5.13 तरंग-पैकेट (बोसॉन और गुरुत्वाकर्षण तरंगें)

सूची ／ अध्याय 5: सूक्ष्म कण (V5.05)

I. परिचय — “तरंग-पैकेट” से हमारा आशय
ऊर्जा-सागर (Energy Sea) को एक सतत माध्यम मानें जो तन भी सकता है और ढीला भी। हल्की-सी विक्षोभ से एक सीमित आवरण बनता है, जिसके भीतर दोलन चरण–संगत रहते हैं; यही तरंग-पैकेट है। ऊर्जा-धागों (Energy Threads) के स्थिर गाँठ रूपी कणों के विपरीत, तरंग-पैकेट स्वयं–समर्थित नहीं होता; वह अवशोषण, प्रकीर्णन या पुनःप्रक्रिया से मन्द पड़ता है। आगे बढ़ना इसलिए संभव होता है क्योंकि माध्यम अपनी दशा को एक सूक्ष्म खण्ड से अगली इकाई तक पहुँचाता है—मानो रिले दौड़ हो।

II. तरंग-पैकेट का प्रसार (आधारभूत तंत्र)

• वेग को तनाव तय करता है। जहाँ स्थानीय तनाव अधिक है, वहाँ “रिले” तेज़ चलता है। एक ही प्रकार का पैकेट स्थान के अनुसार अलग–अलग वेग–सीमा पा सकता है; लगभग समरूप क्षेत्र में वेग स्थिर-सा दिखता है।
• पथ को प्रवणता निर्देशित करती है। पैकेट कम बाधा और अधिक “मृदुता” वाले मार्ग की ओर बहता है; व्यापक पैमाने पर इसे बल के प्रभाव के रूप में देखते हैं।
• आकृति को सुसंगति संभालती है। आवरण जितना सघन और दोलन जितना एक–चरण, पैकेट उतना “ठोस” व्यवहार करता है; सुसंगति ढीली पड़ते ही पृष्ठभूमि–शोर में घुल जाता है।
• पर्यावरण के साथ द्विदिश युग्मन। चलते समय पैकेट स्थानीय तनाव को बदलता है; बदले में पर्यावरण पैकेट को गढ़ता है—दमन, बैंड–पुनर्व्यवस्था, ध्रुवण–घूर्णन इत्यादि।

III. “बोसॉन” दरअसल तरंग-पैकेट क्यों हैं
ऊर्जा-धागा सिद्धान्त (EFT) में बोसॉन कोई अलग “कण–वर्ग” नहीं, बल्कि तरंग-पैकेटों के परिवार हैं—भेद इस बात में है कि सिलवट कैसे उठती है, कहाँ चल सकती है और किन संरचनाओं से युग्मित होती है।

1. फोटॉन — अनुप्रस्थ कतरन पैकेट
   • क्या है: ऊर्जा-सागर में पार्श्वीय सिलवट, जो ध्रुवण वहन कर सकती है।
   • दौरा: पारदर्शी खिड़कियों में बहुत दूर; तनाव–असमरूपता पथ–काल विलम्ब और ध्रुवण–घूर्णन देती है।
   • युग्मन: आवेशित संरचनाओं (जैसे इलेक्ट्रॉन के निकट-क्षेत्र अभिविन्यास) से प्रबल।
   • देखे जाने वाले संकेत: व्यतिकरण, विवर्तन, ध्रुवण, गुरुत्वीय लेंसिंग और समय-विलम्बों में “सामान्य अक्षरंगी” घटक।
2. ग्लूऑन — “रंग-चैनल” में बंधी सिलवट
   • क्या है: “रंग” धागा-पुंज के भीतर चलने वाली ऊर्जा-लहर; चैनल से बाहर निकलते ही तीव्रता से हैड्रॉनिक टुकड़ों में पुनःबुन जाती है।
   • दौरा: सिर्फ चैनल के भीतर; इसी कारण टकरावों में हमें “मुक्त ग्लूऑन” नहीं, जेट और हैड्रोनाइजेशन दिखते हैं।
   • संकेत: दिशा-संगत हैड्रॉन-वर्षा, ऊर्जा चैनल के पास सघन।
3. कमजोर वाहक (W, Z) — मोटे, क्षणजीवी आवरण
   • क्या हैं: स्थानीय, “भारी” पैकेट—प्रबल युग्मन, अल्प आयु।
   • दौरा: स्रोत के पास ही स्थानान्तरण और क्षय; विशिष्ट उत्पाद–समूह छोड़ते हैं।
   • संकेत: डिटेक्टर में क्षणिक चमक, उसके बाद बहुकणीय क्षय–रूपरेखा।
4. हिग्स — तनाव का अदिश “श्वसन-मोड”
   • क्या है: माध्यम का समष्टिगत “अन्दर-बाहर” स्पंदन।
   • भूमिका: दिखाता है कि माध्यम इस ढंग से उद्दीप्त हो सकता है। इस रूपरेखा में द्रव्यमान, स्थिर गाँठों के आत्म-संभार्य मूल्य और तनाव-निर्देशन से आता है; हिग्स विशिष्ट उद्दीपन–मोड का प्रमाण है, स्थिर शाखा-अनुपातों सहित।

एक पंक्ति में: बोसॉन = तरंग-पैकेट। कुछ दूर तक जाते हैं (फोटॉन), कुछ केवल चैनलों में (ग्लूऑन), कुछ स्रोत के पास ही छितराते हैं (W/Z, हिग्स)।

IV. महापैमाने के तरंग-पैकेट: गुरुत्वाकर्षण तरंगें

• परिभाषा: भारी तंत्रों के उग्र पुनर्संयोजन (विलय, ध्वंस) से तनाव-मानचित्र बदलता है और माध्यम में विराट कतरनी तरंगें दौड़ती हैं।
• प्रसार: नियम वही—“तनाव वेग तय करे, प्रवणता दिशा”; पदार्थ से युग्मन कमजोर होने से यात्रा बहुत दूर तक होती है।
• संकेत: इंटरफेरोमीटर में चरण-संगत “पैमाने का खिंचना”, आवृत्ति बदलता चिरप, विशाल संरचनाएँ पार करते समय समदिश समय-विस्थापन की सम्भावना।

V. “बल” कहाँ से आता है: पैकेट कणों को कैसे धकेलते हैं

• रूप-रेखा बदले तो बल बनता है। पैकेट आते ही स्थानीय तनाव थोड़ा सख़्त/ढीला होता है; प्रवणताएँ बदलती हैं; कण अधिक “सरल” दिशा में बहता है।
• अक्सर औसतित प्रभाव। त्वरित दोलनों का समय-औसत लेना पड़ता है ताकि शुद्ध परिणाम दिखे (विकिरण-दाब, डाइपोल जाल, आवरण-प्रेरित परिवहन)।
• चयनात्मक युग्मन। असंगत संरचना पर पैकेट लगभग पारगम्य; अनुकूलता पर थोड़ी ऊर्जा से सशक्त नियंत्रण सम्भव (उदाहरण: ऑप्टिकल ट्वीज़र)।
• दो मर्यादाएँ: स्थानीय प्रसार-सीमा न लांघें; प्रतिपुष्टि अवश्य—कण, परिवेश और पैकेट—तीनों बदलते हैं।

VI. उत्सर्जन और अवशोषण: तीन चयनात्मक मेल

• आवृत्ति-मेल: उत्सर्जक की आन्तरिक लय कुछ पैकेटों को प्राथमिकता देती है; रिसीवर की लय मेल खाने पर अवशोषण अधिक कुशल होता है।
• अभिविन्यास-मेल: दिशात्मक निकट-क्षेत्र कुछ ध्रुवणों को जाने देता है और विपरीत को रोकता है।
• संरचना-मेल: चैनल, चैनल-बद्ध पैकेट लेते हैं (ग्लूऑन ↔ रंग-पुंज); मोटे आवरण सिर्फ स्रोत-निकट सक्रिय होते हैं (W/Z, हिग्स); फोटॉन साफ़ “खिड़कियों” से निर्बाध गुजरते हैं।

VII. जटिल परिवेश में “रीट्यून” कैसे होता है

• वेवगाइड और चैनल: तनाव-मानचित्र के कम-इम्पीडेंस गलियारे पथ सीधा करते हैं (ध्रुवीय जेट, तारकीय-अन्तरित फिलामेंटों की संकेन्द्रण पट्टियाँ)।
• पुनःप्रक्रिया और उष्मीकरण: “खुरदरी सतह” में अनेक प्रकीर्णन होते हैं; बैंड “गहरे” पड़ते हैं; तीखी रेखाएँ मोटे स्पेक्ट्रम में बदलती हैं।
• ध्रुवण का उलटना/घुमना: अभिमुख माध्यमों से गुजरते समय ध्रुवण मृदुता से घूमता या कुछ पट्टियों में उलटता है; पढ़ने योग्य कायाँतर–चिह्न छूटते हैं।

VIII. परिचित प्रयोगों से साम्य

• फोटॉन: ध्रुवण व व्यतिकरण परीक्षण; लेंस-जनित विलम्ब; पल्सर/FRB में समान-अक्षरंगी सामूहिक विलम्ब।
• ग्लूऑन: उच्च-ऊर्जा टक्करों में जेट-संरचना और हैड्रोनाइजेशन-पैटर्न।
• W/Z, हिग्स: स्रोत-निकट क्षणिक संकेत और क्षय-उत्पाद की सांख्यिकी।
• गुरुत्वाकर्षण तरंगें: इंटरफेरोमेट्री में चरण-सहबद्ध संकेत और “मेमोरी” प्रभाव।

IX. मुख्यधारा से टकराव?
नहीं। मानक सिद्धान्त इन घटनाओं को क्षेत्र–कण की भाषा में सटीक आँकते हैं। यहाँ हम उसी भौतिकी का पदार्थगत पाठ देते हैं—

• “क्षेत्र” = ऊर्जा-सागर की उद्दीपनाएँ; “कण” = स्वयं-समर्थित गाँठें।
• “परस्पर क्रिया” = तनाव का पुनर्लेखन और युग्मन-चयन।
• “अपरिवर्तित प्रसार” = परिवेशों के बीच तनाव-नियंत्रित स्थानीय अपरिवर्तता।
  परीक्षित दायरों में प्रेक्षण एक-से हैं; हमारा अतिरिक्त मूल्य पदार्थगत नक्शा है—कहाँ कड़ा, कहाँ ढीला, और क्यों एक राह सुगम तथा दूसरी बाधित है।

X. संक्षेप में
तरंग-पैकेट ऊर्जा-सागर पर दौड़ती तनाव-सिलवटें हैं; बोसॉन ऐसे पैकेटों के परिवार हैं; गुरुत्वाकर्षण तरंगें तनाव-स्थलाकृति की विराट प्रतिध्वनियाँ हैं। इन सब पर एक सरल पर समर्थ नियम चलता है: तनाव वेग-सीमा तय करे, उसका प्रवणता दिशा तय करे; मेल-जोल युग्मन-बल को नियंत्रित करे, और प्रतिपुष्टि सभी पक्षों को साथ-साथ गढ़े।

चित्र पढ़ने की गाइड (गलतफ़हमी से बचें)

I. एकीकृत पढ़ने के नियम

1. वक्र रेखाएँ “पथ” नहीं हैं: वे ऊर्जा-सागर (Energy Sea) की तत्क्षण तरंग-आकृति—तनाव-सिलवटें—दिखाती हैं, किसी कण की चाल नहीं।
2. तीर = प्रसार-दिशा: माध्यम में बिंदु-से-बिंदु सुपुर्दगी से पूरा पैटर्न आगे खिसकता है; अगले क्षण पूरी आकृति तीर की ओर सरकती है।
3. कैनाल के साथ / बिना कैनाल:
   • ग्लूऑन: केवल रंग कैनाल के भीतर दौड़ता है (पार्श्व दृश्य: दाहिनी ओर खुली फीकी “नलिका”; भीतर की तरंग नलिका से सँकरी)।
   • फोटॉन, W/Z, हिग्स, गुरुत्वाकर्षण तरंग: “नलिका” नहीं होती; फिर भी स्थानीय तनाव-आधारित वेग-सीमा और उसके प्रवणता-निर्देश का पालन करते हैं।

II. फोटॉन — रैखिक ध्रुवण (ऊर्ध्व / क्षैतिज)

1. मुख्य दृश्य
   • हल्के समकेन्द्र वृत्त सम-चरण/बीम-रूपरेखा दिखाते हैं; ध्रुवण नहीं।
   • पतली रेखाएँ विद्युत क्षेत्र E की दिशा बताती हैं: ऊर्ध्व या क्षैतिज।
   • प्रचलन: k = प्रसार-दिशा; B, E तथा k तीनों पर लम्बवत (तीर या बिंदु/क्रॉस संकेत पर्याप्त)।
2. पार्श्व दृश्य
   • ऊर्ध्व रैखिक: प्रसार के साथ चलती साइन-लहर “फीता”; उसका ऊपर–नीचे डोलना E के ऊर्ध्व दोलन को दिखाता है। वक्र केवल स्थान बनाम आयाम का खाका है, “फोटॉन-मार्ग” नहीं।
   • क्षैतिज रैखिक: “खड़ी” साइन-फीता; उसका दाएँ–बाएँ डोलना E के क्षैतिज दोलन को दिखाता है।
   • दोनों डोलने k के अनुप्रस्थ तल में रहते हैं: अनुप्रस्थ-कतरन सिलवट; दूर-क्षेत्र में E की अनुदैर्ध्य घटक नहीं।
3. मुख्य बातें
   • निर्वात के दूर-क्षेत्र में: E ⟂ B ⟂ k, और परिवर्तन केवल अनुप्रस्थ तल में।
   • निकट-क्षेत्र या सीमित गाइड में k के along घटक दिख सकते हैं; वे बँधे/निर्देशित मोड हैं, रास्ते का फोटॉन नहीं।
   • फोटॉन बहुत दूर जा सकता है; तनाव लगभग समरूप हो तो वेग “स्थिर” दिखता है। प्रवणता पथ-समय विलम्ब और ध्रुवण-घूर्णन जैसे पथ/माध्यम-निर्भर प्रभाव दे सकती है।

III. फोटॉन — वृत्तीय ध्रुवण (हेलिसिटी)

• मुख्य दृश्य: छोटी सर्पिल, अनुप्रस्थ तल में चरण-घूर्णन (दक्षिणावर्त/वामावर्त) दिखाती है।
• पार्श्व दृश्य: हल्की “हेलिकल” बनावट वाली पतली फीता दाएँ बढ़ती है; हेलिक्स सतत चरण-घूर्णन से उपजती है।
• भौतिक अर्थ: वृत्तीय ध्रुवण, किराल माध्यमों या उन्मुख निकट-क्षेत्र संरचनाओं से चयनात्मक युग्मन करता है।

IV. ग्लूऑन — रंग कैनाल में प्रसार

• मुख्य दृश्य: दीर्घवृत्त = कैनाल का क्रॉस-सेक्शन; भीतर की धारियाँ उस क्षण की ऊर्जा-लहर हैं।
• पार्श्व दृश्य: दाएँ खुला फीका लम्बा कैनाल; भीतर की तरंग सँकरी — कैनाल के अंदर दौड़ रही है।
• कैनाल के भीतर: रंग-बन्धन से नियंत्रित, फिलामेंट-बीम द्वारा निर्देशित कोहेरेंट पैकेट।
• कैनाल से बाहर: सहसम्बद्धता टूटती है; ऊर्जा सागर में लौटती है; स्थानीय धागे खिंचकर अनुमत, रंग-निरपेक्ष हैड्रॉन束 में बंद हो जाते हैं।
• जो दिखता है: “स्वतंत्र ग्लूऑन” नहीं, बल्कि जेट और हैड्रोनाइजेशन — ऊर्जा का “लैंडिंग-रूप”

V. W⁺ / W⁻ — स्रोत-निकट मोटा आवरण

• मुख्य दृश्य: सघन आवरण, हल्की हेलिकल बनावट (W⁺/W⁻ के लिए उल्टा रुझान, दृश्य संकेत)।
• पार्श्व दृश्य: सममित “मोटे आवरण” कुछ कदम चलकर क्षय/वियोजन करते हैं — काम अधिकतर स्रोत के पास होता है।
• अर्थ: युग्मन प्रबल, आयु छोटी — दूरगामी महीन लहर से अधिक, स्थानीय भारी “धक्का”

VI. Z — helicity चिह्न के बिना मोटा आवरण

• मुख्य दृश्य: समकेन्द्र “श्वसन-वृत्त”, किरालता पर बल नहीं।
• पार्श्व दृश्य: W-जैसा मोटा और अत्यन्त सममित आवरण।
• अर्थ: छोटा-दूरी पैकेट, संक्षिप्त हस्तांतरण के बाद स्थिर उत्पादों में वियोजित।

VII. हिग्स — अदिश “श्वसन” पैकेट

• मुख्य दृश्य: अनेक समकेन्द्र वृत्त, वैश्विक फूला–सिमटा दिखाते हैं।
• पार्श्व दृश्य: चौड़ा सममित आवरण आगे बढ़कर शीघ्र छितरता है।
• अर्थ: माध्यम यह स्केलर उद्दीपन सहता है; इस फ्रेम में द्रव्यमान, स्व-सहारा लेने वाले गाँठों की लागत और तनाव-मार्गदर्शन से आता है; हिग्स इसी मोड का प्रायोगिक संकेत है।

VIII. गुरुत्वाकर्षण तरंग — तनाव की महापैमानी लहर

• मुख्य दृश्य: चार-खण्ड में खिंचाव/दबाव का क्रम — विशिष्ट द्विचतुर्भुज (क्वाड्रूपोल) हस्ताक्षर।
• पार्श्व दृश्य: ऊर्ध्व “धारियाँ” हल्के से दाएँ–बाएँ मरोड़ती हैं, जबकि पूरा पैटर्न आगे बढ़ता है।
• अर्थ: पदार्थ से युग्मन कमजोर होने के कारण बहुत दूर तक जाती हैं; विशाल संरचनाएँ पार करते समय पथ-निर्भर, अक्षरंगी समय-विस्थापन जुड़ सकते हैं।