* الكواركات من البداية
صفحة 1 من اصل 1
* الكواركات من البداية
طارق فتحي الجمعة أكتوبر 02, 2015 5:06 am
الكوارك ......
الكوارك هو جسيم أولي وأحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة ولكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عند حدوث تصادم شديد بين البروتون والإلكترون. وقد أطلق موري جيلمان هذا الاسم على الكوارك. منها ستة أنواع.
للكواركات جسيمات مضادة مثل بقية الجسيمات الأولية تدعى "كواركات مضادة"، حيث تتميز الكواركات والكواركات المضادة بأنها الجسيمات الوحيدة التي تتآثر مع بعضها باستخدام القوى الأربع الرئيسة الموجودة في الطبيعة. تشكل الكواركات معظم الجزء الداخلي للمادة، وهي مترابطة مع بعضها بقوى شديدة. هذه القوى التي تربط الكوارك مع بعضها البعض تدرس في فرع من الفيزياء يدعى الكروموديناميكا الكمية (بالإنجليزية: Quantum-chromodynamic QCD).
تجتمع الكواركات معا لتشكل جسيمات مركبة تسمى هادرونات، الأكثر استقرارا التي هي البروتونات والنيوترونات، وهي مكونات نواة الذرة.[1] لا يمكن أن تظهر الكواركات بشكل مفرد حر فهي دائما محتجزة ضمن هادرونات ثنائية (ميزونات) أو ثلاثية (باريونات) مثل البروتونات والنيوترونات،[2][3] وتسمى هذه الظاهرة بالحبس اللوني (بالإنجليزية: Color confinement)، لهذا السبب فمعظم المعلومات عن الكواركات تم استخلاصها من ملاحظات الهادرونات نفسها.
للكوارك ست أنواع وتسمى بالنكهات وهي: العلوي، السفلي، الساحر، الغريب، القمي، والقعري.[4] كل من الكوارك العلوي والسفلي له كتلة أقل من باقي الكواركات الأخرى. فالكواركات الأثقل تتحول إلى علوية وسفلية بسرعة خلال عملية تسمى اضمحلال الجسيم: حيث تتحول حالة الكتلة الأثقل إلى حالة كتلة أخف. لهذا فالكوارك العلوي والسفلي هما الأكثر استقرارا ووجودا في الكون، في حين أن الكواركات المسماة بالساحر والغريب والقمي والقعري يتم إنتاجها فقط من خلال اصطدامات عالية الطاقة (مثل المستخدمة في الأشعة الكونية ومعجلات الجسيمات).
لدى الكوارك خصائص أساسية مثل الشحنة الكهربائية والشحنة اللونية والدوران المغزلي والكتلة. فالكواركات هي الجسيمات الأولية الوحيدة في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التي تُظهِر جميع القوى الأساسية الأربع المسماة بالتفاعلات الأساسية وهي الكهرومغناطيسية والجاذبية والقوة النووية القوية والضعيفة، بالإضافة إلى أنها الجسيمات الوحيدة التي لا تعد شحنتها الكهربائية مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية. ولكل كوارك جسيم مضاد، وهو نظير مطابق له، لديه نفس قدر شحنة الكوارك ولكن بشحنة معاكسة.
كان ظهور نموذج الكوارك سنة 1964 بواسطة فرضية موري جيلمان وجورج سويج لشرح نماذج الهادرونات،[5] وقد كان هناك دليل ضعيف على وجودها المادي حتى سنة 1968.[6][7] تمت ملاحظة جميع نكهات الكوارك الست في تجارب المعجلات؛ وقد كان الكوارك القمي هو آخر ما تم اكتشافه من الكواركات وذلك سنة 1995 عندما تمت ملاحظته لأول مرة في معهد فيرميلاب.
بداية الكوارك
قدم العالم الفيزيائي موري جيلمان مقترح نموذج الكوارك بشكل منفصل[8] إلى جانب جورج سويج[9][10] سنة 1964.[5] جاء المقترح بعد ظهور صيغة جيلمان الرياضية عن نظام تصنيف الجسيمات المسمى طريق الثمان لفات أو بمصطلح علمي أكثر، تناظر النكهة أس يو 3.[11] وقد قدم ايفال نعمان مشروع مشابه أكثر تطورا بقليل في نفس السنة.[12][13]
عندما اكتشفت الهادرونات، كان ينظر إليها على أنها مثل البروتونات ونيوترونات البيون، أي جسيمات أولية، لكن تم اكتشاف هادرونات جديدة فأصبحت من الكثرة أشبه بحديقة حيوان الجسيمات، فبعدما كانت عدة هدرونات خلال عقديّ الثلاثينات والأربعينات من القرن العشرين، صارت عدة عشرات في الخمسينات من ذات القرن، وكانت الروابط فيما بينها غير واضحة حتى سنة 1961 عندما افترض كلا من موري جيلمان وجورج سويج بأنهما ليست جسيمات أولية، ولكن بدلا من ذلك كانت تتألف من مزيج من الكواركات وضديدها. يشترك في نموذجهما ثلاث أنواع من الكواركات -كوارك علوي وسفلي وغريب- والتي نسباها إلى خصائص مثل اللف والشحنة الكهربائية.[8][9][10] وقد تباينت ردود الفعل للمقترح عند المجتمع الفيزيائي. كان هناك نوع من الخلاف حول ما إذا كان كوارك كيان مادي أو مجرد فكرة تستخدم لشرح مفاهيم لم تفهم بشكل جيد في ذاك الوقت.[14]
وفي أقل من سنة، ظهرت اقتراحات جديدة أضيفت لنموذج جيلمان-سويج. فافترض كل من جيمس بيوركن وشيلدون جلاشو بوجود نكهة لكوارك رابع، وسمي بالساحر. أضيف الاقتراح لأنه يسمح بالحصول على وصف أفضل للتفاعل الضعيف (وهي الآلية التي تسمح بالكواركات بالإضمحلال)، فتساوي عدد كواركات مع عدد من اليبتونات، وهي تحتوي على صيغة الكتلة فتنتج وبشكل صحيح كتل للميزونات.[15]
لم يظهر دليل مباشر على وجود الكواركات حتى تم اكتشافها سنة 1968 في المختبر المسرّع الوطني (بالإنجليزية: SLAC National Accelerator Laboratory). فتجربة النثر غير المرن العميق (بالإنجليزية: Deep inelastic scattering) أشارت إلى أن بالبروتون بنية داخلية فرعية، وهذا البروتون مكون من نقاط صغيرة شبيهة بالأجسام، مما يعني بأنه ليس جسيم أولي (وهذا يشرح نموذج الكوارك).[6][7][16] وأحجم الناس عن التعرف على تلك الأجسام ككواركات، مفضلين تسمية ريتشارد فاينمان لها بالبارتون وكان ذلك في بداية الأمر.[17][18][19] أمكن لاحقا تعريف تلك الجسيمات التي لوحظت في المختبر بأنها كواركات علوية وسفلية عندما تم اكتشاف نكهات أخرى معها.[20] ومع هذا فإن البارتون ظل مستخدما كمصطلح جماعي للجسيمات الأساسية للهادرون (الكواركات وضدائدها والغلوونات).
امكن تثبيت ظهور الكواركات الغريبة بطريقة غير مباشرة في المختبر المسرّع الوطني في تجربة النثر غير المرن العميق: فهي لم تكن فقط العنصر الأساسي لنموذج الكواركات الثلاث لجيلمان وسويج، ولكنها أعطت تفسيرا للهادرونات المكتشفة في الأشعة الكونية سنة 1947 وهي كاون (K) والبيون (π).[21]
في سنة 1970 قدم كلا من جون ايليوبولوس وشيلدون جلاشو وماياني ورقة عرضت الكثير من الاستنتاجات في وجود كوارك لم يكتشف بعد ويسمى بالكوارك الساحر.[22][23] ثم ارتفع عدد الكواركات الافتراضية إلى ستة في سنة 1973، عندما لاحظ كلا من ماكوتو كوباياشي وتوشيهيده ماساكاوا في رصد لتجربة خرق تناظرالشحنة السوية[nb 1][24] بأنه يمكن تفسيرها إذا كان هناك زوجا إضافيا من الكواركات. وقد سمي هذا الزوج بكوارك قمي وقعري
تم إنتاج الكواركات الساحرة في نفس الوقت بشهر نوفمبر سنة 1974 — إحداهما عن طريق المختبر سالف الذكر على يد بورتون ريختر، والآخر في مختبر "BNL" على يد صموئيل تينج. للكواركات الساحرة المكتشفة حدود مع ضديد الكواركات الساحرة في داخل الميزون. فكلا الطرفين كان له ميزونات محددة برموز مختلفة، J وψ; وبذا فالميزون المشكل أصبحت تسميته بميزون J/ψ. وعندها فقط أقتنع مجتمع الفيزيائيين بصحة نظرية نموذج الكوارك.[19]
تمت ملاحظة الكوارك القعري في سنة 1977 بمختبر فيرميلاب عن طريق فريق بقيادة ليون ليدرمان.[25] وكانت تلك علامة قوية على وجود كوارك القمة: فعدم وجود كوارك القمة يعني بأن الكوارك القعري لن يكون له شريك. لكن لم يتم اكتشاف الكوارك القمي إلا سنة 1995 بواسطة فريق من مختبر فيرميلاب أيضا[5] حيث تبين أن له كتلة كبيرة جدا لم تكن متوقعة من قبل[26]— وهو تقريبا بحجم ذرة الذهب.
اصل كلمة كوارك
سمّى جيل مان الكوارك بهذا الاسم بعيد سماعه لصوت البط.[28] وقد استغرق بعض الوقت لصياغة التهجئة الصحيحة للمصطلح الجديد، حتى وجد كلمة كوارك "Quark" في كتاب جيمز جويس المسمى "استيقاظ فينغانز" (1939):
«Three quarks for Muster Mark
Sure he has not got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.
»، جيمز جويس، استيقاظ فينغانز[29]
وقد أسهب جيلمان بتفاصيل أكثر عن مصطلح الكوارك في كتابه، "الكوارك واليغور" (بالإنجليزية: The Quark and the Jaguar).[30] أما سويج فقد فضل كلمة "ace-الآس" كمصطلح للجسيم الذي افترضه، لكن مصطلح جيلمان أخذ حظه من الشهرة بمجرد ماتم القبول بنموذج الكوارك.[31]
تتعدد أسباب تسمية نكهات الكواركات بمسمياتها الحالية، فمصطلح كوارك علوي وسفلي كان بسبب عناصر حمل اللف النظائري العلوية والسفلية،[32] والكوارك الغريب فقد أعطي اسمه بسبب أنه قد تم اكتشافه ليكون من عناصر الجسيمات الغريبة المكتشفة في الأشعة الكونية قبل ظهور نموذج الكوارك بسنوات؛ فقد اعتبرت تلك الجسيمات «غريبة» لأن عمرها غير عادي وطويل جدا.[33] أما كوارك الساحر فقد جائت تسميته بعدما اقتبس العالم جلاشو -وهو الذي افترض هذا الكوارك بالتعاون مع بيوركن- قائلا: "سوف نعطي منظومتنا لقب 'كوارك ساحر' لأننا مفتونين ومعجبين من التناظر الذي جيئ به من عالم دون الذرة".[34]." أما القمي والقعري فقد تم اختيار أسمائهم لأنهم "منطقيا شركاء للكواركات العلوية والسفلية"[33] وقد كانت مسمياتهم بالسابق هي "الحقيقة" (بالإنجليزية: Truth) و"الجمال"' (بالإنجليزية: Beauty) على التوالي، ولكن تم إلغائها من معجم المصطلحات الفيزيائية المستخدمة عند اختيار المسميات الجديدة.
تصنيف الكوارك
يعتبر النموذج القياسي الإطار النظري الذي يعطي وصفا لجميع الجسيمات الأولية المعروفة حاليا، فضلا عن بوزونات هيغز.[nb 2] المخفية[36] فهذا النموذج يحتوي على ست نكهات من الكواركات ورمزها: (q)، وهي الكوارك العلوي (u)، والسفلي (d)، والساحر (c)، والغريب (s)، والقمي (t)، وأخيرا القعري[4] (b). تسمى الأجسام المضادة للكواركات بضديد الكوارك ويرمز لها بخط فوق رمز الكوارك المطابق، مثل u لضديد الكوارك العلوي. وكما هو حال المادة المضادة بشكلها العام، فإن ضديد الكوارك له نفس الكتلة، ومتوسط العمر واللف الذي يوجد بالكوارك، ولكنه معاكس بالشحنة الكهربائية والشحنات الأخرى.[37]
الكوارك هو جسيم ذو دوران مغزلي -1⁄2، مما يعني ضمنا أنه فرميون حسب مبرهنة إحصاء اللف. وتلك تكون خاضعة لمبدأ استبعاد باولي، والتي تقول بأنه لايمكن لأكثر من فرميون أن يحتل حيزا في نفس الحالة الكمومية. وهو على النقيض من بوزونات (وهي جسيمات لها عدد صحيح باللف)، التي يمكن أن يكون أي كمية منها في نفس الحالة.[38] وخلافا للبتونات، فالكواركات تستحوذ على الشحنة اللونية، التي تجعلها تنخرط في التفاعل القوي. فبسبب التجاذب بين الكواركات المختلفة، تتشكل جسيمات مركبة تسمى بالهادرونات.
يحدد الكوارك الأرقام الكمية للهادرونات وتسمى بتلك الحالة كوارك مكافئ؛ وبصرف النظر عن هذا، فإن الهادرون قد يحتوي على عدد غير محدد من الكواركات الافتراضية (أو بحر) وضديدها الغلوونات التي لاتؤثر على أرقامها الكمية.[39] وهناك عائلتين من الهادرونات؛ الباريونات وبها ثلاث كواركات مكافئة، والميزونات وبها كوارك مكافئ مع ضديد الكوارك.[40] وأشهر الباريونات قاطبة البروتون والنيوترون، وهما أعمدة الأساس لنواة الذرة.[41] معظم الهادرونات معروفة، وأغلبها متباينة بما تحتوي من الكوارك والخصائص التي تضفيها كواركاتها الأساسية. أما وجود هادرونات شاذة مع مزيد من كواركات مكافئة، مثل التترا كواركات (qqqq) والبنتا كواركات (qqqqq) فقد تم تخمينه،[42] ولم يتم اثبات وجوده حتى اليوم.[nb 3][42][43]
تنقسم الفرميونات الأولية إلى ثلاث أجيال فيزيائية، يحتوي كل جيل منها على اثنين من اللبتونات واثنين من الكواركات. والجيل الأول يحتوي على كواركات علوية وسفلية، والثاني يضم الكوارك الساحر والغريب، أما الجيل الثالث فيحتوي على الكوارك القمي والقعري. وقد فشلت جميع المحاولات والأبحاث لإيجاد جيل رابع من الكواركات أو فرميونات أولية،[44] وقد كانت هناك علامات غير مباشرة ولكن قوية للإيحاء بعدم وجود أكثر من ثلاث أجيال.[nb 4][45] تكون الأجيال الأعلى من الكواركات أكير كتلة وأقل ثباتا، مسببة بتحلل الكوارك إلى جسيمات الجيل الأدنى عن طريق تفاعلات ضعيفة. أما الذي يحدث بشكل عام في الطبيعة هو الجيل الأول (العلوي والسفلي). فالكواركات الثقيلة لا تنشأ إلا في تصادمات عالية الطاقة (مثل تلك المرتبطة بالأشعة الكونية)، ثم تضمحل بسرعة؛ مع ذلك فهناك اعتقاد سائد بأنها كانت موجودة بالجزء الأول من الثانية الأولى بعد حدوث الانفجار العظيم، عندما كان الكون في حالة حرارة وكثافة قصوى (ويسمى بعصر الكوارك). لذا فدراسة الكواركات الثقيلة تجري دائما في ظروف صناعية، مثل معجلات الجسيمات[46]
بما أن للكواركات شحنة كهربائية وشحنة لونية وكتلة ونكهة، لذا فهي الجسيمات الأولية الوحيدة المعروفة التي تتشارك في القوى الأساسية الأربع في الفيزياء المعاصرة: الكهرومغناطيسية، الثقالة أو الجاذبية، القوة النووية القوية، ثم القوة النووية الضعيفة.[41] وعلى الرغم من ذلك، فالجاذبية عادة لا علاقة لها مع المستويات دون الذرية، وليس لها وصف بالنموذج القياسي.
خصائص الكوارك
الشحنة الكهربائية
Crystal Clear app kdict.png طالع أيضًا: شحنة كهربائية
قيم الشحنة الكهربائية الكسرية للكوارك تكون إما −1⁄3 أو +2⁄3 من قيمة الشحنة الأولية حسب النكهة. فالكواركات العلوية والساحرة وكواركات القمة (تعتبر كمجموعة كواركات العلوية) لها شحنة +2⁄3، بينما الكواركات السفلية والغريبة والقعريّة (كواركات المجموعة السفلية) لها −1⁄3. ضديد الكوارك لها الشحنة المعاكسة للكوارك المطابق لها؛ بمعنى شحنة ضديد كواركات المجموعة العلوية هي −2⁄3، وشحنة ضديد كواركات المجموعة السفلية تكون +1⁄3. بما أن الشحنة الكهربائية للهادرون هي مجموع شحنات الكواركات الأساسية، فعليه تكون شحنة الهادرونات عددا صحيحا: فشحنة تمازج ثلاث كواركات (باريون)، وثلاث ضديد كواركات (ضديد باريون)، أو كوارك وضديد كوارك (ميزون) تكون نتيجتها دائما عدد صحيح.[47] فعلى سبيل المثال، الهادرون عنصر أساسي في نواة الذرة، شحنة النيوترونات والبروتونات تكون 0 و+1 بالترتيب؛ يتكون النيوترون من كواركين سفليين وكوارك علوي واحد، والبروتون يحتوي كواركين علويين وكوارك سفلي واحد.
لف مغزلي
Crystal Clear app kdict.png طالع أيضًا: لف مغزلي (فيزياء)
اللف المغزلي هي خاصية جوهرية للجسيمات الأولية، واتجاهها هو درجة الحرية المهمة. وتُصور أحيانا كدوران الجسم حول محوره، وهذا المفهوم مضلل نوعا ما في جداول تحت الذرية لأنه يعتقد بأن الجسيم الأولي هو جسيم نقطي نوعا ما.[48]
يمثل اللف المغزلي بواسطة متجه ويقاس طوله بوحدة خفض ثابت بلانك ħ (تنطق خط هاء "h bar"). في الكوراكات قياس متجه عنصر اللف المغزلي حول أي محور لا يسفر إلا على القيم التالية +ħ/2 or −ħ/2; لهذا السبب فالكواركات تصنف كجسيمات لف مغزلي-1⁄2.[49] يرمز لعنصر اللف المغزلي حول محور معين -ويعرف بالمحور السيني- برمز سهم علوي ↑ للقيمة +1⁄2 وسهم سفلي ↓ للقيمة −1⁄2، ويوضع بعد شارة النكهة. فعلى سبيل المثال، يرمز لكوارك علوي بلف +1⁄2 حول المحور السيني بالرمز u↑.
الكوارك قوة نووية ضعيفة
لا تتحول نكهة كوارك إلى نكهة آخرى إلا عن طريق القوة النووية الضعيفة، أحد القوى الأساسية في فيزياء الجسيمات، وذلك بواسطة امتصاص أو انبعاث بوزون و، حيث يصبح بالإمكان لكوارك من المجموعة العلوية (علوي، ساحر، قمي) الانتقال إلى كوارك المجموعة السفلية (سفلي، غريب، قعري) والعكس صحيح. فميكانيكية تحويل تلك النكهة تسبب عملية نشاط إشعاعي لتحلل البيتا، حيث ينشطر النيوترون (n) إلى بروتون (p) وإلكترون (e⁻) وإلكترون ضديد نيوترينو (νe). وتحدث تلك عندما يتحلل أحد الكواركات السفلية في النيوترون (udd) إلى كوارك علوي بواسطة بعث بوزون W⁻ الافتراضي ومحولا النيوترون إلى بروتون (uud). فيتحلل بعدها بوزون W⁻ إلى إلكترون وإلكترون ضديد نيوترينو.[51]
n ← p + e⁻ + νe (تحلل البيتا، رموز مجموعة الهادرون)
udd ← uud + e⁻ + νe (تحلل البيتا، رموز مجموعة الكوارك)
تستخدم كلا من عملية تحلل البيتا وعكسهاــ وهي عملية انعكاس تحلل بيتا ــ في المجالات الطبية مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتجارب عالية الطاقة مثل كشف النيوترينو.
الكرات الثلاث العلوية "u" ،"c"، و"t" ترمز إلى "مجموعة الكواركات العلوية" بينما توجد ثلاث كرات بالأسفل "d" ،"s" ،"b" وترمز إلى "مجموعة الكواركات السفلية". ويلاحظ أن الكرات "u" ،"c"، و"t" تحاذي عموديا مع الكرات"d" "s"، و"b" بالتسلسل. الخطوط الملونة تربط الكواركات العلوية بالسفلية، وتشير عتامة اللون إلى قوة القوة النووية الضعيفة مابين الإثنين؛ الخطوط مابين "d" إلى "u" ،"c" إلى "s"، و"t" إلى "b" هي معتمة؛ الخطوط مابين "c" إلى "d" و"s" إلى "u" هي رمادية؛ والخطوط مابين "b" إلى "u" ،"b" إلى "c" ،"t" إلى "d"، و"t" إلى "s" هي بالأغلب بيضاء.
قوة القوة النووية الضعيفة مابين الكواركات الست. تتحدد كثافة الخطوط بواسطة عناصر "مصفوفة CKM".
بما أن عملية انتقال النكهة هي نفسها لكل الكواركات، فكل كوارك له الأفضلية بالانتقال إلى كوارك آخر من نفس جيله. فالميول النسبية لجميع تحويلات النكهات مذكورة في جدول رياضي، يسمى مصفوفة كابيبو-كوباياشي-ماسكاوا (بالإنجليزية: Cabibbo–Kobayashi–Maskawa matrix) (CKM matrix). فالمقادير التقريبية لإدخالات "مصفوفة سي كي ام" هي كالتالي:[52]
|V_ud| ≅ 0.974; |V_us| ≅ 0.226; |V_ub| ≅ 0.004; |V_cd| ≅ 0.226; |V_cs| ≅ 0.973; |V_cb| ≅ 0.041; |V_td| ≅ 0.009; |V_ts| ≅ 0.041; |V_tb| ≅ 0.999.
حيث V'ij تظهر ميل كوارك النكهة i للتحول إلى كوارك النكهة j (والعكس صحيح).[nb 5]
يوجد مايعادل مصفوفة القوة النووية الضعيفة للبتونات (يمين بوزون و في الرسم البياني لتحلل البيتا)، وتسمى مصفوفة PMNS (بالإنجليزية: PMNS matrix ,Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata matrix).[53] فكلا المصفوفتين (سي كي أم) و(بي أم أن أس) تشرحان جميع تحولات النكهات، ولكن لم تتضح الوصلات فيما بينهما حتى الآن.
لتآثر القوي والشحنة اللونية
A يلغي كلا من السهم الأخضر والأرجواني (ضديد الأخضر) بعضهما البعض إلى اللون الأبيض ويمثلان الميزون؛ ويلغي كلا من الأسهم الأحمر والأخضر والأزرق بعضهم البعض إلى الأبيض، ويمثلون الباريون؛ وكذلك يلغي كلا من الأصفر (ضديد الأزرق)، والأرجواني والسماوي (ضديد الأحمر) بعضهم البعض إلى الأبيض، ويمثل ذلك ضديد الباريون.
إجمالي الشحنة اللونية لكل الهادرونات يساوي صفر.
يمتلك الكوارك خاصية تسمى الشحنة اللونية. وتتكون تلك الشحنة من ثلاث أنواع، سميت عشوائيا بالأزرق والأخضر والأحمر.[nb 6] لكل نوع من تلك الأنواع مكمل من ضديد اللون - ضديد الأزرق، ضديد الأخضر، وضديد الأحمر. فإذا كان الكوارك يحمل لونا ما، فإن ضديد الكوارك يحمل ضديد اللون.
يعبأ نظام التجاذب والتنافر فيما بين الكواركات بتركيبات مختلفة من الألوان الثلاثة ويسمى التفاعل القوي، وهو يتوسط قوة تحمل الجسيمات وتسمى بالغلوونات. فالنظرية التي تشرح التفاعلات القوية هي ديناميكا لونية كمومية (بالإنجليزية: QCD) اختصارا. يشحن الكوارك بقيمة لونية واحدة يمكن أن تشكل نظام حاجز مع الكوارك المضاد له الحامل لضديد اللون المطابق؛ ثلاث من مضاد الكواركات كل منها له ضديد اللون، سيكون لها نظام حاجز مماثل. فعند جذب كواركين يكون الحاصل هو لون محايد: فمثلا كوارك له شحنة لون ξ مع ضديد كوارك له شحنة لون -ξ فالناتج هو شحنة لونية 0 (أو اللون الأبيض) فيتشكل الميزون بالتالي. فالمماثل لنموذج اللون الجمعي في علم البصريات، هو الجمع لكواركات ثلاث أو ضديد الكواركات كل منهم له شحنة لون مختلفة، ليكون الحاصل هو نفس شحنة اللون الأبيض مع تشكيل للباريون أو ضديد الباريون.[56]
في فيزياء الجسيمات الحديثة، فإن التناظر القياسي -هو أحد أنواع مجموعة التناظر- يصل ما بين تفاعلات الجسيمات. شحنة اللون (3)SU وهو تناظر قياسي يربط ما بين شحنة اللون في الكوارك والتناظر الظاهر في ديناميكا لونية كمومية.[57] كما أن قوانين الطبيعة تكون مستقلة عن الاتجاهات التي يتم تحديدها في فضاء س، ص، ع، ولا تتغير إذا استدارت محاور التنسيق إلى وجهة أخرى، ففيزياء ديناميكا لونية كمومية مستقلة عن اتجاه فضاء اللون ثلاثي الأبعاد والمعرف بالأحمر والأزرق والأخضر. يتطابق تحول اللون c(3)SU مع دوران في فضاء اللون (والتي تسمى رياضياتيا بالفضاء المركب (بالإنجليزية: complex space). لكل نكهة كوارك f مطابق فرعي لألوان الكوارك fB، fG، fR،[58] تشكيل ثلاثي: ثلاثة عناصر مجال كمي والتي تتحول تحت تمثيل c(3)SU الأساسي.[59] فالشرط ليكون c(3)SU موضعي— أي؛ أن تسمح تحولاتها بالتغير حسب المساحة والزمن— يحدد خصائص التفاعل القوي، لا سيما في وجود ألوان غلوون الثمانية بصفتها حوامل القوة.
صيغة جيلمان-نيشيجيما
تربط صيغة جيلمان-نيشيجيما (تعرف أحيانا باسم صيغة NNG ) العدد الباريوني B والغرابة S واللف النظائري I_3 للهادرونات بالشحنة الكهربائية Q. قدمت هذه الصيغة في البداية من قبل كازوهيكو نيشيجيما و تاداو ناكانو في عام 1953، [1] مما أدى إلى اقتراح الغرابة كمفهوم، سماه نيشيجيما "الشحنة إيتا " على إسم الميزون ايتا . [2] وفي عام 1956 اقترح موري جيلمان نفس الصيغة بصفة مستقلة . [3] تشمل النسخة الحديثة من صيغة جيلمان-نيشيجيما جميع أعداد كم النكهة: اللف النظائري للكوارك العلوي (u) والكوارك السفلي (d) والغرابة للكوارك الغريب (s) وعدد كم السحر للكوارك الساحر (c) والقعرية للكوارك القعري (b) وأخيرا القمية للكوارك القمي (t) مع العدد الباريوني والشحنة الكهربائية.
الصيغة الرياضية
النموذج الأصلي للصيغة جيلمان-نيشيجيما يتضمن فقط الكوارك العلوي (u)، و الكوارك السفلي (d) والغريب (s) بالتالى كانت الصيغة الأصلية:
Q = I_3 + \frac{1}{2} (B+S).\
حيث استندت هذه المعادلة في البداية على النتائج التجريبية. ولكن تفهم الآن على أنها نتيجة لنموذج الكوارك . حيث ترتبط الشحنة الكهربائية Q لجسيم باللف نظائري I_3 وفرط الشحنة Y عبر العلاقة:
Q = I_3 + \frac{1}{2} Y.\
ولكن منذ اكتشاف الكوارك الساحر (c)، والكوارك القعري (b)، وأخيرا الكوارك القمي (t) فقد تم تعميم هذه الصيغة لتأخذ الشكل:
Q = I_3 + \frac{1}{2} (B+S+C+B^\prime+T)
حيث تصبح بتفكيكها من حيث المحتوى من الكواركات كالآتي:
Q = \frac{2}{3}\left[\left(n_\text{u} - n_\bar{\text{u}}\right) + \left(n_\text{c} - n_\bar{\text{c}}\right) + \left(n_\text{t} - n_\bar{\text{t}}\right)\right] - \frac{1}{3}\left[\left(n_\text{d} - n_\bar{\text{d}}\right) + \left(n_\text{s} - n_\bar{\text{s}}\right) + \left(n_\text{b} - n_\bar{\text{b}}\right)\right]
B = \frac{1}{3}\left[\left(n_\text{u} - n_\bar{\text{u}}\right) + \left(n_\text{c} - n_\bar{\text{c}}\right) + \left(n_\text{t} - n_\bar{\text{t}}\right) + \left(n_\text{d} - n_\bar{\text{d}}\right) + \left(n_\text{s} - n_\bar{\text{s}}\right) + \left(n_\text{b} - n_\bar{\text{b}}\right)\right]
I_3=\frac{1}{2}[(n_\text{u}-n_\bar{\text{u}})-(n_\text{d}-n_\bar{\text{d}})]
S=-\left(n_\text{s}-n_\bar{\text{s}}\right);
C=+\left(n_\text{c}-n_\bar{\text{c}}\right);
B^\prime=-\left(n_\text{b}-n_\bar{\text{b}}\right);
T=+\left(n_\text{t}-n_\bar{\text{t}}\right)
معتمدين على الاتفاقية بأن تحمل أعداد كم النكهة (الغرابة، السحر، القعرية والقمية) نفس إشارة الشحنة الكهربائية للكواركات. لذلك، وبما أنّ الكواركات الغريب والسفلي لها شحنة كهربائية سالبة، فإن أعداد كم النكهة تساوي إلى -1. وبما أنّ الكواركات الساحر والقمي لها شحنة
قعرية (عدد كم
القعرية (بالإنجليزية: Bottomness) هي خاصية للجسيمات توصف بعدد عدد كم نكهة (رمزه B' لتفادي الإلتباس مع العدد الباريوني B) معرف بالفارق بين عدد كواركات القعري (b) وضديد كواركات القعري (b) الموجودة في الجسيمات:
B' = -(n_{\mathrm{b}} - n_{\bar{\mathrm{b}}})
حيث يمثل n_{\mathrm{b}} عدد كواركات القعري (b) ويمثل n_{\bar{\mathrm{b}}} عدد ضديد كواركات القعري (b). إتُفِق على أن تكون علامة أعداد كم النكهة نفس علامة الشحنة الكهربائية التي يحملها كوارك النكهة الموافق. بالتالي فإن كوارك القعري الذي يحمل شحنة كهربائية Q=-\frac13، يحمل لذلك عدد كم قعرية B'=-1. وبما أن الكوارك القعري الضديد لديه شحنة معاكسةQ=+\frac13، فبالتالي فإن عدد كم نكهته هو B'=+1.
نادرا ما يستخدم الفيزيائيون هذا المصطلح. حيث يشير أغلبهم بكل بساطة إلى "عدد كواركات القعري" و "عدد ضديد كواركات القعري".
إنحفاظ القعرية
ككل أعداد الكم المتعلقة بالنكهة، يتم حفظ القعرية في التأثر الشديد و التأثر الكهرومغناطيسي، ولكن ليس عند التأثر الضعيف (انظر مصفوفة CKM). وبالتالي، لا يمكن لأخف الجسيمات التي تحتوي على كوارك قعري أن تضمحل عبر التأثر الشديد، ويجب بدلا من ذلك أن تضمحل عبر التأثر الضعيف الأبطأ منه بكثير.
ففي الإضمحلال الضعيف من الرتبة الأولى، وهي التفاعلات التي تنطوي على إضمحلال كوارك واحد فقط، يمكن للقعرية أن تتغير بدرجة واحدة فقط (\Delta B'=\pm1,0). وبما أن التفاعلات من الرتبة الأولى هي أكثر شيوعا من تفاعلات الرتبة الثانية (التي تشمل إضمحلال كواركين إثنين)، فإنه يمكن أن تستخدم بمثابة "قاعدة إنتقاء" تقريبية للإضمحلال الضعيف.
فرط الشحنة
في فيزياء الجسيمات، يرتبط فرط الشحنة (بالإنجليزية: hypercharge) Y لجسيم ما بالتآثر الشديد، و هو يختلف عن فرط الشحنة الضعيفة التي لها دور مماثل في التآثر الكهروضعيف. يجمع مفهوم فرط الشحنة اللف النظائري و النكهة ويوحدهما في شحنة واحدة.
تعريف
فرط الشحنة هو عدد عدد كم يرتبط بنموذج SU(3) للتآثر الشديد مثلما يرتبط اللف النظائري بنموذج SU(2). حيث يتم تعريف فرط الشحنة كحاصل جمع أعداد كم الغرابة S والسحر C والقعرية B' والقمية T والعدد الباريوني B :
Y = S+C+B^\prime+T+B
ويؤدي إنحفاظ فرط الشحنة إلى إنحفاظ أعداد كم النكهة. حيث ينحفظ التأثر الشديد والتأثر الكهرومغناطيسي ولكن لا ينحفظ عند التأثر الضعيف .
وتربط صيغة جيلمان-نيشيجيما فرط الشحنة باللف النظائري والشحنة الكهربائية
Q = I_3 + \frac{1}{2}Y,
حيث I_3 هو العنصر الثالث من اللف النظائري و Q هي شحنة الجسيم.
غرابة (عدد كم)
الغرابة (بالإنجليزية: Strangeness) هي خاصية للجسيمات توصف بعدد عدد كم نكهة (رمزه S) معرف بالفارق بين عدد كواركات الغريب (s) وضديد كواركات الغريب (s) الموجودة في الجسيمات:
S = -(n_{\mathrm{s}} - n_{\bar{\mathrm{s}}})
حيث يمثل n_{\mathrm{s}} عدد كواركات الغريب (s) ويمثل n_{\bar{\mathrm{s}}} عدد ضديد كواركات الغريب (s). إتُفِق على أن تكون علامة أعداد كم النكهة نفس علامة الشحنة الكهربائية التي يحملها كوارك النكهة الموافق. بالتالي فإن كوارك الغريب الذي يحمل شحنة كهربائية Q=-\frac13، يحمل لذلك عدد كم غرابة S=-1. وبما أن الكوارك الغريب الضديد لديه شحنة معاكسةQ=+\frac13، فبالتالي فإن عدد كم نكهته هو S=+1.
إكتشاف الغرابة
استحدث عدد كم الغرابة من قبل موري جيلمان و كازوهيكو نيشيجيما لشرح حقيقة أن بعض الجسيمات، مثل الكاون وعدد من الهايبرون ، التي يتم إنشاؤها بسهولة عند تصادم الجسيمات، تظمحل ببطء أكثر بكثير مما هو متوقع بالنظر إلى كتلها الكبيرة كبر المقاطع المسعرضة لإنتاجها. كما لاحظا أن الاصطدامات تنتج دائما أزواجا من هذه الجسيمات، لذلك افترضا وجود كمية منحفظة جديدة، أطلقا عليها اسم "الغرابة"، تنحفظ أثناء إنشاء الجسيمات ولكنها لا تنحفظ أثناء إظمحلالها.
إنحفاظ الغرابة
ككل أعداد الكم المتعلقة بالنكهة، يتم حفظ الغرابة في التأثر الشديد و التأثر الكهرومغناطيسي، ولكن ليس عند التأثر الضعيف (انظر مصفوفة CKM). وبالتالي، لا يمكن لأخف الجسيمات التي تحتوي على كوارك غريب أن تضمحل عبر التأثر الشديد، ويجب بدلا من ذلك أن تضمحل عبر التأثر الضعيف الأبطأ منه بكثير.
ففي الإضمحلال الضعيف من الرتبة الأولى، وهي التفاعلات التي تنطوي على إضمحلال كوارك واحد فقط، يمكن للغرابة أن تتغير بدرجة واحدة فقط (\Delta S=\pm1,0). وبما أن التفاعلات من الرتبة الأولى هي أكثر شيوعا من تفاعلات الرتبة الثانية (التي تشمل إضمحلال كواركين إثنين كما في حالة الميزونات K⁰ و K⁰)، فإنه يمكن أن تستخدم بمثابة "قاعدة إنتقاء" تقريبية للإضمحلال الضعيف.
الكوارك هو جسيم أولي وأحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة ولكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عند حدوث تصادم شديد بين البروتون والإلكترون. وقد أطلق موري جيلمان هذا الاسم على الكوارك. منها ستة أنواع.
للكواركات جسيمات مضادة مثل بقية الجسيمات الأولية تدعى "كواركات مضادة"، حيث تتميز الكواركات والكواركات المضادة بأنها الجسيمات الوحيدة التي تتآثر مع بعضها باستخدام القوى الأربع الرئيسة الموجودة في الطبيعة. تشكل الكواركات معظم الجزء الداخلي للمادة، وهي مترابطة مع بعضها بقوى شديدة. هذه القوى التي تربط الكوارك مع بعضها البعض تدرس في فرع من الفيزياء يدعى الكروموديناميكا الكمية (بالإنجليزية: Quantum-chromodynamic QCD).
تجتمع الكواركات معا لتشكل جسيمات مركبة تسمى هادرونات، الأكثر استقرارا التي هي البروتونات والنيوترونات، وهي مكونات نواة الذرة.[1] لا يمكن أن تظهر الكواركات بشكل مفرد حر فهي دائما محتجزة ضمن هادرونات ثنائية (ميزونات) أو ثلاثية (باريونات) مثل البروتونات والنيوترونات،[2][3] وتسمى هذه الظاهرة بالحبس اللوني (بالإنجليزية: Color confinement)، لهذا السبب فمعظم المعلومات عن الكواركات تم استخلاصها من ملاحظات الهادرونات نفسها.
للكوارك ست أنواع وتسمى بالنكهات وهي: العلوي، السفلي، الساحر، الغريب، القمي، والقعري.[4] كل من الكوارك العلوي والسفلي له كتلة أقل من باقي الكواركات الأخرى. فالكواركات الأثقل تتحول إلى علوية وسفلية بسرعة خلال عملية تسمى اضمحلال الجسيم: حيث تتحول حالة الكتلة الأثقل إلى حالة كتلة أخف. لهذا فالكوارك العلوي والسفلي هما الأكثر استقرارا ووجودا في الكون، في حين أن الكواركات المسماة بالساحر والغريب والقمي والقعري يتم إنتاجها فقط من خلال اصطدامات عالية الطاقة (مثل المستخدمة في الأشعة الكونية ومعجلات الجسيمات).
لدى الكوارك خصائص أساسية مثل الشحنة الكهربائية والشحنة اللونية والدوران المغزلي والكتلة. فالكواركات هي الجسيمات الأولية الوحيدة في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التي تُظهِر جميع القوى الأساسية الأربع المسماة بالتفاعلات الأساسية وهي الكهرومغناطيسية والجاذبية والقوة النووية القوية والضعيفة، بالإضافة إلى أنها الجسيمات الوحيدة التي لا تعد شحنتها الكهربائية مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية. ولكل كوارك جسيم مضاد، وهو نظير مطابق له، لديه نفس قدر شحنة الكوارك ولكن بشحنة معاكسة.
كان ظهور نموذج الكوارك سنة 1964 بواسطة فرضية موري جيلمان وجورج سويج لشرح نماذج الهادرونات،[5] وقد كان هناك دليل ضعيف على وجودها المادي حتى سنة 1968.[6][7] تمت ملاحظة جميع نكهات الكوارك الست في تجارب المعجلات؛ وقد كان الكوارك القمي هو آخر ما تم اكتشافه من الكواركات وذلك سنة 1995 عندما تمت ملاحظته لأول مرة في معهد فيرميلاب.
بداية الكوارك
قدم العالم الفيزيائي موري جيلمان مقترح نموذج الكوارك بشكل منفصل[8] إلى جانب جورج سويج[9][10] سنة 1964.[5] جاء المقترح بعد ظهور صيغة جيلمان الرياضية عن نظام تصنيف الجسيمات المسمى طريق الثمان لفات أو بمصطلح علمي أكثر، تناظر النكهة أس يو 3.[11] وقد قدم ايفال نعمان مشروع مشابه أكثر تطورا بقليل في نفس السنة.[12][13]
عندما اكتشفت الهادرونات، كان ينظر إليها على أنها مثل البروتونات ونيوترونات البيون، أي جسيمات أولية، لكن تم اكتشاف هادرونات جديدة فأصبحت من الكثرة أشبه بحديقة حيوان الجسيمات، فبعدما كانت عدة هدرونات خلال عقديّ الثلاثينات والأربعينات من القرن العشرين، صارت عدة عشرات في الخمسينات من ذات القرن، وكانت الروابط فيما بينها غير واضحة حتى سنة 1961 عندما افترض كلا من موري جيلمان وجورج سويج بأنهما ليست جسيمات أولية، ولكن بدلا من ذلك كانت تتألف من مزيج من الكواركات وضديدها. يشترك في نموذجهما ثلاث أنواع من الكواركات -كوارك علوي وسفلي وغريب- والتي نسباها إلى خصائص مثل اللف والشحنة الكهربائية.[8][9][10] وقد تباينت ردود الفعل للمقترح عند المجتمع الفيزيائي. كان هناك نوع من الخلاف حول ما إذا كان كوارك كيان مادي أو مجرد فكرة تستخدم لشرح مفاهيم لم تفهم بشكل جيد في ذاك الوقت.[14]
وفي أقل من سنة، ظهرت اقتراحات جديدة أضيفت لنموذج جيلمان-سويج. فافترض كل من جيمس بيوركن وشيلدون جلاشو بوجود نكهة لكوارك رابع، وسمي بالساحر. أضيف الاقتراح لأنه يسمح بالحصول على وصف أفضل للتفاعل الضعيف (وهي الآلية التي تسمح بالكواركات بالإضمحلال)، فتساوي عدد كواركات مع عدد من اليبتونات، وهي تحتوي على صيغة الكتلة فتنتج وبشكل صحيح كتل للميزونات.[15]
لم يظهر دليل مباشر على وجود الكواركات حتى تم اكتشافها سنة 1968 في المختبر المسرّع الوطني (بالإنجليزية: SLAC National Accelerator Laboratory). فتجربة النثر غير المرن العميق (بالإنجليزية: Deep inelastic scattering) أشارت إلى أن بالبروتون بنية داخلية فرعية، وهذا البروتون مكون من نقاط صغيرة شبيهة بالأجسام، مما يعني بأنه ليس جسيم أولي (وهذا يشرح نموذج الكوارك).[6][7][16] وأحجم الناس عن التعرف على تلك الأجسام ككواركات، مفضلين تسمية ريتشارد فاينمان لها بالبارتون وكان ذلك في بداية الأمر.[17][18][19] أمكن لاحقا تعريف تلك الجسيمات التي لوحظت في المختبر بأنها كواركات علوية وسفلية عندما تم اكتشاف نكهات أخرى معها.[20] ومع هذا فإن البارتون ظل مستخدما كمصطلح جماعي للجسيمات الأساسية للهادرون (الكواركات وضدائدها والغلوونات).
امكن تثبيت ظهور الكواركات الغريبة بطريقة غير مباشرة في المختبر المسرّع الوطني في تجربة النثر غير المرن العميق: فهي لم تكن فقط العنصر الأساسي لنموذج الكواركات الثلاث لجيلمان وسويج، ولكنها أعطت تفسيرا للهادرونات المكتشفة في الأشعة الكونية سنة 1947 وهي كاون (K) والبيون (π).[21]
في سنة 1970 قدم كلا من جون ايليوبولوس وشيلدون جلاشو وماياني ورقة عرضت الكثير من الاستنتاجات في وجود كوارك لم يكتشف بعد ويسمى بالكوارك الساحر.[22][23] ثم ارتفع عدد الكواركات الافتراضية إلى ستة في سنة 1973، عندما لاحظ كلا من ماكوتو كوباياشي وتوشيهيده ماساكاوا في رصد لتجربة خرق تناظرالشحنة السوية[nb 1][24] بأنه يمكن تفسيرها إذا كان هناك زوجا إضافيا من الكواركات. وقد سمي هذا الزوج بكوارك قمي وقعري
تم إنتاج الكواركات الساحرة في نفس الوقت بشهر نوفمبر سنة 1974 — إحداهما عن طريق المختبر سالف الذكر على يد بورتون ريختر، والآخر في مختبر "BNL" على يد صموئيل تينج. للكواركات الساحرة المكتشفة حدود مع ضديد الكواركات الساحرة في داخل الميزون. فكلا الطرفين كان له ميزونات محددة برموز مختلفة، J وψ; وبذا فالميزون المشكل أصبحت تسميته بميزون J/ψ. وعندها فقط أقتنع مجتمع الفيزيائيين بصحة نظرية نموذج الكوارك.[19]
تمت ملاحظة الكوارك القعري في سنة 1977 بمختبر فيرميلاب عن طريق فريق بقيادة ليون ليدرمان.[25] وكانت تلك علامة قوية على وجود كوارك القمة: فعدم وجود كوارك القمة يعني بأن الكوارك القعري لن يكون له شريك. لكن لم يتم اكتشاف الكوارك القمي إلا سنة 1995 بواسطة فريق من مختبر فيرميلاب أيضا[5] حيث تبين أن له كتلة كبيرة جدا لم تكن متوقعة من قبل[26]— وهو تقريبا بحجم ذرة الذهب.
اصل كلمة كوارك
سمّى جيل مان الكوارك بهذا الاسم بعيد سماعه لصوت البط.[28] وقد استغرق بعض الوقت لصياغة التهجئة الصحيحة للمصطلح الجديد، حتى وجد كلمة كوارك "Quark" في كتاب جيمز جويس المسمى "استيقاظ فينغانز" (1939):
«Three quarks for Muster Mark
Sure he has not got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.
»، جيمز جويس، استيقاظ فينغانز[29]
وقد أسهب جيلمان بتفاصيل أكثر عن مصطلح الكوارك في كتابه، "الكوارك واليغور" (بالإنجليزية: The Quark and the Jaguar).[30] أما سويج فقد فضل كلمة "ace-الآس" كمصطلح للجسيم الذي افترضه، لكن مصطلح جيلمان أخذ حظه من الشهرة بمجرد ماتم القبول بنموذج الكوارك.[31]
تتعدد أسباب تسمية نكهات الكواركات بمسمياتها الحالية، فمصطلح كوارك علوي وسفلي كان بسبب عناصر حمل اللف النظائري العلوية والسفلية،[32] والكوارك الغريب فقد أعطي اسمه بسبب أنه قد تم اكتشافه ليكون من عناصر الجسيمات الغريبة المكتشفة في الأشعة الكونية قبل ظهور نموذج الكوارك بسنوات؛ فقد اعتبرت تلك الجسيمات «غريبة» لأن عمرها غير عادي وطويل جدا.[33] أما كوارك الساحر فقد جائت تسميته بعدما اقتبس العالم جلاشو -وهو الذي افترض هذا الكوارك بالتعاون مع بيوركن- قائلا: "سوف نعطي منظومتنا لقب 'كوارك ساحر' لأننا مفتونين ومعجبين من التناظر الذي جيئ به من عالم دون الذرة".[34]." أما القمي والقعري فقد تم اختيار أسمائهم لأنهم "منطقيا شركاء للكواركات العلوية والسفلية"[33] وقد كانت مسمياتهم بالسابق هي "الحقيقة" (بالإنجليزية: Truth) و"الجمال"' (بالإنجليزية: Beauty) على التوالي، ولكن تم إلغائها من معجم المصطلحات الفيزيائية المستخدمة عند اختيار المسميات الجديدة.
تصنيف الكوارك
يعتبر النموذج القياسي الإطار النظري الذي يعطي وصفا لجميع الجسيمات الأولية المعروفة حاليا، فضلا عن بوزونات هيغز.[nb 2] المخفية[36] فهذا النموذج يحتوي على ست نكهات من الكواركات ورمزها: (q)، وهي الكوارك العلوي (u)، والسفلي (d)، والساحر (c)، والغريب (s)، والقمي (t)، وأخيرا القعري[4] (b). تسمى الأجسام المضادة للكواركات بضديد الكوارك ويرمز لها بخط فوق رمز الكوارك المطابق، مثل u لضديد الكوارك العلوي. وكما هو حال المادة المضادة بشكلها العام، فإن ضديد الكوارك له نفس الكتلة، ومتوسط العمر واللف الذي يوجد بالكوارك، ولكنه معاكس بالشحنة الكهربائية والشحنات الأخرى.[37]
الكوارك هو جسيم ذو دوران مغزلي -1⁄2، مما يعني ضمنا أنه فرميون حسب مبرهنة إحصاء اللف. وتلك تكون خاضعة لمبدأ استبعاد باولي، والتي تقول بأنه لايمكن لأكثر من فرميون أن يحتل حيزا في نفس الحالة الكمومية. وهو على النقيض من بوزونات (وهي جسيمات لها عدد صحيح باللف)، التي يمكن أن يكون أي كمية منها في نفس الحالة.[38] وخلافا للبتونات، فالكواركات تستحوذ على الشحنة اللونية، التي تجعلها تنخرط في التفاعل القوي. فبسبب التجاذب بين الكواركات المختلفة، تتشكل جسيمات مركبة تسمى بالهادرونات.
يحدد الكوارك الأرقام الكمية للهادرونات وتسمى بتلك الحالة كوارك مكافئ؛ وبصرف النظر عن هذا، فإن الهادرون قد يحتوي على عدد غير محدد من الكواركات الافتراضية (أو بحر) وضديدها الغلوونات التي لاتؤثر على أرقامها الكمية.[39] وهناك عائلتين من الهادرونات؛ الباريونات وبها ثلاث كواركات مكافئة، والميزونات وبها كوارك مكافئ مع ضديد الكوارك.[40] وأشهر الباريونات قاطبة البروتون والنيوترون، وهما أعمدة الأساس لنواة الذرة.[41] معظم الهادرونات معروفة، وأغلبها متباينة بما تحتوي من الكوارك والخصائص التي تضفيها كواركاتها الأساسية. أما وجود هادرونات شاذة مع مزيد من كواركات مكافئة، مثل التترا كواركات (qqqq) والبنتا كواركات (qqqqq) فقد تم تخمينه،[42] ولم يتم اثبات وجوده حتى اليوم.[nb 3][42][43]
تنقسم الفرميونات الأولية إلى ثلاث أجيال فيزيائية، يحتوي كل جيل منها على اثنين من اللبتونات واثنين من الكواركات. والجيل الأول يحتوي على كواركات علوية وسفلية، والثاني يضم الكوارك الساحر والغريب، أما الجيل الثالث فيحتوي على الكوارك القمي والقعري. وقد فشلت جميع المحاولات والأبحاث لإيجاد جيل رابع من الكواركات أو فرميونات أولية،[44] وقد كانت هناك علامات غير مباشرة ولكن قوية للإيحاء بعدم وجود أكثر من ثلاث أجيال.[nb 4][45] تكون الأجيال الأعلى من الكواركات أكير كتلة وأقل ثباتا، مسببة بتحلل الكوارك إلى جسيمات الجيل الأدنى عن طريق تفاعلات ضعيفة. أما الذي يحدث بشكل عام في الطبيعة هو الجيل الأول (العلوي والسفلي). فالكواركات الثقيلة لا تنشأ إلا في تصادمات عالية الطاقة (مثل تلك المرتبطة بالأشعة الكونية)، ثم تضمحل بسرعة؛ مع ذلك فهناك اعتقاد سائد بأنها كانت موجودة بالجزء الأول من الثانية الأولى بعد حدوث الانفجار العظيم، عندما كان الكون في حالة حرارة وكثافة قصوى (ويسمى بعصر الكوارك). لذا فدراسة الكواركات الثقيلة تجري دائما في ظروف صناعية، مثل معجلات الجسيمات[46]
بما أن للكواركات شحنة كهربائية وشحنة لونية وكتلة ونكهة، لذا فهي الجسيمات الأولية الوحيدة المعروفة التي تتشارك في القوى الأساسية الأربع في الفيزياء المعاصرة: الكهرومغناطيسية، الثقالة أو الجاذبية، القوة النووية القوية، ثم القوة النووية الضعيفة.[41] وعلى الرغم من ذلك، فالجاذبية عادة لا علاقة لها مع المستويات دون الذرية، وليس لها وصف بالنموذج القياسي.
خصائص الكوارك
الشحنة الكهربائية
Crystal Clear app kdict.png طالع أيضًا: شحنة كهربائية
قيم الشحنة الكهربائية الكسرية للكوارك تكون إما −1⁄3 أو +2⁄3 من قيمة الشحنة الأولية حسب النكهة. فالكواركات العلوية والساحرة وكواركات القمة (تعتبر كمجموعة كواركات العلوية) لها شحنة +2⁄3، بينما الكواركات السفلية والغريبة والقعريّة (كواركات المجموعة السفلية) لها −1⁄3. ضديد الكوارك لها الشحنة المعاكسة للكوارك المطابق لها؛ بمعنى شحنة ضديد كواركات المجموعة العلوية هي −2⁄3، وشحنة ضديد كواركات المجموعة السفلية تكون +1⁄3. بما أن الشحنة الكهربائية للهادرون هي مجموع شحنات الكواركات الأساسية، فعليه تكون شحنة الهادرونات عددا صحيحا: فشحنة تمازج ثلاث كواركات (باريون)، وثلاث ضديد كواركات (ضديد باريون)، أو كوارك وضديد كوارك (ميزون) تكون نتيجتها دائما عدد صحيح.[47] فعلى سبيل المثال، الهادرون عنصر أساسي في نواة الذرة، شحنة النيوترونات والبروتونات تكون 0 و+1 بالترتيب؛ يتكون النيوترون من كواركين سفليين وكوارك علوي واحد، والبروتون يحتوي كواركين علويين وكوارك سفلي واحد.
لف مغزلي
Crystal Clear app kdict.png طالع أيضًا: لف مغزلي (فيزياء)
اللف المغزلي هي خاصية جوهرية للجسيمات الأولية، واتجاهها هو درجة الحرية المهمة. وتُصور أحيانا كدوران الجسم حول محوره، وهذا المفهوم مضلل نوعا ما في جداول تحت الذرية لأنه يعتقد بأن الجسيم الأولي هو جسيم نقطي نوعا ما.[48]
يمثل اللف المغزلي بواسطة متجه ويقاس طوله بوحدة خفض ثابت بلانك ħ (تنطق خط هاء "h bar"). في الكوراكات قياس متجه عنصر اللف المغزلي حول أي محور لا يسفر إلا على القيم التالية +ħ/2 or −ħ/2; لهذا السبب فالكواركات تصنف كجسيمات لف مغزلي-1⁄2.[49] يرمز لعنصر اللف المغزلي حول محور معين -ويعرف بالمحور السيني- برمز سهم علوي ↑ للقيمة +1⁄2 وسهم سفلي ↓ للقيمة −1⁄2، ويوضع بعد شارة النكهة. فعلى سبيل المثال، يرمز لكوارك علوي بلف +1⁄2 حول المحور السيني بالرمز u↑.
الكوارك قوة نووية ضعيفة
لا تتحول نكهة كوارك إلى نكهة آخرى إلا عن طريق القوة النووية الضعيفة، أحد القوى الأساسية في فيزياء الجسيمات، وذلك بواسطة امتصاص أو انبعاث بوزون و، حيث يصبح بالإمكان لكوارك من المجموعة العلوية (علوي، ساحر، قمي) الانتقال إلى كوارك المجموعة السفلية (سفلي، غريب، قعري) والعكس صحيح. فميكانيكية تحويل تلك النكهة تسبب عملية نشاط إشعاعي لتحلل البيتا، حيث ينشطر النيوترون (n) إلى بروتون (p) وإلكترون (e⁻) وإلكترون ضديد نيوترينو (νe). وتحدث تلك عندما يتحلل أحد الكواركات السفلية في النيوترون (udd) إلى كوارك علوي بواسطة بعث بوزون W⁻ الافتراضي ومحولا النيوترون إلى بروتون (uud). فيتحلل بعدها بوزون W⁻ إلى إلكترون وإلكترون ضديد نيوترينو.[51]
n ← p + e⁻ + νe (تحلل البيتا، رموز مجموعة الهادرون)
udd ← uud + e⁻ + νe (تحلل البيتا، رموز مجموعة الكوارك)
تستخدم كلا من عملية تحلل البيتا وعكسهاــ وهي عملية انعكاس تحلل بيتا ــ في المجالات الطبية مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتجارب عالية الطاقة مثل كشف النيوترينو.
الكرات الثلاث العلوية "u" ،"c"، و"t" ترمز إلى "مجموعة الكواركات العلوية" بينما توجد ثلاث كرات بالأسفل "d" ،"s" ،"b" وترمز إلى "مجموعة الكواركات السفلية". ويلاحظ أن الكرات "u" ،"c"، و"t" تحاذي عموديا مع الكرات"d" "s"، و"b" بالتسلسل. الخطوط الملونة تربط الكواركات العلوية بالسفلية، وتشير عتامة اللون إلى قوة القوة النووية الضعيفة مابين الإثنين؛ الخطوط مابين "d" إلى "u" ،"c" إلى "s"، و"t" إلى "b" هي معتمة؛ الخطوط مابين "c" إلى "d" و"s" إلى "u" هي رمادية؛ والخطوط مابين "b" إلى "u" ،"b" إلى "c" ،"t" إلى "d"، و"t" إلى "s" هي بالأغلب بيضاء.
قوة القوة النووية الضعيفة مابين الكواركات الست. تتحدد كثافة الخطوط بواسطة عناصر "مصفوفة CKM".
بما أن عملية انتقال النكهة هي نفسها لكل الكواركات، فكل كوارك له الأفضلية بالانتقال إلى كوارك آخر من نفس جيله. فالميول النسبية لجميع تحويلات النكهات مذكورة في جدول رياضي، يسمى مصفوفة كابيبو-كوباياشي-ماسكاوا (بالإنجليزية: Cabibbo–Kobayashi–Maskawa matrix) (CKM matrix). فالمقادير التقريبية لإدخالات "مصفوفة سي كي ام" هي كالتالي:[52]
|V_ud| ≅ 0.974; |V_us| ≅ 0.226; |V_ub| ≅ 0.004; |V_cd| ≅ 0.226; |V_cs| ≅ 0.973; |V_cb| ≅ 0.041; |V_td| ≅ 0.009; |V_ts| ≅ 0.041; |V_tb| ≅ 0.999.
حيث V'ij تظهر ميل كوارك النكهة i للتحول إلى كوارك النكهة j (والعكس صحيح).[nb 5]
يوجد مايعادل مصفوفة القوة النووية الضعيفة للبتونات (يمين بوزون و في الرسم البياني لتحلل البيتا)، وتسمى مصفوفة PMNS (بالإنجليزية: PMNS matrix ,Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata matrix).[53] فكلا المصفوفتين (سي كي أم) و(بي أم أن أس) تشرحان جميع تحولات النكهات، ولكن لم تتضح الوصلات فيما بينهما حتى الآن.
لتآثر القوي والشحنة اللونية
A يلغي كلا من السهم الأخضر والأرجواني (ضديد الأخضر) بعضهما البعض إلى اللون الأبيض ويمثلان الميزون؛ ويلغي كلا من الأسهم الأحمر والأخضر والأزرق بعضهم البعض إلى الأبيض، ويمثلون الباريون؛ وكذلك يلغي كلا من الأصفر (ضديد الأزرق)، والأرجواني والسماوي (ضديد الأحمر) بعضهم البعض إلى الأبيض، ويمثل ذلك ضديد الباريون.
إجمالي الشحنة اللونية لكل الهادرونات يساوي صفر.
يمتلك الكوارك خاصية تسمى الشحنة اللونية. وتتكون تلك الشحنة من ثلاث أنواع، سميت عشوائيا بالأزرق والأخضر والأحمر.[nb 6] لكل نوع من تلك الأنواع مكمل من ضديد اللون - ضديد الأزرق، ضديد الأخضر، وضديد الأحمر. فإذا كان الكوارك يحمل لونا ما، فإن ضديد الكوارك يحمل ضديد اللون.
يعبأ نظام التجاذب والتنافر فيما بين الكواركات بتركيبات مختلفة من الألوان الثلاثة ويسمى التفاعل القوي، وهو يتوسط قوة تحمل الجسيمات وتسمى بالغلوونات. فالنظرية التي تشرح التفاعلات القوية هي ديناميكا لونية كمومية (بالإنجليزية: QCD) اختصارا. يشحن الكوارك بقيمة لونية واحدة يمكن أن تشكل نظام حاجز مع الكوارك المضاد له الحامل لضديد اللون المطابق؛ ثلاث من مضاد الكواركات كل منها له ضديد اللون، سيكون لها نظام حاجز مماثل. فعند جذب كواركين يكون الحاصل هو لون محايد: فمثلا كوارك له شحنة لون ξ مع ضديد كوارك له شحنة لون -ξ فالناتج هو شحنة لونية 0 (أو اللون الأبيض) فيتشكل الميزون بالتالي. فالمماثل لنموذج اللون الجمعي في علم البصريات، هو الجمع لكواركات ثلاث أو ضديد الكواركات كل منهم له شحنة لون مختلفة، ليكون الحاصل هو نفس شحنة اللون الأبيض مع تشكيل للباريون أو ضديد الباريون.[56]
في فيزياء الجسيمات الحديثة، فإن التناظر القياسي -هو أحد أنواع مجموعة التناظر- يصل ما بين تفاعلات الجسيمات. شحنة اللون (3)SU وهو تناظر قياسي يربط ما بين شحنة اللون في الكوارك والتناظر الظاهر في ديناميكا لونية كمومية.[57] كما أن قوانين الطبيعة تكون مستقلة عن الاتجاهات التي يتم تحديدها في فضاء س، ص، ع، ولا تتغير إذا استدارت محاور التنسيق إلى وجهة أخرى، ففيزياء ديناميكا لونية كمومية مستقلة عن اتجاه فضاء اللون ثلاثي الأبعاد والمعرف بالأحمر والأزرق والأخضر. يتطابق تحول اللون c(3)SU مع دوران في فضاء اللون (والتي تسمى رياضياتيا بالفضاء المركب (بالإنجليزية: complex space). لكل نكهة كوارك f مطابق فرعي لألوان الكوارك fB، fG، fR،[58] تشكيل ثلاثي: ثلاثة عناصر مجال كمي والتي تتحول تحت تمثيل c(3)SU الأساسي.[59] فالشرط ليكون c(3)SU موضعي— أي؛ أن تسمح تحولاتها بالتغير حسب المساحة والزمن— يحدد خصائص التفاعل القوي، لا سيما في وجود ألوان غلوون الثمانية بصفتها حوامل القوة.
صيغة جيلمان-نيشيجيما
تربط صيغة جيلمان-نيشيجيما (تعرف أحيانا باسم صيغة NNG ) العدد الباريوني B والغرابة S واللف النظائري I_3 للهادرونات بالشحنة الكهربائية Q. قدمت هذه الصيغة في البداية من قبل كازوهيكو نيشيجيما و تاداو ناكانو في عام 1953، [1] مما أدى إلى اقتراح الغرابة كمفهوم، سماه نيشيجيما "الشحنة إيتا " على إسم الميزون ايتا . [2] وفي عام 1956 اقترح موري جيلمان نفس الصيغة بصفة مستقلة . [3] تشمل النسخة الحديثة من صيغة جيلمان-نيشيجيما جميع أعداد كم النكهة: اللف النظائري للكوارك العلوي (u) والكوارك السفلي (d) والغرابة للكوارك الغريب (s) وعدد كم السحر للكوارك الساحر (c) والقعرية للكوارك القعري (b) وأخيرا القمية للكوارك القمي (t) مع العدد الباريوني والشحنة الكهربائية.
الصيغة الرياضية
النموذج الأصلي للصيغة جيلمان-نيشيجيما يتضمن فقط الكوارك العلوي (u)، و الكوارك السفلي (d) والغريب (s) بالتالى كانت الصيغة الأصلية:
Q = I_3 + \frac{1}{2} (B+S).\
حيث استندت هذه المعادلة في البداية على النتائج التجريبية. ولكن تفهم الآن على أنها نتيجة لنموذج الكوارك . حيث ترتبط الشحنة الكهربائية Q لجسيم باللف نظائري I_3 وفرط الشحنة Y عبر العلاقة:
Q = I_3 + \frac{1}{2} Y.\
ولكن منذ اكتشاف الكوارك الساحر (c)، والكوارك القعري (b)، وأخيرا الكوارك القمي (t) فقد تم تعميم هذه الصيغة لتأخذ الشكل:
Q = I_3 + \frac{1}{2} (B+S+C+B^\prime+T)
حيث تصبح بتفكيكها من حيث المحتوى من الكواركات كالآتي:
Q = \frac{2}{3}\left[\left(n_\text{u} - n_\bar{\text{u}}\right) + \left(n_\text{c} - n_\bar{\text{c}}\right) + \left(n_\text{t} - n_\bar{\text{t}}\right)\right] - \frac{1}{3}\left[\left(n_\text{d} - n_\bar{\text{d}}\right) + \left(n_\text{s} - n_\bar{\text{s}}\right) + \left(n_\text{b} - n_\bar{\text{b}}\right)\right]
B = \frac{1}{3}\left[\left(n_\text{u} - n_\bar{\text{u}}\right) + \left(n_\text{c} - n_\bar{\text{c}}\right) + \left(n_\text{t} - n_\bar{\text{t}}\right) + \left(n_\text{d} - n_\bar{\text{d}}\right) + \left(n_\text{s} - n_\bar{\text{s}}\right) + \left(n_\text{b} - n_\bar{\text{b}}\right)\right]
I_3=\frac{1}{2}[(n_\text{u}-n_\bar{\text{u}})-(n_\text{d}-n_\bar{\text{d}})]
S=-\left(n_\text{s}-n_\bar{\text{s}}\right);
C=+\left(n_\text{c}-n_\bar{\text{c}}\right);
B^\prime=-\left(n_\text{b}-n_\bar{\text{b}}\right);
T=+\left(n_\text{t}-n_\bar{\text{t}}\right)
معتمدين على الاتفاقية بأن تحمل أعداد كم النكهة (الغرابة، السحر، القعرية والقمية) نفس إشارة الشحنة الكهربائية للكواركات. لذلك، وبما أنّ الكواركات الغريب والسفلي لها شحنة كهربائية سالبة، فإن أعداد كم النكهة تساوي إلى -1. وبما أنّ الكواركات الساحر والقمي لها شحنة
قعرية (عدد كم
القعرية (بالإنجليزية: Bottomness) هي خاصية للجسيمات توصف بعدد عدد كم نكهة (رمزه B' لتفادي الإلتباس مع العدد الباريوني B) معرف بالفارق بين عدد كواركات القعري (b) وضديد كواركات القعري (b) الموجودة في الجسيمات:
B' = -(n_{\mathrm{b}} - n_{\bar{\mathrm{b}}})
حيث يمثل n_{\mathrm{b}} عدد كواركات القعري (b) ويمثل n_{\bar{\mathrm{b}}} عدد ضديد كواركات القعري (b). إتُفِق على أن تكون علامة أعداد كم النكهة نفس علامة الشحنة الكهربائية التي يحملها كوارك النكهة الموافق. بالتالي فإن كوارك القعري الذي يحمل شحنة كهربائية Q=-\frac13، يحمل لذلك عدد كم قعرية B'=-1. وبما أن الكوارك القعري الضديد لديه شحنة معاكسةQ=+\frac13، فبالتالي فإن عدد كم نكهته هو B'=+1.
نادرا ما يستخدم الفيزيائيون هذا المصطلح. حيث يشير أغلبهم بكل بساطة إلى "عدد كواركات القعري" و "عدد ضديد كواركات القعري".
إنحفاظ القعرية
ككل أعداد الكم المتعلقة بالنكهة، يتم حفظ القعرية في التأثر الشديد و التأثر الكهرومغناطيسي، ولكن ليس عند التأثر الضعيف (انظر مصفوفة CKM). وبالتالي، لا يمكن لأخف الجسيمات التي تحتوي على كوارك قعري أن تضمحل عبر التأثر الشديد، ويجب بدلا من ذلك أن تضمحل عبر التأثر الضعيف الأبطأ منه بكثير.
ففي الإضمحلال الضعيف من الرتبة الأولى، وهي التفاعلات التي تنطوي على إضمحلال كوارك واحد فقط، يمكن للقعرية أن تتغير بدرجة واحدة فقط (\Delta B'=\pm1,0). وبما أن التفاعلات من الرتبة الأولى هي أكثر شيوعا من تفاعلات الرتبة الثانية (التي تشمل إضمحلال كواركين إثنين)، فإنه يمكن أن تستخدم بمثابة "قاعدة إنتقاء" تقريبية للإضمحلال الضعيف.
فرط الشحنة
في فيزياء الجسيمات، يرتبط فرط الشحنة (بالإنجليزية: hypercharge) Y لجسيم ما بالتآثر الشديد، و هو يختلف عن فرط الشحنة الضعيفة التي لها دور مماثل في التآثر الكهروضعيف. يجمع مفهوم فرط الشحنة اللف النظائري و النكهة ويوحدهما في شحنة واحدة.
تعريف
فرط الشحنة هو عدد عدد كم يرتبط بنموذج SU(3) للتآثر الشديد مثلما يرتبط اللف النظائري بنموذج SU(2). حيث يتم تعريف فرط الشحنة كحاصل جمع أعداد كم الغرابة S والسحر C والقعرية B' والقمية T والعدد الباريوني B :
Y = S+C+B^\prime+T+B
ويؤدي إنحفاظ فرط الشحنة إلى إنحفاظ أعداد كم النكهة. حيث ينحفظ التأثر الشديد والتأثر الكهرومغناطيسي ولكن لا ينحفظ عند التأثر الضعيف .
وتربط صيغة جيلمان-نيشيجيما فرط الشحنة باللف النظائري والشحنة الكهربائية
Q = I_3 + \frac{1}{2}Y,
حيث I_3 هو العنصر الثالث من اللف النظائري و Q هي شحنة الجسيم.
غرابة (عدد كم)
الغرابة (بالإنجليزية: Strangeness) هي خاصية للجسيمات توصف بعدد عدد كم نكهة (رمزه S) معرف بالفارق بين عدد كواركات الغريب (s) وضديد كواركات الغريب (s) الموجودة في الجسيمات:
S = -(n_{\mathrm{s}} - n_{\bar{\mathrm{s}}})
حيث يمثل n_{\mathrm{s}} عدد كواركات الغريب (s) ويمثل n_{\bar{\mathrm{s}}} عدد ضديد كواركات الغريب (s). إتُفِق على أن تكون علامة أعداد كم النكهة نفس علامة الشحنة الكهربائية التي يحملها كوارك النكهة الموافق. بالتالي فإن كوارك الغريب الذي يحمل شحنة كهربائية Q=-\frac13، يحمل لذلك عدد كم غرابة S=-1. وبما أن الكوارك الغريب الضديد لديه شحنة معاكسةQ=+\frac13، فبالتالي فإن عدد كم نكهته هو S=+1.
إكتشاف الغرابة
استحدث عدد كم الغرابة من قبل موري جيلمان و كازوهيكو نيشيجيما لشرح حقيقة أن بعض الجسيمات، مثل الكاون وعدد من الهايبرون ، التي يتم إنشاؤها بسهولة عند تصادم الجسيمات، تظمحل ببطء أكثر بكثير مما هو متوقع بالنظر إلى كتلها الكبيرة كبر المقاطع المسعرضة لإنتاجها. كما لاحظا أن الاصطدامات تنتج دائما أزواجا من هذه الجسيمات، لذلك افترضا وجود كمية منحفظة جديدة، أطلقا عليها اسم "الغرابة"، تنحفظ أثناء إنشاء الجسيمات ولكنها لا تنحفظ أثناء إظمحلالها.
إنحفاظ الغرابة
ككل أعداد الكم المتعلقة بالنكهة، يتم حفظ الغرابة في التأثر الشديد و التأثر الكهرومغناطيسي، ولكن ليس عند التأثر الضعيف (انظر مصفوفة CKM). وبالتالي، لا يمكن لأخف الجسيمات التي تحتوي على كوارك غريب أن تضمحل عبر التأثر الشديد، ويجب بدلا من ذلك أن تضمحل عبر التأثر الضعيف الأبطأ منه بكثير.
ففي الإضمحلال الضعيف من الرتبة الأولى، وهي التفاعلات التي تنطوي على إضمحلال كوارك واحد فقط، يمكن للغرابة أن تتغير بدرجة واحدة فقط (\Delta S=\pm1,0). وبما أن التفاعلات من الرتبة الأولى هي أكثر شيوعا من تفاعلات الرتبة الثانية (التي تشمل إضمحلال كواركين إثنين كما في حالة الميزونات K⁰ و K⁰)، فإنه يمكن أن تستخدم بمثابة "قاعدة إنتقاء" تقريبية للإضمحلال الضعيف.
طارق فتحي- المدير العام
- عدد المساهمات : 2456
تاريخ التسجيل : 19/12/2010 -
مواضيع مماثلة» * الكواركات - خصائها - انواعها
» الأسس التي قامت عليها منظمة روتشيلد المالية منذ البداية
» * النكهة في فيزياء الجسيمات - الكواركات - مصادم أيونات ثقيلة - تكاثف فرميوني
» *علم الفلك:التاريخ -البداية والنهاية -المادة المضائة - تكون القمر- توسع الكون
» الأسس التي قامت عليها منظمة روتشيلد المالية منذ البداية
» * النكهة في فيزياء الجسيمات - الكواركات - مصادم أيونات ثقيلة - تكاثف فرميوني
» *علم الفلك:التاريخ -البداية والنهاية -المادة المضائة - تكون القمر- توسع الكون
صفحة 1 من اصل 1
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى