आइंस्टीन और मैक्सवेल के बीच की खाई को पाटना

Delhi दिल्ली: प्रकाश हमारे बौद्धिक, दार्शनिक और वैज्ञानिक विमर्श से बहुत गहराई से जुड़ा हुआ है। जब से हमने धरती पर कदम रखा है, तब से प्रकाश की वास्तविक प्रकृति एक रहस्य बनी हुई है। न्यूटन ने प्रकाश के कणिका सिद्धांत को प्रतिपादित किया, जिसके अनुसार, प्रकाश कणों की एक धारा से बना होता है। लगभग 100 साल बाद, यंग और फ्रेस्नेल के परिणामों ने साबित कर दिया कि प्रकाश एक तरंग है। इस विचार को जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने एक ठोस सैद्धांतिक आधार दिया, जिन्होंने पाया कि प्रकाश में स्पंदित विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र शामिल होते हैं जो अंतरिक्ष में फैलते हैं।

तरंग की ऊर्जा उसकी ऊँचाई से जुड़ी होती है, जिसे उसका आयाम कहा जाता है। हालाँकि, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव में, जहाँ प्रकाश धातु पर पड़ता है और करंट उत्पन्न करता है; यह पाया गया कि उत्सर्जित आवेशित कणों या इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा प्रकाश की आवृत्ति या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रति सेकंड दोलनों की संख्या से परिभाषित होती है। 1902 में पहली बार फिलिप लेनार्ड द्वारा किए गए इन अवलोकनों ने कहानी को एक चौंकाने वाला मोड़ दिया! इस रहस्य को अंततः 1905 में अल्बर्ट आइंस्टीन ने सुलझाया, जब वे बर्न में स्विस पेटेंट कार्यालय में क्लर्क के रूप में काम कर रहे थे। उन्होंने क्रांतिकारी सिद्धांत प्रस्तुत किया कि प्रकाश को ऊर्जा या प्रकाश क्वांटा के पैकेटों से युक्त माना जा सकता है, जिसमें ऊर्जा इसकी आवृत्ति के समानुपाती होती है। यह विचार आधुनिक भौतिकी का केंद्रीय आधार बनाता है, जिसके अनुसार प्रकाश की दोहरी प्रकृति होती है और प्रयोगों की प्रकृति के आधार पर यह तरंगों या कणों की तरह व्यवहार कर सकता है। आइंस्टीन को 1921 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया गया था।

एक सदी से भी अधिक समय से, हमें यह विश्वास दिलाया जाता रहा है कि मैक्सवेल का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सिद्धांत प्रकाश और आवेशित कणों के बीच की बातचीत की व्याख्या नहीं कर सकता है। हाल ही में, एक प्रतिष्ठित वैज्ञानिक प्रकाशन समूह एल्सेवियर से सहकर्मी की समीक्षा की गई पत्रिका, एनल्स ऑफ फिजिक्स में प्रकाशित एक शोध लेख में, प्लाक्षा विश्वविद्यालय के एक संकाय सदस्य डॉ. धीरज सिन्हा ने कुछ अभूतपूर्व विचार प्रस्तुत किए हैं, जो हमारी मौजूदा धारणाओं को चुनौती देते हैं। उन्होंने तर्क दिया है कि आइंस्टीन, लेनार्ड और अन्य सहित उस समय के प्रमुख वैज्ञानिकों ने इस तथ्य पर ध्यान नहीं दिया कि प्रकाश में एक चुंबकीय क्षेत्र होता है जो समय के साथ बदलता रहता है और एक विद्युत वोल्टेज उत्पन्न करता है। यह एक प्रायोगिक तथ्य है कि एक धातु की कुंडली के पास कंपन करने वाला चुंबक एक विद्युत वोल्टेज उत्पन्न करता है। उनका तर्क है कि प्रकाश का चुंबकीय प्रवाह j, समय t में एक बहुत ही छोटे परिवर्तन पर एक वोल्टेज, V=dj/dt उत्पन्न करता है। इस प्रकार, e आवेश वाले एक इलेक्ट्रॉन को प्रकाश के चुंबकीय प्रवाह द्वारा एक ऊर्जा, W= edj/dt से सक्रिय किया जाता है। डॉ. सिन्हा ने ऊर्जा के आवृत्ति या फेजर डोमेन प्रतिनिधित्व का उपयोग किया है जिसे ejw के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जहाँ w विकिरण की कोणीय आवृत्ति है। यह जादुई संबंध आइंस्टीन के प्रकाश क्वांटा की अभिव्यक्ति के बराबर है जिसे वर्तमान में एक फोटॉन की ऊर्जा, hw कहा जाता है, जहाँ h कम प्लैंक स्थिरांक है। इस प्रकार, एक फोटॉन की ऊर्जा को मूल मैक्सवेल के समीकरणों में से एक से शुरू करके प्राप्त किया जा सकता है। सैद्धांतिक खोज भौतिकी की एक लंबे समय से चली आ रही समस्या का समाधान करती है, जो मैक्सवेल के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से काफी अलग फोटॉन पर विचार करती है, जो क्वांटाइजेशन पर बहुत चुप है, हालांकि पूरी तरह से इसके विपरीत नहीं है। उनके सैद्धांतिक वास्तुकला को चुंबकीय प्रवाह क्वांटाइजेशन पर प्रायोगिक साक्ष्यों द्वारा बल मिलता है, जो दो आयामी इलेक्ट्रॉन प्रणालियों और सुपरकंडक्टिंग लूप में देखे जाते हैं। चार्ज क्वांटाइजेशन शास्त्रीय भौतिकी के मौजूदा फॉर्मूलेशन का एक मानक हिस्सा है। चुंबकीय प्रवाह क्वांटाइजेशन को शामिल करके, मैक्सवेल के समीकरण सहज रूप से एक फोटॉन के विचार की ओर ले जाते हैं।