تعقب واكتشاف الكوارك القمي - العلم نور

عاجل

{ وَقُلْ رَبِّ زِدْنِي عِلْمًا }

الأحد، 17 فبراير 2019

تعقب واكتشاف الكوارك القمي


تعقب واكتشاف الكوارك القمي

كما تعرفنا سابقاً فإن هذا الكون الواسع بمجراته الضخمة ونجومه الهائلة مكون من ذرات دقيقة غير مرئية بالعين المجردة وتتكون من نواة موجبة الشحنة تدور حولها الإلكترونات السالبة الشحنة. فالنواة تتكون من بروتونات ونيترونات وكلاهما ليس تركيبا أوليا إنما يحتويان على الكواركات كمركب أولي لهما فكلاهما يحتوي على ثلاثة كواركات.



اكتشاف الكواركات لأول مرة:

في بداية الثلاثينيات من القرن الماضي، اعتقد الفيزيائيون أن لديهم صورة شاملة عن مكونات المادة حيث كان الاعتقاد أن مكوناتها هي: الإلكترونات، البروتونات، والنيوترونات ثم النيترينوات، والجسيمات المضادة لها. ثم في عام 1936م، تم اكتشاف الميون، وهو عنصر أثقل من الإلكترون.

تم افتراض وجود الكواركات سنة 1964م، من قبل العالمان موري جيلمان و جورج زوايغ ليستطيعا شرح نموذج الهادرونات ثم اكتشافها عملياً عندما قاما بتجربة فيزيائية، حيث قاما بقذف البروتون بالنيترون مما خلف عن ذلك ثلاث فجوات فيهما وهذا يذكرنا باكتشاف النواة في الذرة عن طريق تجربة شريحة الذهب لرذرفورد. وهذا ما يصنعه مصادم الهادرون الكبير في مختبر سيرن يقوم بصدم الجسيمات و نرى أن تسمية الكوارك تعود إلى كلمة جاءت في رواية الكاتب الإيرلندي جيمس جويس. واعتمداها العالمان في سنة 1968م. وحصل جيل مان على جائزة نوبل عام 1969م  لعمله في تصنيف الجسيمات الأولية.


هناك ستة أنواع من الكواركات وهي:

@ الكوارك العلويUP QUARK و الكوارك السفلي DAWON QUARK.
@ الكوارك القمةTOP QUARK  و الكوارك الحضيض أو القاعي  bottom quark.
@ الكوارك الغريب strange quark و الكوارك الجذابCharm quark.

ويمكن أن نراها على شكل تجمعات إما ثلاثة كواركات و تسمى الباريونات، أو كوارك وضديد الكوارك معا و تسمى  الميزونات. أما تجمع من أربع كواركات وضديد الكوارك يسمى البنتا كوارك. ولا يمكننا أبدا الحصول على كوارك وحيد من غير تجمع فبمجرد أن يتم فصله بقوة كبيرة تكون كافية لإنشاء كواركات جديدة ترتبط مع الأصلية. 

القوة النووية القوية هي من تربط الكواركات بواسطة وسائط تسمى الغلونات. تضمحل الكواركات بعد انتهاء عمرها إلى كوارك علوي وسفلي وهذا ما يدعى اضمحلال الجسيم حيث أن العلوي والسفلي أكثرهم استقراراً ولذلك وجودهما كبير في هذا الكون. أما باقي الكواركات تٌنتج على سطح الأرض بواسطة الاصطدامات في المختبرات أو في الأشعة الكونية و النجوم خارج الأرض. لم يتمكن العلماء من قياس حجم الكواركات وكتلتها فهي أصغر ما تم التوصل إليه في هذا الكون وبعضهم وضع احتمال أنها بلا حجم. 

تمتلك الكواركات خاصية شحنة لونية بثلاثة ألوان: أزرق, أخضر, أحمر. أما الكواركات المضادة فلها شحنة لونية عكسية (كضديد الأزرق ،....) وتدعى خاصية الألوان الديناميكا اللونية الكمومية (quantum chromodynamics) وعند وجودهم معا يكون الناتج هو لون أبيض. كما لها جسم مضاد يكون بنفس الخصائص مع اختلاف الشحنات لكل كوارك ضديده الخاص. وخاصية الشحنة الكهربية فالكواركات لديها القدرة على إظهار جميع القوى الطبيعية المعروفة وهي:
v القوة الكهرومغناطيسية
v القوى النووية القوية
v القوة النووية الضعيفة
v قوة الجاذبية


الكوارك القمي تعقبه واكتشافه:

عندما قام العلماء باكتشاف الكوارك القاعي في المختبر بإشراف العالم ليو ليدرمان في سنة 1977م، استنتجوا وجود الكوارك القمي منه لأن لكل كوارك شريك فوجود القاعي دليل وجود القمي. تم الوصول إلى دليل مقنع لملاحظة الكوارك القمي من قبل منشأة تيفاترون في فيرميلاب في مختبر فيرمي في أبريل من سنة 1995م. وهو ذو عمر قصير و كتلته كبيرة ربما هذا السبب في تأخر اكتشافه.


وختاما نتمنى أن يكون الموضوع نال إعجابكم ونهلتم منه الفائدة المرجوة... بالتوفيق للجميع ...^_^ 

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق