كوارك

Quark
Three colored balls (symbolizing quarks) connected pairwise by springs (symbolizing gluons), all inside a gray circle (symbolizing a proton). The colors of the balls are red, green, and blue, to parallel each quark's color charge. The red and blue balls are labeled "u" (for "up" quark) and the green one is labeled "d" (for "down" quark).
پروتون، مكون من اثنين up quark وواحد down quark. (The color assignment of individual quarks is not important, only that all three colors are present.)
تركيب جسيم أولي
الجيل 1st, 2nd, 3rd
التفاعل Electromagnetism, Gravitation, Strong, Weak
جسيم مضاد Antiquark (q)
التنظير Murray Gell-Mann (1964)
George Zweig (1964)
اُكتـُشـِف SLAC (~1968)
الرمز q
عدد الأنواع 6 (up, down, strange, charm, bottom, and top)
الكتلة الكهربائية +23 e, −13 e
شحنة اللون Yes
سپين 12

الكوارك Quark هو أحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة و لكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عن حدوث تصادم شديد بين البروتون والالكترون.

للكواركات جسيمات مضادة مثل بقية الجسيمات الأولية تدعى ( كواركات مضادة ) ، حيث تتميز الكواركات و الكواركات المضادة بأنها الجسيمات الوحيدة التي تتآثر مع بعضها باستخدام القوى الأربع الرئيسة الموجودة في الطبيعة .

تشكل الكواركات معظم الجزء الدخلي للمادة, وهي مترابطة مع بعضها بقوى شديدة. هذه القوى التي تربط الكوارك مع بعضها البعض تدرس في فرع من الفيزياء يدعى الكروموديناميكا الكمية ( quantum-chromodynamic QCD ).

في الحقيقة لا يمكن أن تظهر الكواركات تجريبيا بشكل مفرد حر فهي دائما محتجزة ضمن هادرونات أو جسيمات دون ذرية أخرى مثل البروتونات و النترونات و الميزونات ، و هذه الخاصية المهمة هي ما ندهوه بالإحتجاز Confinement ، يمكن تفسير هذه الظاهرة عن طريق النظرية الحديثة للتآثرات القوية التي تدعى: الكروموديناميكا الكمية ( quantum-chromodynamic QCD ).

وقد اقترح العالمان الأمريكيان [[مري گل-مان وجورج زوايگ نظرية الكوارك للمرّة الأولى في سنة 1964م. وقد أعربا عن اعتقادهما بأن الهدرونات (النيوترونات والبروتونات والأنواع المختلفة الأخرى من الجسيمات تحت الذرية)، التي كان العلماء قد اعتقدوا أنها أدق جسيمات المادة إنما تتألف من جسيمات أبسط. وقد ظهر الدليل المباشر على الكواركات في سنة 1971م، عندما أشارت الدراسات التي استخدمت فيها المعجلات إلى وجود جسيمات في البروتونات والنيوترونات أصغر 50 مرة على الأقل من البروتونات، ومن المعروف الآن أنّ الكواركات أصغر 1,000 مرة على الأقل من البروتونات.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

مري گل-مان عام 2007. وقد اقترح كل من جل-مان وجورج زوايگ لأول مرة نموذج الكوارك عام 1964.


الخصائص

الجدول التالي يلخص أهم خصائص الكواركات الست المعروفين:

الجيل Weak
Isospin
النكهة الاسم الرمز الشحنة
e
الكتلة
MeV/c2
الجسيم المضاد الرمز
1 Iz=+½ Up +⅔ 1.5 – 4.0 Antiup
1 Iz=-½ Down -⅓ 4 – 8 Antidown
2 C=1 Charm +⅔ 1150 – 1350 Anticharm
2 S=-1 Strange -⅓ 80 – 130 Antistrange
3 T=1 Top +⅔ 170900 ± 1800[1] Antitop
3 B'=-1 Bottom -⅓ 4100 – 4400 Antibottom

النكهة

صورة اكتشاف من عام 1974 ل charmed baryon محتمل, يتم تعريفة الآن على أنه Σc++

الخصائص

الشحنة الكهربائية

السبين


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التفاعل الضعيف

مخطط فاينمان of beta decay with time flowing upwards. The CKM matrix (discussed below) describes what is occurring to the left of the W boson.
n p + e + νe (Beta decay, hadron notation)
udd uud + e + νe (Beta decay, quark notation)


تمثيل مصور لأنماط انحلال الكواركات الست، وفيها تزداد الكتلة من اليسار إلى اليمين. "شدة" الخطوط تمليها CKM matrix.


حيث Vij relates to the tendency that a quark of flavor i will change into a quark of flavor j.

التفاعل القوي والشحنة اللونية

All types of hadrons always have zero total color charge.


الكتلة


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

جدول الخصائص

The following table summarizes the key properties of the six quarks. Flavor quantum numbers (isospin (Iz), strangeness (S, not to be confused with spin), charmness (C), bottomness (B′) and topness (T)) are assigned to certain quark flavors, and denote qualities of quark-based systems and hadrons. The baryon number (B) is +13 for all quarks, as baryons are made of three quarks. For antiquarks, the electric charge (Q) and all flavor quantum numbers (B, Iz, C, S, T, and B′) are of opposite sign. Mass and total angular momentum (J) do not change sign for the antiquarks.

خصائص نكهات الكوارك[2]
الاسم الرمز Mass (MeV/c2) J B Q Iz C S T B′ جسيم مضاد رمز الجسيم المضاد
الجيل الأول
أعلى u 1.5 to 3.3 12 +13 +23 +12 0 0 0 0 Antiup u
أسفل d 3.5 to 6.0 12 +13 13 12 0 0 0 0 Antidown d
الجيل الثاني
Charm c 1270+70
−110
12 +13 +23 0 +1 0 0 0 Anticharm c
غريب s 104+26
−34
12 +13 13 0 0 −1 0 0 Antistrange s
الجيل الثالث
Top t 171200±2100 12 +13 +23 0 0 0 +1 0 Antitop t
القاع b 4200+170
−70
12 +13 13 0 0 0 0 −1 Antibottom b
J = spin, B = baryon number, Q = electric charge, Iz = isospin, S = strangeness, C = charmness, B′ = bottomness, T = topness.
Notation like 104+26
−34
denotes measurement uncertainty.

كتل الكواركات

كتلة الكوارك الحالية

أنظر أيضا

المصادر

الموسوعة المعرفية الشاملة

  1. ^ "Summary of Top Mass Results - March 2007".
  2. ^ C. Amsler; et al. (2008). "Review of Particle Physics: Quarks" (PDF). Physics Letters B. Particle Data Group. 667 (1): 1–1340. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. Explicit use of et al. in: |author= (help)

قراءات أخرى

وصلات خارجية