से जुड़ी अपनी विशेषताओं से होती है। हालाँकि, क्षय के सामान्य नियम हैं जो बेकरेल और क्यूरी के काम के दौरान स्थापित किए गए थे। मुख्य है रेडियोधर्मी क्षय का नियम.

N(t) = N 0 e -λt ,

जहां N एक निश्चित समय पर नमूने में रेडियोधर्मी नाभिकों की संख्या है, N 0 एक निश्चित प्रारंभिक समय में रेडियोधर्मी नाभिकों की संख्या है, और λ तथाकथित क्षय स्थिरांक है, जो क्षय की संभावना को दर्शाता है। व्यावहारिक उपयोग के लिए क्षय स्थिरांक बहुत सुविधाजनक नहीं है, इसलिए अक्सर एक अन्य मान का उपयोग किया जाता है, टी 1/2 - हाफ लाइफ, उस समय को चिह्नित करना जिसके दौरान सक्रिय कोर की संख्या 2 गुना कम हो जाती है। क्षय स्थिरांक और अर्ध-आयु संबंध से संबंधित हैं

विभिन्न रेडियोधर्मी स्रोत नाभिकों का आधा जीवन मिलीसेकेंड से लेकर अरबों वर्षों तक हो सकता है। इसके अलावा, एक महत्वपूर्ण विशेषता स्रोत (या उसके द्रव्यमान) की गतिविधि है, जो एक निश्चित समय में क्षय की तीव्रता को दर्शाती है। हमारे चारों ओर विभिन्न प्रकार के रेडियोधर्मी नाभिक लगातार मौजूद रहते हैं, और दो रेडियोधर्मी आइसोटोप, 40 K और 14 C, मानव शरीर में लगातार मौजूद रहते हैं।

कण भौतिकी

कण भौतिकी शायद भौतिकी की सबसे गतिशील शाखाओं में से एक है। कम से कम, प्राकृतिक विज्ञान के किसी अन्य क्षेत्र का नाम बताना मुश्किल है जिसमें 40-50 साल पहले हमारे आसपास की दुनिया के बारे में विचार अब हमारे विचारों से इतने भिन्न रहे होंगे। यह, सबसे पहले, मूलभूत कणों और अंतःक्रियाओं के बारे में उन विचारों में परिवर्तन के कारण है जो पदार्थ के प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक अध्ययन के दौरान इस समय के दौरान हुए थे। अब कण भौतिकी के मूल सिद्धांत क्या हैं?
मौलिक कण− कणों का एक समूह जो वर्तमान में पदार्थ के प्राथमिक घटक हैं। पिछली शताब्दी के 20 के दशक में केवल दो ऐसे कण (और सामान्य रूप से कण) थे - प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन। पहले से ही 50 के दशक में, ज्ञात कणों की कुल संख्या दो दर्जन तक पहुंच गई थी और उनमें से कई को संरचनाहीन माना गया था। अब कणों की कुल संख्या सैकड़ों में है, लेकिन केवल कुछ ही वास्तव में मौलिक हैं। सभी मूलभूत कणों को कई बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है।
क्वार्क. आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, यह पदार्थ का मुख्य घटक है; द्रव्यमान के अनुसार, वे सभी दृश्यमान पदार्थ का 95% से अधिक हिस्सा बनाते हैं। क्वार्क को 6 प्रकारों (स्वादों) में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक के अपने गुण और दूसरों से अंतर हैं। यह यू(ऊपर), डी(नीचे), एस(अजीब), सी(आकर्षण), बी(नीचे) और टी(शीर्ष)। क्वार्क्स के पास है आंशिक प्रभार, एक इलेक्ट्रॉन (प्रोटॉन) के आवेश के 1/3 या 2/3 के बराबर। प्रत्येक क्वार्क का अपना-अपना क्वार्क होता है कण- एक एंटीक्वार्क, द्रव्यमान में क्वार्क के समान, लेकिन कई अन्य विशेषताओं में विपरीत (उदाहरण के लिए, विपरीत विद्युत आवेश वाला)। इसके अतिरिक्त क्वार्क की एक विशेष विशेषता होती है - रंग, जिसमें अन्य सभी कणों का अभाव होता है (उन्हें रंगहीन कहा जाता है)। क्वार्क के तीन रंग होते हैं - लाल, नीलाऔर हरा.
बेशक, आपको यह नहीं सोचना चाहिए कि क्वार्क का रंग आंखों को दिखाई देने वाला प्रभाव है। रंग क्वार्कों के बीच विभिन्न अंतःक्रियाओं के दौरान उनके व्यवहार में व्यक्त एक विशेष विशेषता को दर्शाता है। इस मामले में नाम सशर्त है; उसी तरह, इस विशेषता को कहा जा सकता है, उदाहरण के लिए, स्वाद, या किसी अन्य शब्द का उपयोग किया जा सकता है।
यह गणना करना आसान है कि क्वार्कों की कुल संख्या (एंटीक्वार्क और रंगों सहित) 36 है। सभी ज्ञात संरचनात्मक भारी कण इन 36 कणों से बने हैं। तीन क्वार्कों के संयोजन से बनता है बेरिऑनों, और क्वार्क-एंटीक्वार्क जोड़े का सेट, मेसॉनों. बेरिऑन में प्रसिद्ध प्रोटॉन और न्यूट्रॉन भी शामिल हैं। सामान्य शब्द के अंतर्गत बैरियन और मेसॉन को संयोजित किया जाता है Hadrons. सभी हैड्रॉन में से केवल प्रोटॉन ही स्थिर है; अन्य सभी हैड्रॉन क्षय होकर अन्य कणों में बदल जाते हैं।
लेप्टॉन. यह कणों का एक और समूह है, जिसका मुख्य अंतर हैड्रोन से उनकी संरचना की कमी है, अर्थात। लेप्टान अन्य कणों से नहीं बने होते, बल्कि प्राथमिक होते हैं। लेप्टान को आवेशित में विभाजित किया गया है - इलेक्ट्रॉन, म्यूओनऔर ताओनऔर तटस्थ - इलेक्ट्रोनिक, म्यूओनिकऔर गुप्त न्युट्रीनो. प्रतिकणों को ध्यान में रखते हुए, लेप्टान की कुल संख्या 12 है। परमाणुओं को बनाने वाले इलेक्ट्रॉनों को छोड़कर, लेप्टान कोई संयोजन नहीं बनाते हैं। इलेक्ट्रॉन एकमात्र स्थिर आवेशित लेप्टान है। सभी प्रकार के न्यूट्रिनो की स्थिरता अब सवालों के घेरे में है।
इंटरेक्शन वाहक. इंटरैक्शन की कुल संख्या 4 है. यह मज़बूत(क्वार्क और हैड्रोन के बीच अभिनय), विद्युत चुम्बकीय, कमज़ोर(लगभग सभी कणों के बीच अभिनय, लेकिन विशेष रूप से लेप्टान की बातचीत में स्पष्ट रूप से प्रकट) और गुरुत्वीय. प्रत्येक इंटरैक्शन एक क्षेत्र द्वारा किया जाता है, जिसे वाहक कणों की एक धारा के रूप में दर्शाया जाता है। प्रबल अंतःक्रिया का वाहक है ग्लुओं, विद्युत चुम्बकीय − गामा क्वांटम, कमजोर - तीन प्रकार के मध्यवर्ती बोसॉन(डब्ल्यू - , डब्ल्यू + और जेड) और गुरुत्वाकर्षण - गुरुत्वाकर्षण(हालाँकि, अंतिम कण की भविष्यवाणी केवल सैद्धांतिक विचारों से की जाती है)। सभी वाहकों की अपनी-अपनी संपत्तियाँ होती हैं और प्रत्येक अपनी-अपनी बातचीत में भाग लेते हैं।
जहां तक ​​शेष कणों का सवाल है, केवल हैड्रोन और ग्लूऑन ही मजबूत अंतःक्रिया में भाग लेते हैं; विद्युत चुम्बकीय में - आवेशित कण और गामा क्वांटा; कमज़ोर में - अन्य अंतःक्रियाओं के वाहकों को छोड़कर सब कुछ; गुरुत्वाकर्षण में - द्रव्यमान वाले कण। कणों के द्रव्यमान का उद्भव एक अन्य विशेष क्षेत्र से जुड़ा है, जिसे हिग्स फ़ील्ड कहा जाता है, और जो कण इसे ले जाते हैं वे हैं हिग्स बोसॉन.

पिछली शताब्दी के शुरुआती 60 के दशक तक, उस समय ज्ञात सभी कणों को संरचनाहीन माना जाता था। हालाँकि, मुख्य प्रायोगिक उपकरणों - कण त्वरक के विकास में प्रगति के लिए धन्यवाद, पहले से ही 50 के दशक के अंत में, न्यूक्लियंस की संरचना के बारे में धारणाएँ उत्पन्न हुईं। एक इलेक्ट्रॉन त्वरक पर प्रयोग करते हुए, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट हॉफस्टैटर ने पाया कि न्यूट्रॉन पर इलेक्ट्रॉनों को बिखेरने से, कोई यह देख सकता है कि इलेक्ट्रॉन न्यूट्रॉन के "अंदर" के साथ बातचीत करते हैं जैसे कि इसमें किसी प्रकार का छिपा हुआ चार्ज होता है, जो एक जटिल तरीके से अंदर वितरित होता है। . हॉफस्टैटर ने सुझाव दिया कि यह अनावेशित न्यूट्रॉन के अंदर कुछ विद्युत आवेश वाहकों की उपस्थिति के कारण हो सकता है। कुछ वर्षों बाद अन्य प्रयोगशालाओं में भी ऐसे ही प्रयोग किये गये।

इन प्रयोगों के आंकड़ों के आधार पर और उस समय खोजे गए कणों की व्यवस्थितता का अध्ययन करते हुए, 1963 में एक अन्य अमेरिकी भौतिक विज्ञानी, मरे गेल-मैन ने परिकल्पना की कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन छोटे कणों से बने हैं जिन्हें उन्होंने क्वार्क कहा। प्रारंभ में, गेल-मैन ने केवल दो क्वार्क पेश किए - यूऔर डीहालाँकि, फिर विभिन्न गुणों वाले बड़ी संख्या में खुले कणों को मॉडल में समायोजन करने के लिए मजबूर किया गया, जिससे उनकी संख्या पहले 3 और 4 और फिर 6 तक बढ़ गई। क्वार्क परिकल्पना को इसके विकास में कई समस्याओं का सामना करना पड़ा। सबसे पहले, एक इलेक्ट्रॉन के चार्ज से कम चार्ज वाले कणों के अस्तित्व को समझना मनोवैज्ञानिक रूप से कठिन था। दूसरे, 60 के दशक के उत्तरार्ध में खोजे गए कणों की व्याख्या क्वार्क मॉडल में इस तरह से की गई थी कि यह मूल के विपरीत चल सके। क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांत. इस समस्या को हल करने के लिए, क्वार्क की एक विशेष विशेषता (क्वांटम संख्या) पेश की गई - रंग। तीसरी बात, क्वार्क मॉडल के साथ समस्या यह थी कि मुक्त अवस्था में क्वार्क का पता लगाने के सभी प्रयासों में सफलता नहीं मिली। इससे कई वैज्ञानिकों के बीच मॉडल की अस्वीकृति हुई, क्योंकि किसी परिकल्पना की केवल प्रयोगात्मक पुष्टि ही इसे परिकल्पना की श्रेणी से भौतिक सत्य की श्रेणी में स्थानांतरित करती है। इस प्रकार, 1969 में, एम. गेल-मैन को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, लेकिन पुरस्कार के शब्दों में "प्राथमिक कणों और उनकी अंतःक्रियाओं के वर्गीकरण में योगदान और खोजों के लिए" कोई शब्द "क्वार्क" नहीं था।
80 के दशक के अंत तक DESY (जर्मनी), फ़र्मिलाब (USA) और यूरोपियन सेंटर फ़ॉर न्यूक्लियर रिसर्च (CERN) में प्रयोगों के बाद ही उन प्रभावों का निरीक्षण करना संभव हो सका जो भिन्नात्मक आवेश वाले कणों की उपस्थिति का संकेत देते थे। पहला नोबेल पुरस्कार, जिसके निर्माण में "क्वार्क" शब्द मौजूद था, 1990 में y, y और y को प्रदान किया गया था। लगभग उसी समय, क्वार्क को मुक्त अवस्था में देखने की समस्या के लिए एक स्पष्टीकरण दिया गया था। एक दूसरे के साथ क्वार्कों की परस्पर क्रिया की विशिष्टता इस प्रक्रिया को मौलिक रूप से असंभव (तथाकथित) बनाती है कारावास), क्वार्क प्रभावों का केवल अप्रत्यक्ष अवलोकन संभव है।
फिलहाल, सैद्धांतिक भौतिकी की एक अच्छी तरह से विकसित अलग शाखा है जो ग्लूऑन और क्वार्क का अध्ययन करती है - क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स. यह खंड क्वार्क और ग्लूऑन के विशिष्ट "रंग स्थान" पर इसके अनुप्रयोग में क्वांटम सिद्धांत की प्रगति का सारांश प्रस्तुत करता है।
हैड्रोन - क्वार्क से निर्मित कण - में वर्तमान में 400 से अधिक कण (और एंटीपार्टिकल्स) शामिल हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (जो नाभिक में स्थिर होते हैं) को छोड़कर, उन सभी का जीवनकाल एक माइक्रोसेकंड से अधिक नहीं होता है और वे अन्य कणों (अंततः स्थिर) में क्षय हो जाते हैं। कई कणों का द्रव्यमान न्यूक्लियॉन के द्रव्यमान से कई गुना अधिक होता है। हैड्रोन में विद्युत रूप से तटस्थ कण होते हैं, और आवेशित कण भी होते हैं, जिनमें +2 और -2 (इलेक्ट्रॉन आवेश की इकाइयों में) आवेश वाले कण भी शामिल हैं। भारी कणों की विविधता विभिन्न क्षेत्रों के साथ उनकी बातचीत के पैटर्न का अध्ययन करना और अंततः, हमारी दुनिया के निर्माण के पैटर्न की सही समझ प्राप्त करना संभव बनाती है।
लेप्टान हैड्रोन जैसी विविधता का दावा नहीं कर सकते। इनकी कुल संख्या (प्रतिकणों सहित) केवल 12 है। सबसे हल्का आवेशित लेप्टान, इलेक्ट्रॉन, 1895 में खोजा गया था, इसके एंटीपार्टिकल (पॉज़िट्रॉन) की खोज 1934 में, भारी म्यूऑन 1962 में, और आखिरी टैऑन, जिसका द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन से 3000 गुना अधिक था, 1975 में हालाँकि, आज सबसे दिलचस्प अनावेशित लेप्टान-न्यूट्रिनो हैं।

पिछली शताब्दी के 20 के दशक के अंत में, विभिन्न प्रकार के रेडियोधर्मी क्षयों का गहन अध्ययन किया गया था। β-क्षय का अध्ययन करते समय, वैज्ञानिकों को एक विरोधाभासी स्थिति का सामना करना पड़ा - इलेक्ट्रॉनों में हर बार अलग-अलग ऊर्जा होती थी, हालांकि क्षय में, जिसके परिणामस्वरूप दो कणों का निर्माण हुआ

सभी क्षय ऊर्जा को इलेक्ट्रॉन और परमाणु नाभिक के बीच आनुपातिक रूप से विभाजित किया जाना चाहिए, अर्थात। इलेक्ट्रॉनों की एक निश्चित ऊर्जा होनी चाहिए। बात यहां तक ​​पहुंच गई कि नील्स बोह्र भी यह स्वीकार करने के लिए तैयार थे कि β-क्षय ऊर्जा के संरक्षण के नियम का उल्लंघन करता है! इसका समाधान उत्कृष्ट जर्मन भौतिक विज्ञानी वोल्फगैंग पाउली ने पाया था। उन्होंने सुझाव दिया कि इलेक्ट्रॉन के साथ, एक और अनावेशित कण (एक छोटा न्यूट्रॉन) प्रकट होता है, जो क्षय के दौरान बिना पंजीकरण के उड़ जाता है, हर बार ऊर्जा का एक अलग हिस्सा अपने साथ ले जाता है। पाउली द्वारा प्रस्तावित विचार ने शानदार ढंग से स्थिति को हल किया, ऊर्जा संरक्षण का नियम अटल रहा, और एक नए कण के उद्भव ने "ऊर्जा की हानि" के साथ स्थिति को समझाया। हालाँकि, काफी लंबे समय तक न्यूट्रिनो (एनरिको फर्मी द्वारा प्रस्तावित नाम) एक "कागज कण" बना रहा।

न्यूट्रिनो के प्रायोगिक अध्ययन में प्रगति मुख्य रूप से उत्कृष्ट भौतिक विज्ञानी (जन्म से इतालवी, जो 1950 में यूएसएसआर में चले गए) ब्रूनो पोंटेकोर्वो के नाम से जुड़ी है। 1944 में पोंटेकोर्वो ने न्यूट्रिनो के संभावित गुणों का सैद्धांतिक अध्ययन करते हुए इस कण का पता लगाने के लिए एक प्रभावी तरीका प्रस्तावित किया। पोंटेकोर्वो के अनुसार, स्रोत एक ऐसी प्रक्रिया हो सकती है जिसमें रेडियोधर्मी नाभिक तीव्रता से क्षय हो जाता है। थोड़ी देर बाद, पोंटेकोरवो ने न्यूट्रिनो के कृत्रिम स्रोत के रूप में परमाणु रिएक्टर का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। पहले से ही 50 के दशक की शुरुआत में, न्यूट्रिनो को पंजीकृत करने पर काम शुरू हो गया था (उस समय यह माना जाता था कि न्यूट्रिनो में एंटीपार्टिकल नहीं होता है)। (एंटी)न्यूट्रिनो का पता लगाने वाला पहला प्रयोग फ्रेडरिक रेइन्स और क्लाइड एल. कोवान, जूनियर का प्रयोग था, जो 1957 में रिएक्टर एंटीन्यूट्रिनो को पंजीकृत करने में कामयाब रहे। इस कण के अध्ययन में अगला चरण सौर न्यूट्रिनो का पंजीकरण था, जो 1967 में होमस्टेक खदान (यूएसए) में रेमंड डेविस जूनियर द्वारा किया गया था। फिर भी, यह स्पष्ट हो गया कि पदार्थ के साथ न्यूट्रिनो की परस्पर क्रिया इतनी कम होती है कि इसके प्रभावी पंजीकरण के लिए बड़ी मात्रा में रिकॉर्डिंग सामग्री और लंबे माप समय की आवश्यकता होती है। कैमियोकांडे इंस्टॉलेशन (जापान) में सबसे सफल न्यूट्रिनो प्रयोगों में से एक, कई दसियों हजार टन पानी की क्षमता वाले एक विशाल टैंक के साथ कई वर्षों के काम ने प्रति वर्ष कई न्यूट्रिनो के रूप में परिणाम दिया! इसके अलावा, ऐसे प्रयोगों को करने में समय के अलावा बड़ी वित्तीय लागत की भी आवश्यकता होती है। बी. पोंटेकोर्वो की उपयुक्त अभिव्यक्ति में, "प्राथमिक कण भौतिकी एक महंगा विज्ञान है..."।
न्यूट्रिनो में आधुनिक रुचि का कारण क्या है? इन कणों की उच्चतम भेदन क्षमता किसी को उन वस्तुओं के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देती है जो अन्यथा अध्ययन के लिए दुर्गम हैं। यहां अनुप्रयोगों की सीमा बहुत बड़ी है - दूर की आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों में प्रक्रियाओं के बारे में जानकारी से लेकर पृथ्वी के न्यूट्रिनो जियोलोकेशन तक। वर्तमान में, खगोलभौतिकीय न्यूट्रिनो - बड़ी मात्रा वाले न्यूट्रिनो दूरबीनों को पंजीकृत करने के लिए बड़ी परियोजनाएं चालू की जा रही हैं, जहां समुद्र के पानी या बर्फ का उपयोग रिकॉर्डिंग पदार्थ के रूप में किया जाता है। उत्तरी (भूमध्यसागरीय) और दक्षिणी (अंटार्कटिक) गोलार्धों में 1 किमी 3 की मात्रा के साथ दो दूरबीन बनाने की योजना बनाई गई है।

एंटारेस न्यूट्रिनो टेलीस्कोप

न्यूट्रिनो द्रव्यमान की समस्या भी अनसुलझी है। हैरानी की बात यह है कि यह शायद एकमात्र कण है जिसके बारे में यह कहना असंभव है कि इसमें द्रव्यमान है या नहीं! हाल के वर्षों में, इस समस्या को हल करने में बड़ी उम्मीदें तथाकथित न्यूट्रिनो दोलनों, एक प्रकार के न्यूट्रिनो के दूसरे प्रकार के न्यूट्रिनो के सहज संक्रमण के अवलोकन पर लगाई गई हैं।
आधुनिक अनुसंधान के विभिन्न तरीकों की उपस्थिति के बावजूद, पिछली शताब्दी के 40 के दशक से मुख्य उपकरण बना हुआ है आवेशित कण त्वरक. कोई भी त्वरक, शब्द के शाब्दिक अर्थ में, एक माइक्रोस्कोप है जो आपको पदार्थ में गहराई से देखने की अनुमति देता है। दरअसल, सूक्ष्म जगत में किसी वस्तु का निरीक्षण करने के लिए उसके आकार के अनुरूप तरंग दैर्ध्य वाले विकिरण का उपयोग करना आवश्यक है। और चूँकि, कणों के तरंग गुणों के आधार पर, हम प्राप्त कर सकते हैं

जहां λ तरंग दैर्ध्य है, ћ प्लैंक स्थिरांक है, c प्रकाश की गति है, और E ऊर्जा है, तो हमारे "माइक्रोस्कोप" के अधिक "आवर्धन" के लिए कणों की ऊर्जा को बढ़ाना आवश्यक है। वर्तमान में, विभिन्न प्रकार के त्वरक हैं, मुख्य रूप से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को गति देने वाले। उदाहरण के लिए, एक मानक रैखिक त्वरक का संचालन सिद्धांत बेहद सरल है और इसमें यह तथ्य शामिल है कि जब एक इलेक्ट्रॉन (या प्रोटॉन) संभावित अंतर से गुजरता है, तो यह ऊर्जा प्राप्त करता है।

इसीलिए परमाणु और कण भौतिकी में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा की इकाई को "इलेक्ट्रॉनवोल्ट" कहा जाता है, यह वह ऊर्जा है जो एक इलेक्ट्रॉन 1 वोल्ट के संभावित अंतर से गुजरते समय प्राप्त करता है। बेशक, आधुनिक त्वरक में, विभिन्न क्षेत्रों में "स्विंगिंग" कणों द्वारा एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग करके त्वरण किया जाता है। आज इलेक्ट्रॉन त्वरक में प्राप्त अधिकतम इलेक्ट्रॉन ऊर्जा 100 GeV (10 11 eV) है, और प्रोटॉन त्वरक में यह 3.5 TeV (3.5 10 12 eV) है। अंतिम मान सबसे बड़े आधुनिक प्रोटॉन त्वरक पर प्राप्त प्रोटॉन ऊर्जा से मेल खाता है - लार्ज हैड्रान कोलाइडर(एलएचसी) सीईआरएन में।

भौगोलिक मानचित्र पर सीईआरएन में त्वरक परिसर का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।

यह सबसे बड़ा त्वरक कॉम्प्लेक्स 27 किलोमीटर से अधिक लंबा एक सुपरकंडक्टिंग रिंग है, जो प्रोटॉन को 7 TeV की ऊर्जा तक "स्पिन अप" करने की अनुमति देता है। टकराने वाले प्रोटॉन की ऐसी ऊर्जा के साथ (और टकराव, निश्चित रूप से, ऊर्जा उत्पादन को और बढ़ाता है), विभिन्न कणों के निर्माण के साथ सभी प्रकार की प्रतिक्रियाओं का निरीक्षण करना संभव हो जाता है, जिनमें बड़े द्रव्यमान वाले कण भी शामिल हैं। कोलाइडर पर नियोजित अधिकांश प्रयोग परीक्षण भविष्यवाणियों से संबंधित हैं मानक मॉडल− पदार्थ की संरचना का वर्णन करने वाली सैद्धांतिक मान्यताओं का एक सेट। इन परिकल्पनाओं की पुष्टि या खंडन विज्ञान को उन समस्याओं को हल करने के लिए आगे बढ़ने का अवसर देगा जिनका मानवता आज सामना कर रही है।

स्व-परीक्षण प्रश्न

1. माइक्रोवर्ल्ड और मैक्रोवर्ल्ड के अध्ययन के तरीकों के बीच मूलभूत अंतर क्या है?
2. प्लैंक स्थिरांक का भौतिक अर्थ क्या है?
3. क्या सूक्ष्म जगत में किसी कण के समन्वय और संवेग को एक साथ सटीक रूप से मापना संभव है?
4. क्वांटम प्रणाली में असतत ऊर्जा का एक उदाहरण दीजिए।
5. क्वांटम प्रणाली की मुख्य विशेषता क्या है?
6. उस प्रयोग का नाम बताइए जिसने परमाणु संरचना की आधुनिक समझ की नींव रखी।
7. परमाणु का आकार लगभग कितना होता है?
8. क्या कारण है कि परमाणु फोटॉन उत्सर्जित करते हैं?
9. आयनीकरण क्या है?
10. परमाणु नाभिक का आकार लगभग कितना होता है?
11. कौन से कण परमाणु नाभिक बनाते हैं?
12. परमाणु बंधन ऊर्जा क्या है?
13. भारी नाभिक विखंडन क्यों होता है?
14. नाभिकीय संलयन अभिक्रियाओं को थर्मोन्यूक्लियर क्यों कहा जाता है?
15. अल्फा क्षय क्या है?
16. मूलभूत कणों के तीन समूहों के नाम बताइए।
17. क्वार्क के प्रकार सूचीबद्ध करें।
18. एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन से कितने क्वार्क बनते हैं?
19. न्यूट्रिनो क्या है?
20. मौलिक अंतःक्रियाओं के प्रकारों की सूची बनाएं।

· माइक्रोस्कोपी पथ 3

· माइक्रोस्कोपी सीमा 5

· अदृश्य विकिरण 7

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· इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी संरचना 13

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· इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के प्रकार 17

· इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ काम करने की विशेषताएं 21

· इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की विवर्तन सीमा को दूर करने के तरीके 23

· सन्दर्भ 27

· चित्र 28

टिप्पणियाँ:

1. प्रतीक का अर्थ है एक शक्ति तक बढ़ना। उदाहरण के लिए, 2 3 का अर्थ है "3 की घात 2"।

2. प्रतीक e का अर्थ है किसी संख्या को घातांकीय रूप में लिखना। उदाहरण के लिए, 2 e3 का अर्थ है "2 गुना 10 से तीसरी घात।"

3. सभी चित्र अंतिम पृष्ठ पर हैं.

4. पूरी तरह से "हाल के" साहित्य के उपयोग के कारण, इस सार में डेटा विशेष रूप से "ताज़ा" नहीं है।

आँख सूरज को नहीं देख पाएगी,

अगर वह ऐसा नहीं होता

सूरज की ओर।

गोएथे.

माइक्रोस्कोपी का तरीका.

जब 17वीं शताब्दी के अंत में पहला माइक्रोस्कोप बनाया गया था, तो शायद ही किसी ने (या यहां तक ​​कि इसके आविष्कारक ने भी) माइक्रोस्कोपी की भविष्य की सफलताओं और असंख्य अनुप्रयोगों की कल्पना की होगी। पीछे मुड़कर देखने पर, हम आश्वस्त हैं कि इस आविष्कार ने एक नए उपकरण के निर्माण से कहीं अधिक कुछ चिह्नित किया: पहली बार, एक व्यक्ति पहले से अदृश्य को देखने में सक्षम था।

लगभग उसी समय, एक और घटना दूरबीन के आविष्कार से जुड़ी है, जिसने ग्रहों और तारों की दुनिया में अदृश्य को देखना संभव बना दिया। सूक्ष्मदर्शी और दूरबीन के आविष्कार ने न केवल प्रकृति के अध्ययन के तरीकों में, बल्कि अनुसंधान की पद्धति में भी एक क्रांति का प्रतिनिधित्व किया।

दरअसल, प्राचीन काल के प्राकृतिक दार्शनिकों ने प्रकृति का अवलोकन किया, इसके बारे में केवल वही सीखा जो आंख ने देखा, त्वचा ने महसूस किया और कान ने सुना। कोई केवल इस बात से आश्चर्यचकित हो सकता है कि उन्हें "नग्न" इंद्रियों का उपयोग करके और विशेष प्रयोग किए बिना, जैसा कि वे अब करते हैं, उनके आसपास की दुनिया के बारे में कितनी सही जानकारी प्राप्त हुई। साथ ही, सटीक तथ्यों और शानदार अनुमानों के साथ, प्राचीन काल और मध्य युग के वैज्ञानिकों द्वारा कितने झूठे "टिप्पणियाँ", कथन और निष्कर्ष हमारे पास छोड़े गए थे!

बहुत बाद में प्रकृति का अध्ययन करने की एक विधि खोजी गई, जिसमें सचेत रूप से नियोजित प्रयोग स्थापित करना शामिल है, जिसका उद्देश्य मान्यताओं और स्पष्ट रूप से तैयार की गई परिकल्पनाओं का परीक्षण करना है। इसके रचनाकारों में से एक, फ्रांसिस बेकन ने इस शोध पद्धति की विशेषताओं को निम्नलिखित, अब प्रसिद्ध शब्दों में व्यक्त किया: "एक प्रयोग करना प्रकृति से पूछताछ करना है।" आधुनिक विचारों के अनुसार, प्रयोगात्मक पद्धति के पहले चरण थे विनम्र, और ज्यादातर मामलों में, उस समय के प्रयोगकर्ताओं ने इंद्रियों को "बढ़ाने" वाले किसी भी उपकरण के बिना काम किया। सूक्ष्मदर्शी और दूरबीन के आविष्कार ने अवलोकन और प्रयोग की संभावनाओं में जबरदस्त विस्तार का प्रतिनिधित्व किया।

पहले से ही आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार सबसे सरल और सबसे अपूर्ण तकनीक का उपयोग करके किए गए पहले अवलोकनों ने "पानी की एक बूंद में एक पूरी दुनिया" की खोज की। यह पता चला कि माइक्रोस्कोप के माध्यम से जांच करने पर परिचित वस्तुएं पूरी तरह से अलग दिखती हैं: जो सतहें आंख और स्पर्श के लिए चिकनी होती हैं वे वास्तव में खुरदरी हो जाती हैं, और असंख्य छोटे जीव "साफ" पानी में चलते हैं। उसी तरह, दूरबीनों का उपयोग करते हुए पहले खगोलीय अवलोकनों ने लोगों के लिए ग्रहों और सितारों की परिचित दुनिया को एक नए तरीके से देखना संभव बना दिया: उदाहरण के लिए, चंद्रमा की सतह, जिसे सभी पीढ़ियों के कवियों ने गाया था। पहाड़ी और असंख्य गड्ढों से युक्त, और चंद्रमा की तरह ही शुक्र में भी चरण परिवर्तन पाया गया।

भविष्य में, ये सरल अवलोकन विज्ञान के स्वतंत्र क्षेत्रों को जन्म देंगे: माइक्रोस्कोपी और अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान। साल बीतेंगे, और इनमें से प्रत्येक क्षेत्र असंख्य प्रभावों में विकसित होगा, जो जीव विज्ञान, चिकित्सा, प्रौद्योगिकी, रसायन विज्ञान, भौतिकी और नेविगेशन में कई अलग-अलग अनुप्रयोगों में व्यक्त होंगे।

आधुनिक सूक्ष्मदर्शी, जिन्हें इलेक्ट्रॉनिक के विपरीत, हम ऑप्टिकल कहेंगे, उत्तम उपकरण हैं जो उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ उच्च आवर्धन प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। रिज़ॉल्यूशन उस दूरी से निर्धारित होता है जिस पर दो आसन्न संरचनात्मक तत्व अभी भी अलग-अलग देखे जा सकते हैं। हालाँकि, जैसा कि अनुसंधान से पता चला है, प्रकाश की तरंग प्रकृति के कारण होने वाली घटनाओं के विवर्तन और हस्तक्षेप के कारण ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी व्यावहारिक रूप से अपनी क्षमताओं की मौलिक सीमा तक पहुंच गई है।

मोनोक्रोमैटिकिटी और सुसंगतता की डिग्री किसी भी प्रकृति (विद्युत चुम्बकीय, ध्वनि, आदि) की तरंगों की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। मोनोक्रोमैटिक कंपन ¾ एक विशिष्ट आवृत्ति की साइन तरंगों से युक्त कंपन हैं। जब हम निरंतर आयाम, आवृत्ति और चरण के साथ क्रमशः एक साधारण साइनसॉइड के रूप में दोलनों की कल्पना करते हैं, तो यह एक निश्चित आदर्शीकरण है, क्योंकि, सख्ती से बोलते हुए, प्रकृति में कोई दोलन और तरंगें नहीं होती हैं जो साइन द्वारा बिल्कुल सटीक रूप से वर्णित होती हैं लहर। हालाँकि, जैसा कि अध्ययनों से पता चला है, वास्तविक दोलन और तरंगें अधिक या कम सटीकता के साथ एक आदर्श साइनसॉइड तक पहुंच सकते हैं (मोनोक्रोमैटिकिटी की अधिक या कम डिग्री होती है)। जटिल आकार के दोलनों और तरंगों को साइनसॉइडल दोलनों और तरंगों के एक सेट के रूप में दर्शाया जा सकता है। वास्तव में, यह गणितीय ऑपरेशन एक प्रिज्म द्वारा किया जाता है, जो सूर्य के प्रकाश को एक रंग स्पेक्ट्रम में विघटित करता है।

एक ही आवृत्ति की प्रकाश तरंगों सहित मोनोक्रोमैटिक तरंगें (कुछ शर्तों के तहत!) एक-दूसरे के साथ इस तरह से बातचीत कर सकती हैं कि, परिणामस्वरूप, "प्रकाश अंधेरे में बदल जाता है" या, जैसा कि वे कहते हैं, तरंगें हस्तक्षेप कर सकती हैं। हस्तक्षेप के दौरान, एक दूसरे द्वारा तरंगों का स्थानीय "प्रवर्धन और दमन" होता है। तरंग हस्तक्षेप पैटर्न समय के साथ अपरिवर्तित रहने के लिए (उदाहरण के लिए, जब इसे आंखों से देखते हैं या फोटो खींचते हैं), तो यह आवश्यक है कि तरंगें एक-दूसरे के साथ सुसंगत हों (दो तरंगें एक-दूसरे के साथ सुसंगत होती हैं यदि वे एक स्थिर स्थिति देते हैं) हस्तक्षेप पैटर्न, जो उनकी आवृत्तियों और निरंतर चरण बदलाव की समानता से मेल खाता है)।

यदि तरंग प्रसार के मार्ग में बाधाएँ रखी जाती हैं, तो वे इन तरंगों के प्रसार की दिशा को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करेंगी। ऐसी बाधाएं स्क्रीन में छेद के किनारे, अपारदर्शी वस्तुएं, साथ ही तरंग प्रसार के मार्ग में किसी भी अन्य प्रकार की विषमताएं हो सकती हैं। विशेष रूप से, ऐसी वस्तुएं जो पारदर्शी होती हैं (किसी दिए गए विकिरण के लिए), लेकिन अपवर्तक सूचकांक में भिन्न होती हैं, और इसलिए उनके अंदर तरंगों के पारित होने की गति में भी असमानताएं हो सकती हैं। बाधाओं के निकट से गुजरने पर तरंगों के प्रसार की दिशा बदलने की घटना को विवर्तन कहा जाता है। विवर्तन आमतौर पर हस्तक्षेप घटना के साथ होता है।

माइक्रोस्कोपी की सीमा.

किसी भी ऑप्टिकल प्रणाली का उपयोग करके प्राप्त छवि इस प्रणाली से गुजरने वाली प्रकाश तरंग के विभिन्न भागों के हस्तक्षेप का परिणाम है। विशेष रूप से, यह ज्ञात है कि सिस्टम के प्रवेश पुतली (लेंस, दर्पण और डायाफ्राम के किनारे जो ऑप्टिकल सिस्टम बनाते हैं) द्वारा प्रकाश तरंग का प्रतिबंध और विवर्तन की संबंधित घटना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि चमकदार बिंदु को विवर्तन वृत्त के रूप में दर्शाया जाएगा। यह परिस्थिति ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा बनाई गई छवि के छोटे विवरणों को अलग करने की क्षमता को सीमित करती है। उदाहरण के लिए, एक गोल पुतली (स्पॉटिंग स्कोप फ्रेम) द्वारा विवर्तन के परिणामस्वरूप एक अनंत दूर के प्रकाश स्रोत (तारे) की छवि एक जटिल तस्वीर है (चित्र 1 देखें)। इस चित्र में आप गाढ़ा प्रकाश और अंधेरे छल्लों का एक सेट देख सकते हैं। रोशनी का वितरण, जिसे चित्र के केंद्र से उसके किनारों तक ले जाने पर तय किया जा सकता है, को जटिल सूत्रों द्वारा वर्णित किया गया है, जो प्रकाशिकी पाठ्यक्रमों में दिए गए हैं। हालाँकि, पहले (चित्र के केंद्र से) डार्क रिंग की स्थिति में निहित पैटर्न सरल दिखते हैं। आइए हम ऑप्टिकल सिस्टम के प्रवेश पुतली के व्यास को डी द्वारा और एक अनंत दूर स्रोत द्वारा भेजे गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को एल द्वारा निरूपित करें।

चावल। 1. एक चमकदार बिंदु (तथाकथित हवादार डिस्क) की विवर्तन छवि।

यदि हम उस कोण को j से निरूपित करें जिस पर पहली डार्क रिंग की त्रिज्या दिखाई देती है, तो, जैसा कि प्रकाशिकी में सिद्ध है,

पाप जे » 1,22 * ( एल /डी) .

इस प्रकार, तरंगाग्र को ऑप्टिकल सिस्टम (प्रवेश पुतली) के किनारों तक सीमित करने के परिणामस्वरूप, अनंत पर किसी वस्तु के अनुरूप एक चमकदार बिंदु की कल्पना करने के बजाय, हमें विवर्तन रिंगों का एक सेट मिलता है। स्वाभाविक रूप से, यह घटना दो निकट स्थित बिंदु प्रकाश स्रोतों के बीच अंतर करने की क्षमता को सीमित करती है। दरअसल, दो दूर के स्रोतों के मामले में, उदाहरण के लिए स्वर्ग की तिजोरी में एक दूसरे के बहुत करीब स्थित दो तारे, अवलोकन विमान में संकेंद्रित वलय की दो प्रणालियाँ बनती हैं। कुछ शर्तों के तहत, वे ओवरलैप हो सकते हैं और स्रोतों के बीच अंतर करना असंभव हो जाता है। यह कोई संयोग नहीं है कि, ऊपर दिए गए सूत्र की "सिफारिश" के अनुसार, वे बड़े प्रवेश पुतली आकार के साथ खगोलीय दूरबीन बनाने का प्रयास करते हैं। रिज़ॉल्यूशन सीमा जिस पर दो निकट दूरी वाले प्रकाश स्रोतों को देखा जा सकता है, निम्नानुसार निर्धारित की जाती है: निश्चितता के लिए, रिज़ॉल्यूशन सीमा को दो बिंदु प्रकाश स्रोतों की विवर्तन छवियों की स्थिति के रूप में लिया जाता है, जिस पर इनमें से किसी एक द्वारा बनाई गई पहली डार्क रिंग होती है। स्रोत किसी अन्य स्रोत द्वारा बनाए गए उज्ज्वल स्थान के केंद्र से मेल खाता है।

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परीक्षा

माइक्रोवर्ल्ड: आधुनिक भौतिकी की अवधारणाएँ

परिचय

माइक्रोवर्ल्ड अत्यंत छोटे, प्रत्यक्ष रूप से देखे जाने योग्य सूक्ष्म वस्तुओं की दुनिया नहीं है। (स्थानिक आयाम, जिसकी गणना 10-8 से 10-16 सेमी तक की जाती है, और जीवनकाल - अनंत से 10-24 सेकंड तक।)

क्वांटम यांत्रिकी (तरंग यांत्रिकी) एक सिद्धांत है जो सूक्ष्म स्तर पर विवरण की एक विधि और गति के नियम स्थापित करता है।

माइक्रोवर्ल्ड परिघटनाओं के अध्ययन से ऐसे परिणाम सामने आए जो शास्त्रीय भौतिकी और यहां तक ​​कि सापेक्षता के सिद्धांत में आम तौर पर स्वीकार किए गए परिणामों से बिल्कुल भिन्न थे। शास्त्रीय भौतिकी ने अंतरिक्ष में मौजूद वस्तुओं का वर्णन करने और समय के साथ उनके परिवर्तनों को नियंत्रित करने वाले कानूनों को तैयार करने में अपना लक्ष्य देखा। लेकिन रेडियोधर्मी क्षय, विवर्तन, वर्णक्रमीय रेखाओं के उत्सर्जन जैसी घटनाओं के लिए, कोई केवल यह दावा कर सकता है कि कुछ संभावना है कि एक व्यक्तिगत वस्तु ऐसी है और उसमें ऐसी और ऐसी संपत्ति है। क्वांटम यांत्रिकी में समय के साथ किसी एक वस्तु में परिवर्तन को नियंत्रित करने वाले कानूनों के लिए कोई जगह नहीं है।

शास्त्रीय यांत्रिकी को कणों की स्थिति और वेग और समय पर इन मात्राओं की निर्भरता को निर्दिष्ट करके वर्णित किया जाता है। क्वांटम यांत्रिकी में, समान परिस्थितियों में समान कण अलग-अलग व्यवहार कर सकते हैं।

1. माइक्रोवर्ल्ड: माइक्रोवर्ल्ड का वर्णन करने वाली आधुनिक भौतिकी की अवधारणाएँ

सूक्ष्म जगत के अध्ययन की ओर बढ़ने पर पता चला कि भौतिक वास्तविकता एकीकृत है और पदार्थ और क्षेत्र के बीच कोई अंतर नहीं है।

सूक्ष्म कणों का अध्ययन करते समय, वैज्ञानिकों को शास्त्रीय विज्ञान के दृष्टिकोण से एक विरोधाभासी स्थिति का सामना करना पड़ा: समान वस्तुओं ने तरंग और कणिका दोनों गुणों का प्रदर्शन किया।

इस दिशा में पहला कदम जर्मन भौतिक विज्ञानी एम. प्लैंक ने उठाया था। जैसा कि ज्ञात है, 19वीं शताब्दी के अंत में। भौतिकी में एक कठिनाई उत्पन्न हुई, जिसे “पराबैंगनी प्रलय” कहा गया। शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के सूत्र का उपयोग करके गणना के अनुसार, एक पूरी तरह से काले शरीर के थर्मल विकिरण की तीव्रता बिना किसी सीमा के बढ़नी चाहिए थी, जो स्पष्ट रूप से अनुभव का खंडन करती है। थर्मल विकिरण पर शोध करने की प्रक्रिया में, जिसे एम. प्लैंक ने अपने जीवन में सबसे कठिन कहा था, वह आश्चर्यजनक निष्कर्ष पर पहुंचे कि विकिरण प्रक्रियाओं में ऊर्जा को लगातार और किसी भी मात्रा में नहीं, बल्कि केवल कुछ अविभाज्य मात्रा में छोड़ा या अवशोषित किया जा सकता है। . भाग - क्वांटा. क्वांटा की ऊर्जा संबंधित प्रकार के विकिरण और सार्वभौमिक प्राकृतिक स्थिरांक के दोलनों की संख्या के माध्यम से निर्धारित की जाती है, जिसे एम. प्लैंक ने प्रतीक h: E = h y के तहत विज्ञान में पेश किया।

यदि क्वांटम की शुरूआत ने अभी तक वास्तविक क्वांटम सिद्धांत का निर्माण नहीं किया है, जैसा कि एम. प्लैंक ने बार-बार जोर दिया है, तो 14 दिसंबर, 1900 को, जिस दिन सूत्र प्रकाशित हुआ था, इसकी नींव रखी गई थी। इसलिए भौतिकी के इतिहास में इस दिन को क्वांटम भौतिकी का जन्मदिन माना जाता है। और चूंकि कार्रवाई की प्राथमिक मात्रा की अवधारणा ने बाद में परमाणु खोल और परमाणु नाभिक के सभी गुणों को समझने के आधार के रूप में कार्य किया, 14 दिसंबर, 1900 को सभी परमाणु भौतिकी के जन्मदिन और एक नए युग की शुरुआत दोनों के रूप में माना जाना चाहिए। प्राकृतिक विज्ञान का.

पहले भौतिक विज्ञानी जिन्होंने क्रिया की प्राथमिक मात्रा की खोज को उत्साहपूर्वक स्वीकार किया और इसे रचनात्मक रूप से विकसित किया, वह ए. आइंस्टीन थे। 1905 में, उन्होंने थर्मल विकिरण के दौरान मात्रात्मक अवशोषण और ऊर्जा की रिहाई के शानदार विचार को सामान्य रूप से विकिरण में स्थानांतरित कर दिया और इस तरह प्रकाश के नए सिद्धांत को प्रमाणित किया।

तेजी से आगे बढ़ने वाले क्वांटा की एक धारा के रूप में प्रकाश का विचार बेहद साहसिक, लगभग साहसी था, और कुछ लोगों ने शुरू में इसकी शुद्धता पर विश्वास किया था। सबसे पहले, एम. प्लैंक स्वयं प्रकाश के क्वांटम सिद्धांत में क्वांटम परिकल्पना के विस्तार से सहमत नहीं थे, उन्होंने अपने क्वांटम सूत्र को केवल एक काले शरीर के थर्मल विकिरण के नियमों के लिए संदर्भित किया था जिसे उन्होंने माना था।

ए आइंस्टीन ने सुझाव दिया कि हम सार्वभौमिक प्रकृति के प्राकृतिक नियम के बारे में बात कर रहे हैं। प्रकाशिकी में प्रचलित विचारों पर पीछे मुड़कर देखे बिना, उन्होंने प्लैंक की परिकल्पना को प्रकाश पर लागू किया और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि प्रकाश की कणिका संरचना को पहचाना जाना चाहिए।

प्रकाश के क्वांटम सिद्धांत, या आइंस्टीन के फोटॉन सिद्धांत ए ने तर्क दिया कि प्रकाश एक तरंग घटना है जो लगातार अंतरिक्ष में फैल रही है। और साथ ही, प्रकाश ऊर्जा, शारीरिक रूप से प्रभावी होने के लिए, केवल कुछ स्थानों पर ही केंद्रित होती है, इसलिए प्रकाश की एक असंतत संरचना होती है। प्रकाश को अविभाज्य ऊर्जा अनाज, प्रकाश क्वांटा या फोटॉन की एक धारा के रूप में माना जा सकता है। उनकी ऊर्जा प्लैंक क्रिया की प्राथमिक मात्रा और कंपन की संगत संख्या से निर्धारित होती है। विभिन्न रंगों के प्रकाश में विभिन्न ऊर्जाओं के प्रकाश क्वांटा शामिल होते हैं।

आइंस्टीन के प्रकाश क्वांटा के विचार ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की घटना को समझने और कल्पना करने में मदद की, जिसका सार विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रभाव में किसी पदार्थ से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालना है। प्रयोगों से पता चला है कि फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की उपस्थिति या अनुपस्थिति आपतित तरंग की तीव्रता से नहीं, बल्कि उसकी आवृत्ति से निर्धारित होती है। यदि हम मान लें कि प्रत्येक इलेक्ट्रॉन को एक फोटॉन द्वारा बाहर निकाला जाता है, तो निम्नलिखित स्पष्ट हो जाता है: प्रभाव केवल तभी होता है जब फोटॉन की ऊर्जा, और इसलिए इसकी आवृत्ति, इलेक्ट्रॉन और पदार्थ के बीच बाध्यकारी बलों पर काबू पाने के लिए पर्याप्त है।

फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की इस व्याख्या की सत्यता (इस कार्य के लिए आइंस्टीन को 1922 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार मिला) की पुष्टि 10 साल बाद अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर.ई. के प्रयोगों में हुई। मिलिकेन. इसकी खोज 1923 में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी ए.एच. ने की थी। कॉम्पटन, घटना (कॉम्पटन प्रभाव), जो तब देखी जाती है जब मुक्त इलेक्ट्रॉनों वाले परमाणु बहुत कठोर एक्स-रे के संपर्क में आते हैं, फिर से और अंततः प्रकाश के क्वांटम सिद्धांत की पुष्टि की जाती है। यह सिद्धांत सर्वाधिक प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि किये गये भौतिक सिद्धांतों में से एक है। लेकिन हस्तक्षेप और विवर्तन पर प्रयोगों द्वारा प्रकाश की तरंग प्रकृति पहले ही दृढ़ता से स्थापित की जा चुकी थी।

एक विरोधाभासी स्थिति उत्पन्न हुई: यह पता चला कि प्रकाश न केवल एक तरंग के रूप में व्यवहार करता है, बल्कि कणिकाओं के प्रवाह के रूप में भी व्यवहार करता है। विवर्तन और व्यतिकरण प्रयोगों में इसके तरंग गुण प्रकट होते हैं, और फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव में इसके कणिका गुण प्रकट होते हैं। इस मामले में, फोटॉन एक बहुत ही विशेष प्रकार का कणिका निकला। इसकी विसंगति की मुख्य विशेषता - ऊर्जा का अंतर्निहित भाग - की गणना विशुद्ध रूप से तरंग विशेषता - आवृत्ति y (ई = न्यू) के माध्यम से की गई थी।

सभी महान प्राकृतिक वैज्ञानिक खोजों की तरह, प्रकाश के नए सिद्धांत का मौलिक सैद्धांतिक और ज्ञानमीमांसीय महत्व था। प्राकृतिक प्रक्रियाओं की निरंतरता के बारे में पुरानी स्थिति, जिसे एम. प्लैंक ने पूरी तरह से हिला दिया था, को आइंस्टीन ने भौतिक घटनाओं के बहुत बड़े क्षेत्र से बाहर कर दिया था।

एम. प्लैंक और ए. आइंस्टीन के विचारों को विकसित करते हुए, 1924 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लुईस डी ब्रोचे ने पदार्थ के तरंग गुणों के विचार को सामने रखा। अपने काम "लाइट एंड मैटर" में उन्होंने न केवल प्रकाश के सिद्धांत में ए. आइंस्टीन की शिक्षाओं के अनुसार, बल्कि पदार्थ के सिद्धांत में भी तरंग और कणिका अवधारणाओं का उपयोग करने की आवश्यकता के बारे में लिखा।

एल. डी ब्रोगली ने तर्क दिया कि तरंग गुण, कणिका गुणों के साथ, सभी प्रकार के पदार्थों में निहित हैं: इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, परमाणु, अणु और यहां तक ​​कि स्थूल पिंड भी।

डी ब्रोगली के अनुसार, गति V के साथ गतिमान m द्रव्यमान वाला कोई भी पिंड एक तरंग के अनुरूप होता है:

वास्तव में, एक समान सूत्र पहले से ज्ञात था, लेकिन केवल प्रकाश क्वांटा - फोटॉन के संबंध में।

सूक्ष्म जगत क्वांटम यांत्रिक आनुवंशिकी भौतिकी

2. माइक्रोवर्ल्ड की प्रकृति पर एम. प्लैंक, लुईस डी ब्रोगली, ई. श्रोडिंगर, डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग, एन. बोह्र और अन्य के विचार

1926 में, ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी ई. श्रोडिंगर ने एक गणितीय समीकरण पाया जो पदार्थ तरंगों के व्यवहार को निर्धारित करता है, तथाकथित श्रोडिंगर समीकरण। अंग्रेजी भौतिकशास्त्री पी. डिराक ने इसका सामान्यीकरण किया।

कणों और तरंगों के सार्वभौमिक "द्वैतवाद" के बारे में एल डी ब्रोगली के साहसिक विचार ने एक सिद्धांत का निर्माण करना संभव बना दिया, जिसकी मदद से पदार्थ और प्रकाश के गुणों को उनकी एकता में शामिल करना संभव हो गया। इस मामले में, प्रकाश क्वांटा सूक्ष्म जगत की सामान्य संरचना का एक विशेष क्षण बन गया।

पदार्थ की तरंगें, जिन्हें शुरू में ध्वनिक तरंगों के समान दृश्य रूप से वास्तविक तरंग प्रक्रियाओं के रूप में प्रस्तुत किया गया था, ने एक अमूर्त गणितीय उपस्थिति प्राप्त की और, जर्मन भौतिक विज्ञानी एम. बोर्न के लिए धन्यवाद, "संभावना की तरंगों" के रूप में एक प्रतीकात्मक अर्थ प्राप्त किया।

हालाँकि, डी ब्रोगली की परिकल्पना को प्रयोगात्मक पुष्टि की आवश्यकता थी। पदार्थ के तरंग गुणों के अस्तित्व का सबसे ठोस प्रमाण 1927 में अमेरिकी भौतिकविदों के. डेविसन और एल. जर्मर द्वारा इलेक्ट्रॉन विवर्तन की खोज थी। इसके बाद, न्यूट्रॉन, परमाणुओं और यहां तक ​​कि अणुओं के विवर्तन का पता लगाने के लिए प्रयोग किए गए। सभी मामलों में, परिणामों ने डी ब्रोगली की परिकल्पना की पूरी तरह से पुष्टि की। इससे भी अधिक महत्वपूर्ण विकसित तरंग यांत्रिकी के सूत्रों की एक प्रणाली के आधार पर अनुमानित नए प्राथमिक कणों की खोज थी।

आधुनिक भौतिकी में तरंग-कण द्वैत की मान्यता सार्वभौमिक हो गई है। किसी भी भौतिक वस्तु की विशेषता कणिका और तरंग दोनों गुणों की उपस्थिति होती है।

यह तथ्य कि एक ही वस्तु कण और तरंग दोनों के रूप में प्रकट होती है, ने पारंपरिक विचारों को नष्ट कर दिया।

एक कण का रूप अंतरिक्ष के एक छोटे आयतन या सीमित क्षेत्र में निहित एक इकाई को दर्शाता है, जबकि एक लहर अंतरिक्ष के विशाल क्षेत्रों में फैलती है। क्वांटम भौतिकी में, वास्तविकता के ये दो विवरण परस्पर अनन्य हैं, लेकिन प्रश्न में घटना का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए समान रूप से आवश्यक हैं।

एक सुसंगत सिद्धांत के रूप में क्वांटम यांत्रिकी का अंतिम गठन जर्मन भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग के काम की बदौलत हुआ, जिन्होंने अनिश्चितता सिद्धांत की स्थापना की? और डेनिश भौतिक विज्ञानी एन. बोह्र, जिन्होंने संपूरकता का सिद्धांत तैयार किया, जिसके आधार पर सूक्ष्म वस्तुओं के व्यवहार का वर्णन किया गया है।

डब्ल्यू हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता संबंध का सार इस प्रकार है। मान लीजिए कि कार्य एक गतिमान कण की स्थिति निर्धारित करना है। यदि शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों का उपयोग करना संभव होता, तो स्थिति सरल होती: किसी को केवल कण के निर्देशांक और उसकी गति (गति की मात्रा) निर्धारित करना होता। लेकिन शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों को माइक्रोपार्टिकल्स पर लागू नहीं किया जा सकता है: न केवल व्यावहारिक रूप से, बल्कि सामान्य तौर पर भी माइक्रोपार्टिकल की गति के स्थान और परिमाण को समान सटीकता के साथ स्थापित करना असंभव है। इन दोनों गुणों में से केवल एक का ही सटीक निर्धारण किया जा सकता है। अपनी पुस्तक "फिजिक्स ऑफ द एटॉमिक न्यूक्लियस" में डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग ने अनिश्चितता संबंध की सामग्री का खुलासा किया है। वह लिखते हैं कि दोनों मापदंडों - स्थिति और गति को एक साथ सटीक रूप से जानना कभी भी संभव नहीं है। आप कभी भी एक साथ यह नहीं जान सकते कि कोई कण कहां है और वह कितनी तेजी से और किस दिशा में घूम रहा है। यदि कोई प्रयोग किया जाता है जो दिखाता है कि किसी निश्चित समय पर कण कहां है, तो गति इस हद तक बाधित हो जाती है कि उसके बाद कण को ​​नहीं पाया जा सकता है। इसके विपरीत, वेग की सटीक माप के साथ, कण का स्थान निर्धारित करना असंभव है।

शास्त्रीय यांत्रिकी के दृष्टिकोण से, अनिश्चितता का संबंध बेतुका लगता है। वर्तमान स्थिति का बेहतर आकलन करने के लिए, हमें यह ध्यान में रखना चाहिए कि हम मनुष्य मैक्रोवर्ल्ड में रहते हैं और सिद्धांत रूप में, एक दृश्य मॉडल नहीं बना सकते हैं जो माइक्रोवर्ल्ड के लिए पर्याप्त होगा। अनिश्चितता का संबंध सूक्ष्म जगत को परेशान किए बिना उसका अवलोकन करने की असंभवता की अभिव्यक्ति है। माइक्रोफिजिकल प्रक्रियाओं की स्पष्ट तस्वीर प्रदान करने का कोई भी प्रयास कणिका या तरंग व्याख्या पर निर्भर होना चाहिए। कणिका विवरण में, माइक्रोपार्टिकल की गति की ऊर्जा और परिमाण का सटीक मान प्राप्त करने के लिए माप किया जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन बिखरने के दौरान। सटीक स्थान निर्धारण के उद्देश्य से किए गए प्रयोगों में, इसके विपरीत, तरंग स्पष्टीकरण का उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से जब इलेक्ट्रॉन पतली प्लेटों से गुजरते हैं या किरणों के विक्षेपण को देखते हैं।

कार्रवाई की प्राथमिक मात्रा का अस्तित्व एक साथ और समान सटीकता वाली मात्राओं को स्थापित करने में बाधा के रूप में कार्य करता है जो "विहित रूप से संबंधित" हैं, अर्थात। कण गति की स्थिति और परिमाण.

क्वांटम यांत्रिकी का मूल सिद्धांत, अनिश्चितता संबंध के साथ, संपूरकता का सिद्धांत है, जिसके लिए एन. बोह्र ने निम्नलिखित सूत्रीकरण दिया: "कणों और तरंगों की अवधारणाएं एक-दूसरे की पूरक हैं और साथ ही एक-दूसरे का खंडन करती हैं, वे हैं जो हो रहा है उसकी पूरक तस्वीरें"1.

सूक्ष्म-वस्तुओं के कण-तरंग गुणों में विरोधाभास सूक्ष्म-वस्तुओं और स्थूल-उपकरणों की अनियंत्रित बातचीत का परिणाम हैं। उपकरणों के दो वर्ग हैं: कुछ में, क्वांटम वस्तुएं तरंगों की तरह व्यवहार करती हैं, दूसरों में - कणों की तरह। प्रयोगों में, हम वास्तविकता का अवलोकन नहीं करते हैं, बल्कि केवल एक क्वांटम घटना का निरीक्षण करते हैं, जिसमें एक माइक्रोऑब्जेक्ट के साथ एक उपकरण की बातचीत का परिणाम भी शामिल है। एम. बोर्न ने आलंकारिक रूप से उल्लेख किया कि तरंगें और कण प्रायोगिक स्थिति पर भौतिक वास्तविकता के "प्रक्षेपण" हैं।

सूक्ष्म जगत का अध्ययन करने वाला एक वैज्ञानिक इस प्रकार एक पर्यवेक्षक से एक अभिनेता में बदल जाता है, क्योंकि भौतिक वास्तविकता उपकरण पर निर्भर करती है, अर्थात। अंततः पर्यवेक्षक की मनमानी से। इसलिए, एन. बोह्र का मानना ​​था कि एक भौतिक विज्ञानी स्वयं वास्तविकता को नहीं जानता है, बल्कि केवल उसके साथ अपने संपर्क को जानता है।

क्वांटम यांत्रिकी की एक अनिवार्य विशेषता सूक्ष्म वस्तुओं के व्यवहार की भविष्यवाणियों की संभाव्य प्रकृति है, जिसे ई. श्रोडिंगर तरंग फ़ंक्शन का उपयोग करके वर्णित किया गया है। तरंग फ़ंक्शन संभावना की अलग-अलग डिग्री के साथ एक माइक्रोऑब्जेक्ट की भविष्य की स्थिति के मापदंडों को निर्धारित करता है। इसका मतलब यह है कि समान वस्तुओं के साथ समान प्रयोग करने पर हर बार अलग-अलग परिणाम प्राप्त होंगे। हालाँकि, कुछ मान दूसरों की तुलना में अधिक संभावित होंगे, उदा. केवल मानों का संभाव्यता वितरण ज्ञात होगा।

अनिश्चितता, संपूरकता और संभाव्यता के कारकों को ध्यान में रखते हुए, एन. बोह्र ने क्वांटम सिद्धांत के सार की तथाकथित "कोपेनहेगन" व्याख्या दी: "पहले यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता था कि भौतिकी ब्रह्मांड का वर्णन करती है। अब हम जानते हैं कि भौतिकी केवल वही बताती है जो हम ब्रह्मांड के बारे में कह सकते हैं

एन. बोह्र की स्थिति डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग, एम. बॉर्न, डब्ल्यू. पाउली और कई अन्य कम-ज्ञात भौतिकविदों द्वारा साझा की गई थी। क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या के समर्थकों ने माइक्रोवर्ल्ड में कारणता या नियतिवाद को नहीं पहचाना और माना कि भौतिक वास्तविकता का आधार मौलिक अनिश्चितता है - अनिश्चिततावाद।

कोपेनहेगन स्कूल के प्रतिनिधियों का जी.ए. द्वारा तीव्र विरोध किया गया। लोरेंत्ज़, एम. प्लैंक, एम. लाउ, ए. आइंस्टीन, पी. लैंग्विन और अन्य। ए. आइंस्टीन ने एम. बोर्न को इस बारे में लिखा: “हमारे वैज्ञानिक विचारों में हम एंटीपोड में विकसित हुए हैं। आप उस ईश्वर में विश्वास करते हैं जो पासा खेलता है, और मैं वस्तुनिष्ठ अस्तित्व की पूर्ण वैधानिकता में विश्वास करता हूं... मैं इस बात पर दृढ़ता से आश्वस्त हूं कि अंत में वे एक सिद्धांत पर समझौता करेंगे जिसमें संभावनाएं नहीं, बल्कि तथ्य स्वाभाविक रूप से होंगे जुड़ा हुआ है।" 2. उन्होंने अनिश्चितता के सिद्धांत, नियतिवाद और क्वांटम यांत्रिकी में अवलोकन के कार्य को सौंपी गई भूमिका का विरोध किया। भौतिकी के आगे के विकास से पता चला कि आइंस्टीन सही थे, जो मानते थे कि क्वांटम सिद्धांत अपने मौजूदा स्वरूप में अधूरा है: तथ्य यह है कि भौतिक विज्ञानी अभी तक अनिश्चितता से छुटकारा नहीं पा सकते हैं, यह वैज्ञानिक पद्धति की सीमाओं को इंगित नहीं करता है, जैसा कि एन. बोह्र ने तर्क दिया, लेकिन केवल क्वांटम यांत्रिकी की अपूर्णता। आइन्स्टाइन ने अपनी बात के समर्थन में नये-नये तर्क दिये।

सबसे प्रसिद्ध तथाकथित आइंस्टीन-पोडॉल्स्की-रोसेन विरोधाभास या ईपीआर विरोधाभास है, जिसकी मदद से वे क्वांटम यांत्रिकी की अपूर्णता को साबित करना चाहते थे। विरोधाभास एक विचार प्रयोग है: क्या होगा यदि दो प्रोटॉन से युक्त एक कण क्षय हो जाए ताकि प्रोटॉन विपरीत दिशाओं में अलग हो जाएं? उनकी समान उत्पत्ति के कारण, उनके गुण संबंधित हैं या, जैसा कि भौतिक विज्ञानी कहते हैं, एक दूसरे के साथ सहसंबद्ध हैं। संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार, यदि एक प्रोटॉन ऊपर की ओर उड़ता है, तो दूसरे को नीचे की ओर उड़ना चाहिए। एक प्रोटॉन की गति को मापने के बाद, हम निश्चित रूप से दूसरे की गति को जान पाएंगे, भले ही वह ब्रह्मांड के दूसरे छोर तक उड़ गया हो। कणों के बीच एक गैर-स्थानीय संबंध होता है, जिसे आइंस्टीन ने "दूरी पर भूतों की क्रिया" कहा है, जिसमें प्रत्येक कण किसी भी समय जानता है कि दूसरा कहां है और उसके साथ क्या हो रहा है।

ईपीआर विरोधाभास क्वांटम यांत्रिकी में बताई गई अनिश्चितता के साथ असंगत है। आइंस्टीन का मानना ​​था कि कुछ छुपे हुए पैरामीटर थे जिन पर ध्यान नहीं दिया गया। प्रश्न: क्या सूक्ष्म जगत में नियतत्ववाद और कार्य-कारण मौजूद हैं; क्या क्वांटम यांत्रिकी पूर्ण है? क्या ऐसे छिपे हुए पैरामीटर हैं जिन पर यह ध्यान नहीं देता है, यह आधी सदी से भी अधिक समय से भौतिकविदों के बीच बहस का विषय रहा है और सैद्धांतिक स्तर पर इसका समाधान केवल 20 वीं शताब्दी के अंत में पाया गया है।

1964 में जे.एस. बेला ने तर्क दिया कि क्वांटम यांत्रिकी आइंस्टीन की भविष्यवाणी की तुलना में परस्पर जुड़े कणों के बीच अधिक मजबूत सहसंबंध की भविष्यवाणी करती है।

बेल के प्रमेय में कहा गया है कि यदि कुछ वस्तुनिष्ठ ब्रह्मांड मौजूद है, और यदि क्वांटम यांत्रिकी के समीकरण संरचनात्मक रूप से उस ब्रह्मांड के समान हैं, तो कभी भी संपर्क में आने वाले दो कणों के बीच किसी प्रकार का गैर-स्थानीय संबंध मौजूद होता है। बेल के प्रमेय का सार यह है कि कोई पृथक प्रणाली नहीं है: ब्रह्मांड का प्रत्येक कण अन्य सभी कणों के साथ "तात्कालिक" संचार में है। संपूर्ण प्रणाली, भले ही इसके हिस्से भारी दूरी से अलग हो गए हों और उनके बीच कोई संकेत, क्षेत्र, यांत्रिक बल, ऊर्जा आदि न हों, एक एकल प्रणाली के रूप में कार्य करती है।

1980 के दशक के मध्य में, ए. एस्पेक्ट (पेरिस विश्वविद्यालय) ने पृथक डिटेक्टरों की ओर एकल स्रोत द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों के जोड़े के ध्रुवीकरण का अध्ययन करके प्रयोगात्मक रूप से इस संबंध का परीक्षण किया। माप की दो श्रृंखलाओं के परिणामों की तुलना करने पर उनके बीच एकरूपता पाई गई। प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी डी. बोहम के दृष्टिकोण से, ए. एस्पेक्ट के प्रयोगों ने बेल के प्रमेय की पुष्टि की और गैर-स्थानीय छिपे हुए चर की स्थिति का समर्थन किया, जिसके अस्तित्व की कल्पना ए. आइंस्टीन ने की थी। डी. बोहम की क्वांटम यांत्रिकी की व्याख्या में, कण के निर्देशांक और उसके संवेग में कोई अनिश्चितता नहीं है।

वैज्ञानिकों ने सुझाव दिया है कि संचार सूचना के हस्तांतरण के माध्यम से किया जाता है, जिसके वाहक विशेष क्षेत्र होते हैं।

3. तरंग आनुवंशिकी

क्वांटम यांत्रिकी में की गई खोजों का न केवल भौतिकी के विकास पर, बल्कि प्राकृतिक विज्ञान के अन्य क्षेत्रों, मुख्य रूप से जीव विज्ञान, पर भी लाभकारी प्रभाव पड़ा, जिसके अंतर्गत तरंग, या क्वांटम, आनुवंशिकी की अवधारणा विकसित हुई थी।

जब 1962 में जे. वाटसन, ए. विल्सन और एफ. क्रिक को वंशानुगत जानकारी ले जाने वाले डीएनए के दोहरे हेलिक्स की खोज के लिए नोबेल पुरस्कार मिला, तो आनुवंशिकीविदों को ऐसा लगा कि आनुवंशिक जानकारी के संचरण की मुख्य समस्याएं हल होने के करीब थीं। . सभी जानकारी जीन में दर्ज की जाती है, जिसका सेलुलर गुणसूत्रों में संयोजन जीव के विकास कार्यक्रम को निर्धारित करता है। कार्य आनुवंशिक कोड को समझना था, जिसका अर्थ डीएनए में न्यूक्लियोटाइड का संपूर्ण अनुक्रम था।

हालाँकि, वास्तविकता वैज्ञानिकों की उम्मीदों पर खरी नहीं उतरी। डीएनए की संरचना की खोज और आनुवंशिक प्रक्रियाओं में इस अणु की भागीदारी पर विस्तृत विचार के बाद, जीवन की घटना की मुख्य समस्या - इसके प्रजनन के तंत्र - अनिवार्य रूप से अनसुलझा रहे। आनुवंशिक कोड को समझने से प्रोटीन के संश्लेषण की व्याख्या करना संभव हो गया। शास्त्रीय आनुवंशिकीविद् इस तथ्य से आगे बढ़े कि आनुवंशिक अणु, डीएनए, एक भौतिक प्रकृति के होते हैं और एक पदार्थ की तरह काम करते हैं, एक भौतिक मैट्रिक्स का प्रतिनिधित्व करते हैं जिस पर एक भौतिक आनुवंशिक कोड लिखा होता है। इसके अनुसार, एक शारीरिक, भौतिक और भौतिक जीव का विकास होता है। लेकिन किसी जीव की स्पैटिओटेम्पोरल संरचना को गुणसूत्रों में कैसे एन्कोड किया जाता है, इसका सवाल न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के ज्ञान के आधार पर हल नहीं किया जा सकता है। सोवियत वैज्ञानिक ए.ए. हुबिश्चेव और ए.जी. 20 और 30 के दशक में गुरविच ने यह विचार व्यक्त किया था कि जीन को पूरी तरह से भौतिक संरचनाओं के रूप में मानना ​​जीवन की घटना के सैद्धांतिक विवरण के लिए स्पष्ट रूप से अपर्याप्त है।

ए.ए. ल्यूबिश्चेव ने 1925 में प्रकाशित अपने काम "ऑन द नेचर ऑफ हेरेडिटरी फैक्टर्स" में लिखा था कि जीन न तो क्रोमोसोम के टुकड़े हैं, न ही ऑटोकैटलिटिक एंजाइम के अणु, न ही रेडिकल, न ही कोई भौतिक संरचना। उनका मानना ​​था कि जीन को एक संभावित पदार्थ के रूप में पहचाना जाना चाहिए। ए.ए. के विचारों की बेहतर समझ। हुबिश्चेव को संगीत संकेतन के साथ एक आनुवंशिक अणु की सादृश्यता द्वारा प्रचारित किया जाता है। संगीत संकेतन स्वयं भौतिक है और कागज पर प्रतीकों का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन इन प्रतीकों को भौतिक रूप में नहीं, बल्कि ध्वनियों में महसूस किया जाता है, जो ध्वनिक तरंगें हैं।

इन विचारों को विकसित करते हुए, ए.जी. गुरविच ने तर्क दिया कि आनुवंशिकी में "एक जैविक क्षेत्र की अवधारणा को पेश करना आवश्यक है, जिसके गुण औपचारिक रूप से भौतिक अवधारणाओं से उधार लिए गए हैं"। ए.जी. का मुख्य विचार गुरविच का मानना ​​था कि भ्रूण का विकास एक पूर्व-स्थापित कार्यक्रम के अनुसार होता है और वह रूप धारण कर लेता है जो उसके क्षेत्र में पहले से मौजूद है। वह क्षेत्र अवधारणाओं के आधार पर समग्र रूप से विकासशील जीव के घटकों के व्यवहार की व्याख्या करने वाले पहले व्यक्ति थे। यह इस क्षेत्र में है कि विकास के दौरान भ्रूण द्वारा लिए गए रूप समाहित होते हैं। गुरविच ने आभासी रूप को कहा जो किसी भी क्षण विकास प्रक्रिया के परिणाम को गतिशील रूप से पूर्वनिर्मित रूप निर्धारित करता है और इस प्रकार क्षेत्र के मूल सूत्रीकरण में टेलीोलॉजी का एक तत्व पेश किया। कोशिका क्षेत्र के सिद्धांत को विकसित करने के बाद, उन्होंने क्षेत्र के विचार को एक ऐसे सिद्धांत के रूप में विस्तारित किया जो भ्रूणीय प्रक्रिया को नियंत्रित और समन्वयित करता है, साथ ही जीवों के कामकाज तक भी। क्षेत्र के सामान्य विचार को प्रमाणित करने के बाद, गुरविच ने इसे जीव विज्ञान के एक सार्वभौमिक सिद्धांत के रूप में तैयार किया। उन्होंने कोशिकाओं से बायोफोटोनिक विकिरण की खोज की।

रूसी जीवविज्ञानी ए.ए. के विचार हुबिश्चेव और ए.जी. गुरविच अपने समय से आगे की एक विशाल बौद्धिक उपलब्धि है। उनके विचारों का सार इस त्रय में निहित है:

जीन द्वैतवादी हैं - वे एक ही समय में पदार्थ और क्षेत्र हैं।

गुणसूत्रों के क्षेत्र तत्व अंतरिक्ष - जीव के समय - को चिह्नित करते हैं और इस तरह जैव प्रणालियों के विकास को नियंत्रित करते हैं।

जीन में सौंदर्य-कल्पनात्मक और वाक् नियामक कार्य होते हैं।

वी.पी. के कार्यों के सामने आने तक इन विचारों को कम करके आंका गया। 20वीं सदी के 60 के दशक में कज़नाचेव, जिसमें जीवित जीवों में सूचना हस्तांतरण के क्षेत्र रूपों की उपस्थिति के बारे में वैज्ञानिकों की भविष्यवाणियों की प्रयोगात्मक पुष्टि की गई थी। जीव विज्ञान में वैज्ञानिक दिशा, वी.पी. के स्कूल द्वारा प्रस्तुत की गई। कज़नाचीव, तथाकथित दर्पण साइटोपैथिक प्रभाव पर कई मौलिक अध्ययनों के परिणामस्वरूप गठित किया गया था, इस तथ्य में व्यक्त किया गया है कि जीवित कोशिकाएं क्वार्ट्ज ग्लास से अलग हो जाती हैं, जो पदार्थ के एक भी अणु को गुजरने की अनुमति नहीं देती है, फिर भी जानकारी का आदान-प्रदान करती है। वी.पी. के कार्य के बाद कज़नाचीव के अनुसार, बायोसिस्टम की कोशिकाओं के बीच एक साइन वेव चैनल का अस्तित्व अब संदेह में नहीं था।

इसके साथ ही वी.पी. के प्रयोगों के साथ। कज़नाचेव, चीनी शोधकर्ता जियांग कंज़ेन ने सुपरजेनेटिक प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की, जो ए.एल. की दूरदर्शिता को प्रतिध्वनित करती है। हुबिश्चेव और ए.जी. गुरविच। जियांग कानज़ेन के काम में अंतर यह है कि उन्होंने सेलुलर स्तर पर नहीं, बल्कि जीव के स्तर पर प्रयोग किए। वह इस तथ्य से आगे बढ़े कि डीएनए - आनुवंशिक सामग्री - दो रूपों में मौजूद है: निष्क्रिय (डीएनए के रूप में) और सक्रिय (विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के रूप में)। पहला रूप आनुवंशिक कोड को संरक्षित करता है और शरीर की स्थिरता सुनिश्चित करता है, जबकि दूसरा इसे बायोइलेक्ट्रिक संकेतों से प्रभावित करके बदलने में सक्षम है। एक चीनी वैज्ञानिक ने ऐसा उपकरण डिज़ाइन किया जो पढ़ने, दूर तक संचारित करने और एक दाता बायोसिस्टम से एक स्वीकर्ता जीव में तरंग सुपरजेनेटिक संकेतों को पेश करने में सक्षम था। परिणामस्वरूप, उन्होंने आधिकारिक आनुवंशिकी द्वारा "निषिद्ध" अकल्पनीय संकर विकसित किया, जो केवल वास्तविक जीन के संदर्भ में संचालित होता है। इस प्रकार पशु और पौधे काइमेरा का जन्म हुआ: मुर्गी-बत्तख; मक्का, जिसके भुट्टे से गेहूँ की बालियाँ उगती हैं, आदि।

उत्कृष्ट प्रयोगकर्ता जियांग कानझेंग ने अपने द्वारा बनाए गए प्रायोगिक तरंग आनुवंशिकी के कुछ पहलुओं को सहजता से समझा और माना कि क्षेत्र आनुवंशिक जानकारी के वाहक उनके उपकरण में उपयोग किए जाने वाले अल्ट्रा-हाई-फ़्रीक्वेंसी विद्युत चुम्बकीय विकिरण थे, लेकिन वह सैद्धांतिक औचित्य नहीं दे सके।

वी.पी. के प्रायोगिक कार्य के बाद। कज़नाचेव और जियांग कंज़ेन, जिसे पारंपरिक आनुवंशिकी के संदर्भ में नहीं समझाया जा सकता था, क्षेत्र में डीएनए गुणसूत्र के काम की भौतिक, गणितीय और सैद्धांतिक जैविक समझ में तरंग जीनोम मॉडल के सैद्धांतिक विकास की तत्काल आवश्यकता थी। और भौतिक आयाम।

इस समस्या को हल करने का पहला प्रयास रूसी वैज्ञानिक पी.पी. द्वारा किया गया था। गरियाएव, ए.ए. बेरेज़िन और ए.ए. वासिलिव, जिन्होंने निम्नलिखित कार्य निर्धारित किए:

भौतिक और गणितीय मॉडल के ढांचे के भीतर पदार्थ और क्षेत्र के स्तर पर सेल जीनोम के काम की द्वैतवादी व्याख्या की संभावना दिखाएं;

फैंटम वेव इमेज-साइन मैट्रिक्स का उपयोग करके सेल जीनोम के संचालन के सामान्य और "विसंगतिपूर्ण" तरीकों की संभावना दिखाएं;

*प्रस्तावित सिद्धांत की सत्यता के प्रयोगात्मक प्रमाण खोजें।

उनके द्वारा विकसित सिद्धांत के ढांचे के भीतर, जिसे तरंग आनुवंशिकी कहा जाता है, कई बुनियादी सिद्धांतों को सामने रखा गया, प्रमाणित किया गया और प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई, जिसने जीवन की घटना और जीवित पदार्थ में होने वाली प्रक्रियाओं की समझ में काफी विस्तार किया।

*जीन न केवल भौतिक संरचनाएं हैं, बल्कि तरंग भी हैं
मैट्रिक्स जिसके अनुसार, मानो टेम्प्लेट के अनुसार, शरीर का निर्माण किया जाता है।

कोशिकाओं के बीच सूचना का पारस्परिक स्थानांतरण, जो शरीर को एक अभिन्न प्रणाली के रूप में बनाने और सभी शरीर प्रणालियों के समन्वित कामकाज को सही करने में मदद करता है, न केवल रासायनिक रूप से होता है - विभिन्न एंजाइमों और अन्य "सिग्नल" पदार्थों के संश्लेषण के माध्यम से। पी.पी. गरियाएव ने सुझाव दिया और फिर प्रयोगात्मक रूप से साबित किया कि कोशिकाएं, उनके गुणसूत्र, डीएनए, प्रोटीन भौतिक क्षेत्रों - विद्युत चुम्बकीय और ध्वनिक तरंगों और त्रि-आयामी होलोग्राम का उपयोग करके जानकारी प्रसारित करते हैं, लेजर क्रोमोसोमल प्रकाश द्वारा पढ़े जाते हैं और इस प्रकाश को उत्सर्जित करते हैं, जो रेडियो तरंगों में परिवर्तित हो जाता है और वंशानुगत संचारित करता है शरीर के अंतरिक्ष में जानकारी. उच्च जीवों के जीनोम को एक बायोहोलोग्राफ़िक कंप्यूटर माना जाता है जो बायोसिस्टम की स्पेटियोटेम्पोरल संरचना बनाता है। फ़ील्ड मैट्रिक्स के वाहक जिस पर जीव निर्मित होता है, जीनोगोलोग्राम और तथाकथित डीएनए सॉलिटॉन द्वारा निर्धारित तरंग मोर्चे होते हैं - एक विशेष प्रकार के ध्वनिक और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र जो जीव के आनुवंशिक तंत्र द्वारा उत्पादित होते हैं और विनिमय में मध्यस्थ कार्यों में सक्षम होते हैं बायोसिस्टम की कोशिकाओं, ऊतकों और अंगों के बीच रणनीतिक नियामक जानकारी।

तरंग आनुवंशिकी में, जीन जानकारी के क्षेत्र स्तर के बारे में गुरविच - हुबिश्चेव - कज़नाचेव - जियांग कानज़ेन के विचारों की पुष्टि की गई। दूसरे शब्दों में, क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स में स्वीकृत संयोजन एकता "तरंग - कण" या "पदार्थ - क्षेत्र" का द्वैतवाद, जीव विज्ञान में लागू होता है, जिसकी भविष्यवाणी एजी ने एक समय में की थी। गुरविच और ए.ए. हुबिश्चेव। जीन-पदार्थ और जीन-क्षेत्र एक-दूसरे को बाहर नहीं करते, बल्कि एक-दूसरे के पूरक होते हैं।

जीवित पदार्थ में निर्जीव परमाणु और प्राथमिक कण होते हैं जो तरंगों और कणों के मौलिक गुणों को जोड़ते हैं, लेकिन इन्हीं गुणों का उपयोग बायोसिस्टम द्वारा तरंग ऊर्जा-सूचना विनिमय के आधार के रूप में किया जाता है। दूसरे शब्दों में, आनुवंशिक अणु एक सूचना-ऊर्जा क्षेत्र उत्सर्जित करते हैं जिसमें संपूर्ण जीव, उसका भौतिक शरीर और आत्मा एन्कोडेड होते हैं।

*जीन केवल तथाकथित आनुवंशिकी का गठन नहीं करते हैं
आइकल कोड, बल्कि बाकी सब कुछ, अधिकांश डीएनए जो पहले हुआ करता था
अर्थहीन समझा जाता था.

लेकिन यह वास्तव में गुणसूत्रों का यह बड़ा हिस्सा है जिसका विश्लेषण तरंग आनुवंशिकी के ढांचे के भीतर शरीर की सभी कोशिकाओं की मुख्य "बुद्धिमान" संरचना के रूप में किया जाता है: "डीएनए के गैर-कोडिंग क्षेत्र सिर्फ कबाड़ नहीं हैं, बल्कि कुछ के लिए अभिप्रेत संरचनाएं हैं एक अस्पष्ट उद्देश्य के साथ उद्देश्य.. गैर-कोडिंग डीएनए अनुक्रम (जो जीनोम का 95-99% है) गुणसूत्रों की रणनीतिक सूचना सामग्री हैं... बायोसिस्टम के विकास ने आनुवंशिक पाठ और जीनोम - एक बायोकंप्यूटर - एक बायोकंप्यूटर बनाया है एक अर्ध-बुद्धिमान "विषय" के रूप में, अपने स्तर पर "पढ़ने और समझने" के लिए ये "पाठ"1. जीनोम का यह घटक, जिसे सुपरजेनो-कॉन्टिनम कहा जाता है, यानी। सुपरजीन, मनुष्यों, जानवरों, पौधों के विकास और जीवन को सुनिश्चित करता है और प्राकृतिक मृत्यु का कार्यक्रम भी बनाता है। जीन और सुपरजीन के बीच कोई तीव्र और दुर्गम सीमा नहीं है; वे एक पूरे के रूप में कार्य करते हैं। जीन आरएनए और प्रोटीन के रूप में सामग्री "प्रतिकृतियां" प्रदान करते हैं, और सुपरजेन आंतरिक और बाहरी क्षेत्रों को बदलते हैं, जिससे तरंग संरचनाएं बनती हैं जिनमें जानकारी एन्कोड की जाती है। लोगों, जानवरों, पौधों और प्रोटोजोआ की आनुवंशिक समानता यह है कि प्रोटीन स्तर पर ये वेरिएंट व्यावहारिक रूप से सभी जीवों में समान या थोड़े अलग होते हैं और जीन द्वारा एन्कोड किए जाते हैं जो गुणसूत्र की कुल लंबाई का केवल कुछ प्रतिशत बनाते हैं। लेकिन वे गुणसूत्रों के "जंक भाग" के स्तर पर भिन्न होते हैं, जो उनकी लगभग पूरी लंबाई बनाता है।

*गुणसूत्रों की अपनी जानकारी विकास के लिए पर्याप्त नहीं है
शरीर। क्रोमोसोम कुछ आयामों में भौतिक रूप से उलटे होते हैं
चीनी वैक्यूम, जो उन्हें विकास के लिए जानकारी का मुख्य भाग प्रदान करता है
ब्रियोना. आनुवंशिक उपकरण स्वयं एवं निर्वात की सहायता से सक्षम होता है
होलोग्राम जैसी कमांड वेव संरचनाएँ उत्पन्न करना, प्रदान करना
जीव के विकास को प्रभावित करना।

एक ब्रह्मांड-ग्रहीय घटना के रूप में जीवन की गहरी समझ के लिए पी.पी. द्वारा प्राप्त प्रयोगात्मक डेटा महत्वपूर्ण थे। गरियाएव, जिन्होंने बायोफिल्ड सूचना अलगाव की स्थितियों में जीव के विकास कार्यक्रम को पूरी तरह से पुन: पेश करने के लिए सेल जीनोम की अपर्याप्तता साबित की। प्रयोग में दो कक्षों का निर्माण शामिल था, जिनमें से प्रत्येक में मेंढक के अंडों से टैडपोल के विकास के लिए सभी प्राकृतिक परिस्थितियाँ बनाई गईं - हवा और पानी की आवश्यक संरचना, तापमान, प्रकाश की स्थिति, तालाब की गाद, आदि। अंतर केवल इतना था कि एक कक्ष पर्मा-लोय से बना था, एक ऐसी सामग्री जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्रसारित नहीं करती है, और दूसरा सामान्य धातु से बना था, जो तरंगों में हस्तक्षेप नहीं करती है। प्रत्येक कक्ष में समान मात्रा में निषेचित मेंढक के अंडे रखे गए। प्रयोग के परिणामस्वरूप, पहले कक्ष में सभी शैतान दिखाई दिए, जो कुछ दिनों के बाद मर गए; दूसरे कक्ष में, टैडपोल नियत समय पर निकले और सामान्य रूप से विकसित हुए, जो बाद में मेंढकों में बदल गए।

यह स्पष्ट है कि पहले कक्ष में टैडपोल के सामान्य विकास के लिए, उनमें वंशानुगत जानकारी के लापता हिस्से को ले जाने वाले कुछ कारकों की कमी थी, जिसके बिना जीव को पूरी तरह से "इकट्ठा" नहीं किया जा सकता था। और चूंकि पहले कक्ष की दीवारें केवल उस विकिरण से टैडपोल को काटती हैं जो दूसरे कक्ष में स्वतंत्र रूप से प्रवेश करता है, इसलिए यह मान लेना स्वाभाविक है कि प्राकृतिक सूचना पृष्ठभूमि को फ़िल्टर करने या विकृत करने से भ्रूण की विकृति और मृत्यु हो जाती है। इसका मतलब यह है कि जीव के सामंजस्यपूर्ण विकास के लिए बाहरी सूचना क्षेत्र के साथ आनुवंशिक संरचनाओं का संचार निश्चित रूप से आवश्यक है। बाहरी (एक्सोबायोलॉजिकल) फ़ील्ड सिग्नल अतिरिक्त, और शायद मुख्य जानकारी को पृथ्वी के जीन सातत्य में ले जाते हैं।

* क्रोमोसोमल सातत्य के डीएनए पाठ और होलोग्राम को बहुआयामी अंतरिक्ष-समय और अर्थ संबंधी संस्करणों में पढ़ा जा सकता है। कोशिका जीनोम की तरंग भाषाएँ मानव के समान होती हैं।

तरंग आनुवंशिकी में, डीएनए अनुक्रमों और मानव भाषण की फ्रैक्टल (विभिन्न पैमानों पर खुद को दोहराते हुए) संरचना की एकता की पुष्टि विशेष ध्यान देने योग्य है। तथ्य यह है कि डीएनए ग्रंथों में आनुवंशिक वर्णमाला (एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन, थाइमिन) के चार अक्षर फ्रैक्टल संरचना बनाते हैं, इसकी खोज 1990 में की गई थी और इससे कोई विशेष प्रतिक्रिया नहीं हुई थी। हालाँकि, मानव वाणी में जीन जैसी फ्रैक्टल संरचनाओं की खोज आनुवंशिकीविदों और भाषाविदों दोनों के लिए आश्चर्य की बात थी। यह स्पष्ट हो गया कि ग्रंथों के साथ डीएनए की स्वीकृत और पहले से ही परिचित तुलना, जो भग्न संरचना और मानव भाषण की एकता की खोज के बाद एक रूपक प्रकृति की थी, पूरी तरह से उचित है।

रूसी विज्ञान अकादमी के गणितीय संस्थान के कर्मचारियों के साथ, पी.पी. का समूह। गैरीयेवा ने प्राकृतिक (मानव) और आनुवंशिक भाषाओं के भग्न प्रतिनिधित्व का एक सिद्धांत विकसित किया। डीएनए की "वाक्" विशेषताओं के क्षेत्र में इस सिद्धांत के व्यावहारिक परीक्षण ने अनुसंधान के रणनीतिक रूप से सही अभिविन्यास को दिखाया।

ठीक वैसे ही जैसे जियांग कन्ज़ेन के प्रयोगों में, पी.पी. का समूह। गरियाव के अनुसार, दाता से स्वीकर्ता तक तरंग सुपरजेनेटिक जानकारी के अनुवाद और परिचय का प्रभाव प्राप्त किया गया था। उपकरण बनाए गए - सॉलिटॉन फ़ील्ड के जनरेटर, जिसमें भाषण एल्गोरिदम दर्ज किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, रूसी या अंग्रेजी में। ऐसी भाषण संरचनाएं सॉलिटॉन मॉड्यूलेटेड फ़ील्ड में बदल गईं - उन लोगों के अनुरूप जो कोशिकाएं तरंग संचार की प्रक्रिया में काम करती हैं। शरीर और उसका आनुवंशिक तंत्र ऐसे "तरंग वाक्यांशों" को अपने रूप में "पहचानता" है और बाहर से व्यक्ति द्वारा पेश की गई भाषण सिफारिशों के अनुसार कार्य करता है। उदाहरण के लिए, कुछ भाषण और मौखिक एल्गोरिदम बनाकर, विकिरण से क्षतिग्रस्त गेहूं और जौ के बीजों को पुनर्स्थापित करना संभव था। इसके अलावा, पौधे के बीज इस भाषण को "समझते" हैं, भले ही यह किसी भी भाषा में बोली जाती हो - रूसी, जर्मन या अंग्रेजी। हजारों कोशिकाओं पर प्रयोग किये गये।

नियंत्रण प्रयोगों में विकास-उत्तेजक तरंग कार्यक्रमों की प्रभावशीलता का परीक्षण करने के लिए, अर्थहीन भाषण छद्म कोड को जनरेटर के माध्यम से पौधे के जीनोम में पेश किया गया, जिसका पौधे के चयापचय पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, जबकि पौधे जीनोम के बायोफिल्ड सिमेंटिक परतों में सार्थक प्रवेश का प्रभाव पड़ा। विकास में तेज लेकिन अल्पकालिक तेजी।

पादप जीनोम (भाषा की परवाह किए बिना) द्वारा मानव भाषण की पहचान उनके विकास के प्रारंभिक चरणों में बायोसिस्टम के जीनोम की एक प्रोटो-भाषा के अस्तित्व के बारे में भाषाई आनुवंशिकी की स्थिति के साथ पूरी तरह से सुसंगत है, जो सभी जीवों के लिए सामान्य है और इसमें संरक्षित है। पृथ्वी के जीन पूल की सामान्य संरचना। यहां आप संरचनात्मक भाषाविज्ञान के क्लासिक एन. चॉम्स्की के विचारों के साथ पत्राचार देख सकते हैं, जो मानते थे कि सभी प्राकृतिक भाषाओं में एक गहरा जन्मजात सार्वभौमिक व्याकरण होता है, जो सभी लोगों के लिए और संभवतः, उनकी अपनी सुपरजेनेटिक संरचनाओं के लिए अपरिवर्तनीय होता है।

निष्कर्ष

माइक्रोवर्ल्ड के अध्ययन में मौलिक रूप से नए बिंदु थे:

· प्रत्येक प्राथमिक कण में कणिका और तरंग दोनों गुण होते हैं।

· पदार्थ विकिरण में बदल सकता है (एक कण का विनाश और एक एंटीपार्टिकल एक फोटॉन, यानी प्रकाश की मात्रा उत्पन्न करता है)।

· आप किसी प्राथमिक कण के स्थान और संवेग का अनुमान केवल एक निश्चित संभावना के साथ ही लगा सकते हैं।

· एक उपकरण जो वास्तविकता का अध्ययन करता है वह इसे प्रभावित करता है।

· सटीक माप केवल तभी संभव है जब कणों की एक धारा उत्सर्जित हो, लेकिन एक भी कण नहीं।

ग्रन्थसूची

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विश्व की परमाणु-आणविक संरचना का सिद्धांत। सूक्ष्म जगत की वस्तुएँ: इलेक्ट्रॉन, मौलिक कण, फ़र्मिअन, लेप्टान, हैड्रोन, परमाणु, परमाणु नाभिक और अणु। क्वांटम यांत्रिकी और माइक्रोवर्ल्ड घटना का विकास। माइक्रोवर्ल्ड और क्वांटम यांत्रिकी की अवधारणाएँ।

सार, 07/26/2010 को जोड़ा गया


भौतिकी में गैर-शास्त्रीय अवधारणाओं का उद्भव। इलेक्ट्रॉन की तरंग प्रकृति. डेविसन और जर्मर्स (1927) का प्रयोग। माइक्रोवर्ल्ड के क्वांटम यांत्रिक विवरण की विशेषताएं। हाइजेनबर्ग मैट्रिक्स यांत्रिकी। परमाणुओं और अणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना।

प्रस्तुति, 10/22/2013 को जोड़ा गया


क्वांटम सिद्धांत के जन्म का इतिहास. कॉम्पटन प्रभाव की खोज. परमाणु की संरचना के संबंध में रदरफोर्ड और बोह्र की अवधारणाओं की सामग्री। ब्रोगली के तरंग सिद्धांत और हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत के मूल सिद्धांत। तरंग-कण द्वैत.

सार, 10/25/2010 जोड़ा गया


पुरातनता और मध्य युग की भौतिक अवधारणाएँ। आधुनिक समय में भौतिकी का विकास. भौतिकी में शास्त्रीय से सापेक्षवादी अवधारणाओं में संक्रमण। एम्पेडोकल्स और एनाक्सागोरस द्वारा अराजकता से व्यवस्था के उद्भव की अवधारणा। मैक्रो- और माइक्रोवर्ल्ड की आधुनिक भौतिकी।

सार, 12/27/2016 को जोड़ा गया


क्वांटम सिद्धांत के विकास का इतिहास। विश्व का क्वांटम क्षेत्र चित्र। क्वांटम यांत्रिक विवरण के मूल सिद्धांत। अवलोकन का सिद्धांत, क्वांटम यांत्रिक घटना की स्पष्टता। अनिश्चितता का रिश्ता. एन. बोह्र का संपूरकता का सिद्धांत।

सार, 06/22/2013 को जोड़ा गया


थर्मल विकिरण, प्लैंक की क्वांटम परिकल्पना। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के क्वांटम गुण। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के लिए आइंस्टीन का सूत्र। पदार्थ का कण-तरंग द्वैतवाद। हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध। स्थिर श्रोडिंगर समीकरण.

ट्यूटोरियल, 05/06/2013 को जोड़ा गया


भौतिकी के प्रमुख प्रतिनिधि। बुनियादी भौतिक नियम और अवधारणाएँ। शास्त्रीय प्राकृतिक विज्ञान की अवधारणाएँ। पदार्थ की संरचना की परमाणुवादी अवधारणा। विश्व की एक यांत्रिक तस्वीर का निर्माण। चिकित्सा पर भौतिकी का प्रभाव.

सार, 05/27/2003 जोड़ा गया


डी ब्रोगली तरंगों का भौतिक अर्थ. हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध. कण गुणों का कण-तरंग द्वंद्व। तरंग फ़ंक्शन को सामान्य करने की स्थिति। गैर-सापेक्ष क्वांटम यांत्रिकी के मूल समीकरण के रूप में श्रोडिंगर समीकरण।

प्रस्तुतिकरण, 03/14/2016 को जोड़ा गया


गैर-शास्त्रीय भौतिकी के सिद्धांत. पदार्थ, स्थान और समय के बारे में आधुनिक विचार। क्वांटम भौतिकी के मूल विचार और सिद्धांत। प्राथमिक कणों के बारे में आधुनिक विचार। माइक्रोवर्ल्ड की संरचना. मौलिक शारीरिक अंतःक्रियाएँ।

सार, 10/30/2007 जोड़ा गया


अणु के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र का निर्धारण और अणु के पूर्ण तरंग कार्य के लिए श्रोडिंगर समीकरण का विवरण। एक अणु की ऊर्जा की गणना और आणविक तरंग फ़ंक्शन के कंपन भाग के लिए एक समीकरण तैयार करना। इलेक्ट्रॉन आंदोलन और आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी।