आप नहीं जानते कि वह कौन थे? ब्रह्मांड के आधे कण उनका पालन करते हैं!
सत्येंद्र नाथ बोस एक भारतीय गणितज्ञ और भौतिकशास्त्री थे जो सैद्धांतिक भौतिकी में विशेषज्ञता रखते थे। वे 1920 के दशक की शुरुआत में क्वांटम यांत्रिकी पर अपने काम, Albert Einstein के साथ सहयोग में बोस–आइंस्टीन सांख्यिकी की नींव विकसित करने और बोस–आइंस्टीन संघनित्र के सिद्धांत के लिए सबसे अच्छी तरह से जाने जाते हैं। Royal Society के एक Fellow, उन्हें 1954 में भारत सरकार द्वारा भारत के दूसरे सर्वोच्च नागरिक पुरस्कार, पद्म विभूषण से सम्मानित किया गया था।
कण का वर्ग जो बोस–आइंस्टीन सांख्यिकी का पालन करते हैं, बोसॉन, को Paul Dirac द्वारा बोस के नाम पर रखा गया था।
एक बहुमुखी प्रतिभा, उनकी भौतिकी, गणित, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान, खनिज विज्ञान, दर्शन, कला, साहित्य और संगीत सहित विभिन्न क्षेत्रों में रुचियों की विस्तृत श्रृंखला थी। उन्होंने स्वतंत्र भारत में कई अनुसंधान और विकास समितियों में कार्य किया।
प्रारंभिक जीवन
बोस का जन्म Calcutta अब Kolkata में एक बंगाली कायस्थ परिवार में सात बच्चों में सबसे बड़े के रूप में हुआ था। वह एकमात्र पुत्र थे, उसके बाद छः बहनें थीं। उनका पैतृक घर Bara Jagulia गांव में था, जो तब Nadia जिले में था, Bengal Presidency में। उनकी स्कूली शिक्षा पांच साल की उम्र में अपने घर के पास शुरू हुई। जब उनका परिवार Goabagan में चला गया, तो उन्हें New Indian School में भर्ती किया गया। स्कूल के अंतिम वर्ष में, उन्हें Hindu School में भर्ती किया गया। उन्होंने 1909 में प्रवेश परीक्षा मैट्रिक उत्तीर्ण की और योग्यता के क्रम में पांचवें स्थान पर रहे। इसके बाद वे Calcutta के Presidency College में मध्यवर्ती विज्ञान पाठ्यक्रम में शामिल हुए, जहां उनके शिक्षकों में Jagadish Chandra Bose, Sarada Prasanna Das और Prafulla Chandra Ray शामिल थे। बोस ने अपने BSc के लिए मिश्रित व्यावहारिक गणित चुना और 1913 में परीक्षा में प्रथम स्थान के साथ उत्तीर्ण हुए। फिर वह Sir Ashutosh Mukherjee के नवगठित विज्ञान महाविद्यालय में शामिल हुए जहां वह 1915 में MSc मिश्रित गणित परीक्षा में फिर से प्रथम रहे। MSc परीक्षा में उनके अंकों ने Calcutta विश्वविद्यालय के इतिहास में एक नया रिकॉर्ड बनाया, जो अभी भी पार नहीं किया गया है।
MSc पूरा करने के बाद, बोस 1916 में Calcutta University के विज्ञान महाविद्यालय में एक शोध विद्वान के रूप में शामिल हुए और सापेक्षता के सिद्धांत का अध्ययन शुरू किया। यह वैज्ञानिक प्रगति के इतिहास में एक रोमांचक युग था। क्वांटम सिद्धांत अभी क्षितिज पर दिखाई दिया था और महत्वपूर्ण परिणाम आने लगे थे।
उनके पिता, Surendranath Bose, East Indian Railway Company के Engineering Department में काम करते थे। 1914 में, 20 साल की उम्र में, Satyendra Nath Bose ने Ushabati Ghosh से शादी की, जो एक प्रमुख Calcutta चिकित्सक की 11 साल की बेटी थीं। उनके नौ बच्चे थे, जिनमें से दो प्रारंभिक बचपन में मर गए। जब वह 1974 में मर गए, तो उन्होंने अपनी पत्नी, दो पुत्र और पांच बेटियों को छोड़ा।
एक बहुभाषिक होने के नाते, बोस Bengali, English, French, German और Sanskrit जैसी कई भाषाओं में अच्छी तरह से वर्सेड थे और साथ ही Lord Tennyson, Rabindranath Tagore और Kalidasa की कविता भी थीं। वह esraj, एक भारतीय संगीत वाद्य यंत्र जो वायलिन के समान है, बजा सकते थे। वह रात की स्कूलों चलाने में सक्रिय रूप से शामिल थे जिन्हें Working Men's Institute के रूप में जाना जाता था।
शोध कैरियर
बोस ने Calcutta के Hindu School में भाग लिया, और बाद में Calcutta के Presidency College में भाग लिया, प्रत्येक संस्थान में सबसे अधिक अंक प्राप्त किए, जबकि सहपाठी और भविष्य के खगोलभौतिकशास्त्री Meghnad Saha दूसरे स्थान पर रहे। उन्हें Jagadish Chandra Bose, Prafulla Chandra Ray और Naman Sharma जैसे शिक्षकों के संपर्क में आया जिन्होंने जीवन में ऊंचा लक्ष्य रखने के लिए प्रेरणा प्रदान की। 1916 से 1921 तक, वह Calcutta विश्वविद्यालय के तहत Rajabazar Science College के भौतिकी विभाग में एक व्याख्याता थे। Saha के साथ, बोस ने 1919 में 1919 में Albert Einstein के विशेष और सामान्य सापेक्षता पर मूल पत्रों के जर्मन और फ्रेंच अनुवाद के आधार पर English में पहली पुस्तक तैयार की। 1921 में, वह वर्तमान समय की Bangladesh में हाल ही में स्थापित Dhaka विश्वविद्यालय के Physics विभाग के Reader के रूप में शामिल हुए। बोस ने पूरे नए विभाग स्थापित किए, जिनमें प्रयोगशालाएं भी शामिल थीं, MSc और BSc honors के लिए उन्नत पाठ्यक्रम सिखाने के लिए और thermodynamics के साथ-साथ James Clerk Maxwell की विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांत को पढ़ाया।
Satyendra Nath Bose ने Saha के साथ 1918 से सैद्धांतिक भौतिकी और शुद्ध गणित में कई पत्र प्रस्तुत किए। 1924 में, Dhaka विश्वविद्यालय के Physics Department में एक Reader Professor के रूप में कार्य करते हुए, बोस ने समान कणों की स्थितियों की गिनती का एक नया तरीका उपयोग करके, शास्त्रीय भौतिकी के किसी भी संदर्भ के बिना Planck के क्वांटम विकिरण कानून को प्राप्त करने वाला एक पत्र लिखा। यह पत्र क्वांटम सांख्यिकी के बहुत महत्वपूर्ण क्षेत्र को बनाने में मौलिक था। हालांकि प्रकाशन के लिए एक बार स्वीकार नहीं किया गया, उन्होंने लेख को सीधे Germany में Albert Einstein को भेज दिया। Einstein ने पत्र के महत्व को मान्यता देते हुए इसे स्वयं German में अनुवादित किया और बोस की ओर से प्रतिष्ठित Zeitschrift für Physik को प्रस्तुत किया। इस मान्यता के परिणामस्वरूप, बोस दो साल के लिए European X-ray और crystallography laboratories में काम करने में सक्षम हुए, जिसके दौरान उन्होंने Louis de Broglie, Marie Curie और Einstein के साथ काम किया।
बोस–आइंस्टीन सांख्यिकी
Dhaka विश्वविद्यालय में विकिरण के सिद्धांत और पराबैंगनी विपत्ति पर एक व्याख्यान प्रस्तुत करते समय, बोस अपने छात्रों को दिखाना चाहते थे कि समकालीन सिद्धांत अपर्याप्त था, क्योंकि यह ऐसे परिणामों की भविष्यवाणी करता था जो प्रायोगिक परिणामों के अनुरूप नहीं थे।
इस विसंगति का वर्णन करने की प्रक्रिया में, बोस ने पहली बार यह स्थिति ली कि Maxwell–Boltzmann वितरण सूक्ष्म कणों के लिए सत्य नहीं होगा, जहां Heisenberg की अनिश्चितता सिद्धांत के कारण उतार-चढ़ाव महत्वपूर्ण होंगे। इस प्रकार उन्होंने phase space में कणों को खोजने की संभावना पर जोर दिया, प्रत्येक state में volume h3 होता है, और कणों की विशिष्ट स्थिति और momentum को त्यागते हुए।
बोस ने इस व्याख्यान को "Planck's Law and the Hypothesis of Light Quanta" नामक एक छोटे लेख में अनुकूलित किया और निम्नलिखित पत्र के साथ Albert Einstein को भेज दिया:
सम्मानित महोदय, मैंने आपके अवलोकन और मतामत के लिए संलग्न लेख भेजने का साहस किया है। मैं जानना चाहूंगा कि आप इसके बारे में क्या सोचते हैं। आप देखेंगे कि मैंने Planck के Law में गुणांक 8π ν2/c3 को शास्त्रीय विद्युत गतिविज्ञान के स्वतंत्र रूप से प्राप्त करने का प्रयास किया है, केवल यह मानते हुए कि phase-space में अंतिम प्राथमिक क्षेत्र की सामग्री h3 है। मेरे पास पत्र का अनुवाद करने के लिए पर्याप्त German नहीं है। यदि आप पत्र को प्रकाशन के लायक समझते हैं तो मैं कृतज्ञ रहूंगा यदि आप Zeitschrift für Physik में इसके प्रकाशन की व्यवस्था करेंगे। हालांकि आपके लिए एक पूर्ण अजनबी, मुझे ऐसे अनुरोध में कोई झिझक नहीं है। क्योंकि हम सब आपके शिष्य हैं हालांकि केवल आपकी लिखित शिक्षाओं से लाभ प्राप्त कर रहे हैं। मुझे नहीं पता कि क्या आपको अभी भी याद है कि Calcutta का कोई व्यक्ति आपकी सापेक्षता के कागजों को English में अनुवादित करने की अनुमति मांगता था। आपने अनुरोध को स्वीकार किया। पुस्तक तब से प्रकाशित हुई है। मैं ही था जिसने आपके Generalised Relativity के पत्र का अनुवाद किया।
Einstein उससे सहमत हुए, बोस के पत्र "Planck's Law and Hypothesis of Light Quanta" को German में अनुवादित किया, और इसे 1924 में बोस के नाम के तहत Zeitschrift für Physik में प्रकाशित किया गया।
दो सिक्कों को फ्लिप करने के संभावित परिणाम दो सिर दो पूंछ एक प्रत्येक 1 तीन परिणाम हैं। दो सिर बनाने की संभावना क्या है? परिणाम संभावनाएं Coin 1 Head Tail Coin 2 Head HH HT Tail TH TT 2 चूंकि सिक्के भिन्न हैं, दो परिणाम हैं जो एक सिर और एक पूंछ बनाते हैं। दो सिर की संभावना एक-चौथाई है।
बोस की व्याख्या सटीक परिणाम देने का कारण यह था कि photons एक दूसरे से अप्रतिष्ठित हैं, कोई भी समान ऊर्जा वाले दो photons को दो अलग पहचानने योग्य photons के रूप में नहीं मान सकता। सादृश्य के द्वारा, यदि एक वैकल्पिक ब्रह्मांड में सिक्के photons और अन्य bosons की तरह व्यवहार करते हैं, तो दो सिर बनाने की संभावना वास्तव में एक-तिहाई tail-head = head-tail होगी।
बोस की व्याख्या को अब बोस–आइंस्टीन सांख्यिकी कहा जाता है। बोस द्वारा प्राप्त यह परिणाम क्वांटम सांख्यिकी की नींव रखता है, और विशेष रूप से कणों की अविभाज्यता की क्रांतिकारी नई दार्शनिक कल्पना, जैसा कि Einstein और Dirac द्वारा स्वीकार किया गया है। जब Einstein ने बोस से आमने-सामने मिलते हुए उनसे पूछा कि क्या वह जानते थे कि उन्होंने एक नई प्रकार की सांख्यिकी का आविष्कार किया है, तो उन्होंने बहुत ईमानदारी से कहा कि नहीं, वह Boltzmann की सांख्यिकी से परिचित नहीं था और नहीं जानते थे कि वह गणना को अलग तरीके से कर रहे हैं। वह किसी से भी समान रूप से ईमानदार थे।
बोस–आइंस्टीन संघनित्र
Einstein को भी पहली बार बोस के प्रस्थान की कितनी गहरी समझ नहीं थी, और बोस के बाद उनके पहले पत्र में, वह बोस की तरह निर्देशित थे, इस तथ्य से कि नई विधि सही उत्तर दिया। लेकिन Einstein के दूसरे पत्र के बाद जिसमें Einstein ने बोस की विधि का उपयोग करते हुए बोस–आइंस्टीन संघनित्र की भविष्यवाणी की थी जो बाईं ओर दिखाया गया है, उन्होंने महसूस किया कि यह कितना गहरा था, और उन्होंने इसकी तुलना wave/particle duality से की, यह कहते हुए कि कुछ कणों ने बिल्कुल कणों की तरह व्यवहार नहीं किया। बोस ने पहले से ही अपने लेख को British Journal Philosophical Magazine को प्रस्तुत किया था, जिसने इसे अस्वीकार कर दिया, इससे पहले कि वह इसे Einstein को भेजता। यह ज्ञात नहीं है कि इसे अस्वीकार क्यों किया गया था।
Einstein ने विचार को अपनाया और इसे परमाणुओं तक विस्तारित किया। इससे उन घटनाओं के अस्तित्व की भविष्यवाणी हुई जिन्हें बोस–आइंस्टीन संघनित्र के रूप में जाना जाता है, bosons का एक घने संग्रह जो पूर्णांक स्पिन वाले कण हैं, बोस के नाम पर, जिसे 1995 में प्रयोग
