کوانٹم میکانکس میں ڈبے میں ذرہ (Particle in a box) کا نمونہ (ماڈل) یہ بتاتا ہے کہ بہت ہی محدود جگہ میں ایک ذرے کی حرکت کیسی ہو گی۔ اسے infinite potential well یا the infinite square well بھی کہتے ہیں۔ یہ ماڈل کلاسیکل اور کوانٹم سسٹم کے تصوراتی فرق کو واضح کرتا ہے۔
نیوٹن کے قوانین یعنی کلاسیکل میکانکس کے تحت ذرے کا ڈبے میں راستہ (A) اور شروڈنگر کی کوانٹم میکانکس کی مساوات کے تحت ذرے کا ڈبے میں wavefunction جسے B سے F میں ظاہر کیا گیا ہے۔ افقی لائن پر پوزیشن اور عمودی لائن پر ویو فنکشن ہے۔ حقیقی حصہ نیلے رنگ سے اور خیالی حصہ سرخ رنگ سے دکھایا گیا ہے۔
کلاسیکل سسٹم میں اس کی مثال ایک مضبوط ڈبے میں ایک بال کی حرکت سے دی جا سکتی ہے۔ بال کسی بھی رفتار سے حرکت کر سکتی ہے اور کسی خاص وقت ایک ہی مقام پر پائی جا سکتی ہے۔
لیکن اگر ڈبے کی جسامت بہت ہی چھوٹی ہو (یعنی نینو میٹر کے لگ بھگ) تو کوانٹم ایفکٹ نمایاں ہونے لگتا ہے۔ ایسی صورت حال میں
حرکت کرتا ہوا ذرہ ہر توانائی کا حامل نہیں ہو سکتا بلکہ کچھ خاص انرجی لیول کا ہی حامل ہو سکتا ہے جو مثبت (positive) ہوتے ہیں۔
ایسا ذرہ رک بھی نہیں سکتا یعنی اس میں کچھ نہ کچھ توانائی ہمیشہ موجود رہتی ہے۔
اسی طرح یہ ڈبے میں ہر جگہ نہیں جا سکتا بلکہ اس کے پائے جانے کے امکانات صرف چند جگہوں پر مخصوص ہوتے ہیں جن کا تعلق اس کی توانائی سے ہوتا ہے۔
ذرے سے مراد عام طور پر ایک بہت ہی چھوٹی سی گیند لی جاتی ہے مگر کوانٹم فیلڈ تھیوری میں ذرے سے مراد قوت کے میدان میں ہلچل کے سبب جدا ہو جانے والا ایک میدانی ٹکڑا ہوتی ہے جو ذرے جیسا برتاو کرتا ہے اور مومنٹم کا حامل ہوتا ہے۔ perturbative کوانٹم فیلڈ تھیوری کے مطابق دو ذرات کے درمیان کشش یا دھکیل کی قوت دراصل ان کے درمیان بوسون نامی دوسرے ذرات کے تبادلے کے نتیجے میں وجود میں آتی ہے جیسے
دو الیکٹران ایک دوسرے کو اس لیے دھکیلتے ہیں کیونکہ ان دونوں سے فوٹون خارج ہوتے ہیں جو دوسرے الیکٹرون سے ٹکرا کر اس میں جذب ہو جاتے ہیں۔ فوٹون بوسون کی ایک قسم ہے۔
