![cover image](https://wikiwandv2-19431.kxcdn.com/_next/image?url=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/Military_laser_experiment.jpg/640px-Military_laser_experiment.jpg&w=640&q=50)
ഫോട്ടോൺ
വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിനു കാരണമാകുന്ന മൗലിക കണം / From Wikipedia, the free encyclopedia
ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിനു കാരണമാകുന്ന മൗലിക കണം (elementary particle) ആകുന്നു ഫോട്ടോൺ. എല്ലാ വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലും മദ്ധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്ന മൗലിക കണം ആണ് ഇത്. ഫോട്ടോണിന്റെ ദ്രവ്യമാനം പൂജ്യവും അത് c (ശൂന്യതയിലെ പ്രകാശവേഗത) എന്ന സ്ഥിരവേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പദാർത്ഥത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം അതിന്റെ ആവർത്തിക്ക് ആനുപാതികമായ ഊർജ്ജവും ആക്കവും കൈമാറ്റം ചെയ്ത് ഫോട്ടോണിന്റെ വേഗത കുറയുകയോ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നു. മറ്റുള്ള എല്ലാ “ക്വാണ്ട“ ത്തേപ്പോലെയും ഫോട്ടോണിനു തരംഗത്തിന്റേയും കണികയുടേയും സ്വഭാവം ഉണ്ട്. അതായത് ഫോട്ടോൺ തരംഗ-കണിക ദ്വന്ദ്വത (wave-particle duality) പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
![]() Photons emitted in a coherent beam from a laser | |
ഘടകങ്ങൾ | മൗലികകണിക |
---|---|
സ്ഥിതിവിവരം | ബോസോൺ |
പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ | വൈദ്യുതകാന്തികം |
പ്രതീകം | |
സാന്നിധ്യം പ്രവചിച്ചത് | ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീൻ (1905–17) |
പിണ്ഡം | 0[1] |
ശരാശരി ആയുസ്സ് | Stable[2] |
ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് | 0 |
സ്പിൻ | 1[3] |
- പ്രകാശം എന്ന വാക്ക് കൊണ്ട് ഇവിടെ വിവക്ഷിക്കുന്നത് വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണത്തിലെ ഏത് തരംഗത്തേയുമാകാം. അതിനാൽ എക്സ്-കിരണങ്ങൾ, ഗാമാ കിരണങ്ങൾ, അൾട്രാവയലറ്റ് കിരണങ്ങൾ, മൈക്രോതരംഗങ്ങൾ, റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ, ദൃശ്യപ്രകാശം തുടങ്ങിയവ എല്ലാം പ്രകാശത്തിന്റെ വിവിധ രൂപങ്ങളാണ്.
ചില പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളെ ക്ലാസ്സിക്കൽ ഭൌതീകത്തിലെ തരംഗമാതൃകയ്ക്ക് വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയാതെ വന്നപ്പോൾ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീനാണ് ഫോട്ടോണിന്റെ ആധുനിക ധാരണ ക്രമേണ (1905-1917) രൂപപ്പെടുത്തിയെടുത്തത്. പ്രകാശത്തിന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ആവൃത്തിയിലുള്ള വിധേയത്വവും, പദാർത്ഥവും (matter) വികിരണവും (radiation) താപസമീകരണത്തിൽ (thermal equilibrium) ആകുന്ന പ്രതിഭാസവും വിശദീകരിക്കുവാൻ ഫോട്ടോൺ മാതൃകയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞു. ചില ഭൌതീകശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ ഈ അസാധാരണ പ്രതിഭാസങ്ങളെ അർദ്ധ ക്ലാസ്സിക്കൽ മാതൃക അനുസരിച്ച് വിശദരിക്കാൻ ശ്രമിച്ചു. ഈ അർദ്ധ ക്ലാസ്സിക്കൽ മാതൃകയിൽ പ്രകാശത്തെ മാക്സ്വെൽ സമവാക്യങ്ങൾ (Maxwell's equations) അനുസരിച്ചും എന്നാൽ പ്രകാശം ഉതിർക്കുകയും ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നത് ക്വാണ്ട ആയിട്ടുമാണ് എന്നായിരുന്നു കരുതിയിരുന്നത്.
സൈദ്ധാന്തിക ഭൌതീകശാസ്ത്രത്തിന്റേയും പരീക്ഷണ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന്റേയും മുന്നോട്ടുള്ള പുരോഗതിക്ക് ഫോട്ടോൺ സങ്കല്പം പല സംഭാവനകളും ചെയ്തു. ലേസറുകൾ (Lasers), ബോസ്-ഐൻസ്റ്റൈൻ കൺഡൻസേഷൻ (Bose-Einstein Condensation), ക്വാണ്ടം ക്ഷേത്ര സിദ്ധാന്തം (Quantum field theory), ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിലെ സംഭവ്യതാ വിശദീകരണം (probabilitic interpretation of quantum mechanics) അങ്ങനെ പലതിനും തുടക്കം കുറിക്കാനും വിശദീകരണം നൽകാനും ഫോട്ടോൺ സങ്കല്പത്തിനു കഴിഞ്ഞു. കണികാ ഭൌതീകശാസ്ത്രത്തിലെ (particle physics) സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ പ്രകാരം എല്ലാ വൈദ്യുത, കാന്തിക ക്ഷേത്രങ്ങളുടേയും സൃഷ്ടിക്കുപിന്നിൽ ഫോട്ടോണുകൾ ആണ്. ഫോട്ടോണുകൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഈ വൈദ്യുത, കാന്തിക ക്ഷേത്രം എല്ലാ ഭൌതീകശാസ്ത്ര നിയമങ്ങൾക്കും സ്ഥലകാലത്തിലെ ഒരോ ബിന്ദുവിലും സമമിതി ഉണ്ടാകും എന്ന പ്രതിഭാസത്തിന്റെ ഫലമാണ്. ഫോട്ടോണിന്റെ നൈസർഗ്ഗിക സ്വഭാവങ്ങൾ -ചാർജ്ജ്,ദ്രവ്യമാനം, സ്പിൻ - തീരുമാനിക്കുന്നത് ഈ അളവുകോൽ സമമിതിയുടെ (gauge symmetry) സ്വഭാവങ്ങൾ ആണ്. പ്രകാശരസതന്ത്രം (photo chemistry), ഉയർന്ന റെസല്യൂഷൻ മൈക്രോസ്കോപ്പി (high-resolution microscopy) , തന്മാത്രകൾക്കിടയ്ക്കുള്ള അളവ് (measurements of molecular distance) എന്നിവയുടെയൊക്കെ സാങ്കേതികയ്ക്ക് പിന്നിൽ ഫോട്ടോണാണ്. ഈ അടുത്ത കാലത്ത് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ മൂലകണിക ആയും ഒപ്റ്റികൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷനിലെ വളരെ പരിഷ്കൃതമായ അപ്ലിക്കേഷനായ ക്വാണ്ടം ക്രിപ്റ്റോഗ്രാഫിയുടെ പഠനത്തിനും ഫോട്ടോണിനെ ഉപയോഗിക്കുന്നു.