الحلقة الثالثة:فيزياء الجسيمات

[QuarK]

من المعلوم أن قوانين الحفظ كلها مهمة للغاية في فهم لماذا تحدث عمليات تحلل اشعاعية وتفاعلات نووية لذرات مادة معينة ولا تحدث لذرات مادة أخرى..وبشكل عام فإن قوانين حفظ الطاقة ، الزخم الزاوي، الزخم الخطي ، والشحنة الكهربائية ،تضع قواعد تتبعها كل التفاعلات المعروفة ،،وفي حال دراستنا للجسيمات الأساسية، فإن عدد قوانين الحفظ سيزداد ، وعلى الرغم من أن القوانين التي ستتم مناقشتها لاحقا نظرية، إلا أنها قد وضعت اعتمادا على براهين وأدلة أولية..

القانون الأول : قانون حفظ العدد الباريوني:
قانون حفظ العدد الباريوني يخبرنا أن الباريون في حالة تكونه او تحلله او حتى في التفاعلات النووية، فإن مضاده يتكون ايضا،،هذه الفكرة يمكن فهمها باعتبار ان كل باريون له عدد باريوني قيمته (1) [ القيمة لم تأت من فراغ طبعا،،اعني الواحد،،ابقوا معي

العدد الباريوني له قانون بسيط وصغير هو
العدد الباريوني = عدد الكواركات- عدد مضادات الكواركات /3..
لماذا الثلات بالذات؟؟
لأننا اتفقتنا مسبقا ان الباريون مكون من 3 كواركات،،ومضاده من 3 مضادات للكواركات..اصبحت واضحة الآن..]

الآن قانون الحفظ بسيط للغاية في نصه فهو يشبه كل القوانين المتعلقة بالحفظ الأخرى..: عندما يحصل تفاعل نووي او عملية تحلل تضم باريونات فإن العدد الباريوني قبل وبعد التفاعل يظل محفوظا..

لكن،،لو كان العدد الباريوني محفوظ مطلقا( بشكل كامل) لكان البروتون مستقر أبدا..ولو لم يكن كذلك لتحول البروتون الى بوزيترون وبيون متعادل،،على كل لم يرصد هذا التفاعل مطلقا،،في الحقيقة كل ما قدره العلماء هو ان عمر النصف للبروتون هو 10^33!!!، بينما عمر الكون نفسه هو 10^10 سنة!!!!!..

النظريات الحديثة مصرة على أنه ما دام هناك عمر نصف للبروتون،،على الرغم من طوله،،لذا فإن قانون حفظ العدد الباريوني يمكن خرقه احيانا،،رغم انه لم يخرق لغاية الآن...

على كل،،نشوف التاني،،

القانون الثاني : قانون حفظ العدد الليبتوني،،
لو شئنا الدقة، فإن هناك ثلاثة قوانين حفظ ليبتوني لكل زوج ليبتونات،،وعلى سبيل المثال فإن قانون الحفظ الليبتوني للاليكترون هو: العدد الليبتوني للاليكترون قبل وبعد التفاعل متساو ومحفوظ..

فالإليكترون والنيترينو المصاحب له لهما عدد ليبتوني يساوي 1،،بينما البروزيترون ومضاد النيتروينو للاليكتورن لهما عدد ليبتوني يساوي -1،،

يعني على سبيل المثال:نيترون -----> بروتون + اليكترون + مضاد النيتروينو ..
قبل التفاعل العدد الليبتوني = 0 ، بعد التفاعل =0 + 1 + (-1) = 0


وهذا القانون البسيط ينطبق على تحلل الليبتون الميون والتاو ونيترينواتهما..


لكل قاعدة شواذ!!، وقاعدتنا لا تشذ عن القاعدة!!،
ما معنى هذا،،معناه ان هناك جسيمات لا ينطبق عليها ايا من هذه القوانين،،او ان فيها خرقا واضحا للقانون،،
يمكنكم قراءة البقية في الجسيمات الغريبة والغرابة (http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=1568)


لكم تحياتي الكواركية المعتادة وفي رعاية المولى

[رشوان محمود]

السلام عليكم
عزيزي الكوارك .. استفدت كثيرا من موضعك لك كل الشكر و التقدير مني .. و الحقيقه انا عندي طلب ياريت توضحلي الفقرة دي ((( لكن،،لو كان العدد الباريوني محفوظ مطلقا( بشكل كامل) لكان البروتون مستقر أبدا..ولو لم يكن كذلك لتحول البروتون الى بوزيترون وبيون متعادل،،على كل لم يرصد هذا التفاعل مطلقا،،في الحقيقة كل ما قدره العلماء هو ان عمر النصف للبروتون هو 10^33!!!، بينما عمر الكون نفسه هو 10^10 سنة!!!!!..

النظريات الحديثة مصرة على أنه ما دام هناك عمر نصف للبروتون،،على الرغم من طوله،،لذا فإن قانون حفظ العدد الباريوني يمكن خرقه احيانا،،رغم انه لم يخرق لغاية الآن... )))
شكرا لك مرة ثانيه
رشوان ,,,

[QuarK]

أهلا رشوان،،هل قرأت ردي في الحلقة الثانية؟؟

طيب،،
العلماء كما قلت في الحلقة الثانية،،قالوا ان كل الباريونات تتفكك في النهاية لتعطي بروتونا،،اليس كذلك؟؟..
العلماء استندوا في هذا الى استقرار البرتون،،واعتبروه اساسا في التقسيم،،

الآن، فئة اخرى استخدمت حسابات مطولة لا ادري عنها شيئا،واكتشفت في النهاية انه البروتون ينحل،،على الرغم من ان عمر النصف ليس فقط كبيرا،،وانما مهولا!!،،

الجماعة الاولى ردت بأن عمر النصف الهائل هذا كفيل بأن نعتبر ان البروتون مستقر ولا ينحل،،الا ان الفئة الثانية متشبثة برأيها وتقول انه ما دام هناك عمر نصف،،اذن البروتون غير مستقر،،وفي هذا خرق لقانون الحفظ...

لم يرصد جسيم يخرق القانون لغاية الآن...

هذا كل الموضوع...

تحياتي الكواركية رشوان

[فراس الظاهر]

شكرا عزيزي كوارك

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

اولا اشكرك على المعلومات القيمة في هذه السلسة الشيقة

وبينا اقرأ هذه المقالة خطر في بالي سؤال وهو لماذا لا نعتبر قانون حفظ العدد البراوني هو تابع لقوانين الحفظ المعروفة بمعنى ان تحلل الجسيمات الاولية والجسميات الناتجة عنها تكون نتجت للحفاظ على الكتلة او الطاقة او الشحنة وقد ذكرت ذلك في الموضوع يعني لماذا يجب ان يكون هناك حفظ للعدد البراوني

تحياتي

[QuarK]

أهلا دكتوري العزيز،،اهلا فراس..
بصراحة انلخمت لما قرأت سؤالك،،يعني مش فاهم بالضبط..
على كل،،

ملخص الكلام ان الجسيمات الأولية،كونها اولية وأساسية فأن لها قوانين تميزها عن باقي الاجسام،، يعني عندما تتحدث عن كرتي تنس تصادمتا،،تتحدث عندها عن قوانين الزخم الخطي والزاوي والطاقة،،بينما لا تتحدث عن قوانين الحفظ الباريوني او الليبتوني!!،،
والسبب واضح ولا داع لشرحه، هذه الاجسام مكونة من هذه الجسيمات،،وانت تدرس الظواهر الخارجية،،يعني كرة التنس عندما اصطدمت بالأخرى بقيت كرة تنس..أما الباريون عندما يتفاعل مع جسيم آخر،،فإن جسيما جديدا ينتج..

بدراسة المكونات كما قلنا، وهي كواركات في حالة الباريونات،،تم وضع هذا القانون نظريا،،ووجد انه ينطبق في جميع الحالات..
ولأن الجسيات الأولية مميزة عن غيرها( ولا اعني بالاولية معناها الحرفي، اعني انها اساسية وتتركب منها باقي الاجسام) ، وجب ان تتميز بقوانين تخصها هي..وهي حفظ العدد الباريوني والليبتوني والغرابة...

اي شيء دكتور حازم؟؟
تحياتي الكواركية.........

دكتور حازم...ما عندك (تحيات حازمية) ؟؟ :))

دمتم

[رشوان محمود]

عزيزي الكوارك .. الف شكر
بس انا عندي طلب
انا حابب اسمع منك شرح عن ما يسمي spin و ال isospin
هل تمانع ؟

[QuarK]

اهلا بالعزيزي رشوان،،ومرحبا بك دوما كالعادة...

الآن، الـ spin أو الغزل،،شرحت عنه مسبقا باختصار لأبو فيصل،وسانقل الشرح لو سمحت،،

ما وضعته كالتالي..

""الغزل هو دوران الجسيم حول محوره!!، هكذا وبكل بساطة.. المشكلة تكمن في الارقام التي تسمعها عن الغزل، فنقول جسيم له غزل نصف وآخر 2 وآخر.. ما معنى هذا؟ هل معناه ان الجسيم يدور حول محوره نصف دورة ويرجع؟ ولماذا يفعل هذا اصلا؟؟

الجسيمات يا ولد ابوي، تقسم حسب غزلها الى نوعين:
1. فيرميونات: وهي جسيمات لها غزل نصفي، يعني 1/2، 3/2 ، 5/2 وهكذا
2. بوزونات : وهي جسيمات لها غزل عبارة عن عدد صحيح، يعني صفر واحد اثنين..

ما معنى هذه الارقام الآن؟؟
نحن نعرف ان الجسيمات لها اشكال، الان ، اذا اردت ان ترى الجسيم في نفس الصورة التي رأيته عليها اول مرة عليك ان تديره (وهذا واضح كما اظن، مثل لعبة المكعبات الملونة، تدير المكعب اكثر من مرة لتصل لأول وجه رأيته )،،
يعني على سبيل المثال، الفوتونات، مثال على البوزونات، وهي جسيمات لها رقم غزل يساوي واحد، معنى هذا ان عليك ان تدير الفوتون 360 درجة حتى تراه في صورته الاولى..

واذا كان الغزل يساوي 2، هذا معناه انه عليك ان تدير الجسيم نصف دورة ،يعني 180 درجة، لكي تراه في الصورة الاولى..

ولو كان غزله، كما الاليكترونات، يساوي 1/2، هذا معناه انه عليك ان تديره 720 درجة، يعني دورتين كاملتين كي تراه في الصورة الاولى!!!

لكن ، ما معنى جسيم له الغزل صفر يا ترى؟؟

هذا معنها أن الجسيم هذا عبارة عن نقطة، يعني مثل الكرة ، الكرة حيثما نظرت اليها ومن اي اتجاه تجد نفس الشكل، وهذا هو معنى الغزل الصفر..""

أما الغزل التناظري أو isospin فقد قرات عنه في كتاب لمؤلف روسي،،وربك عليم ما فهمت حرف،،
لكن،،
ثواني،،سأبحث عنها الآن!!، ولو لم افهم ساخبرك لتشرح لنا جميعا،،


رشوان ما عندي وقت،،يعني بدي اسبوعين لأفضى بصراحة فاعذروني،،

المهم الآن،،ما وجدته عن الغزل التناظري كثير،،بس عيني بتحرقني ومش مركز...

الفكرة الرئيسية:
الغزل التناظري فكرة رياضية اقترحها هايزنبرج لتفسير ان القوة النووية القوية بين البرتون والنيترون،،هي ذاتها بين بروتون وبرتون،،وبين نيترون ونيترون،،رغم اننا لو تحدثنا عن القوة الكهرومغناطيسية لاخذنا اعتبارا للشحنة..

الان،،اعتبر هاينزنبرج البروتون والنيترون جسيمات متطابقة لأنها متماثلة بالكتلة والحجم،،ولا تختلف الا بالشحنة، لذا يسمى كلاهما نيكليون،،ويتعامل معهما كأنها وجهان لعملة واحدة..

الآن،،نواقل القوة النووية القوية،،الغليونات،،متشابهة بين النيكليونات،،اعني ان كتلة الغليونات الموجبة هي ذاتها كتلة الغليونات السالبة، وتعادل تقريبا كتلة الغليونات المتعادلة..

الآن،،في ميكانيكا الكم،،نستعمل ما يسمى بالـ هامليتون( بالمناسبة الزلمة هاد نابغة!!، انا لما قرأت سيرة حياته بصراحة انهزيت،،اين نحن منهم؟)، المهم، هاملتون هذا وضع طريقة تستخدم في التناظرات،،وعندما اتحدث عنتناظر فأنا اعني مستويات طاقاتها واحدة..وهو مفهوم الـ degenerate

الآن،
الآن، في فيزياء الجسيمات،،يستخدم تطابق الكلتة في الـ هاملتون( مفهوم؟؟: يعني في الكم هاملتون يتعلق بالطاقة،،في فيزياء الجسيمات يتعلق بالكتلة)،،،
وبعدين هناك اشياء اخرى كثيرة،،مش ملحق اقرؤها!!!

طيب،،اشرحلنا وجزاكم الله خيرا مقدما،،

لازم اطلع لأني تعبان كثير
دعواتكم
وسلاماتي الكواركية

[رشوان محمود]

يا كوارك اولا الف الف سلامه عليك
ثانيا
لا تبخل علينا والله انا مستني منك شرح عن ال isospin بفارغ الصبر
انا اول مره اشوف واحد بيشرحهم بالطريقه الخطيره دي
هاستني اوكي
و مش اسبوعين و بطل كسل ههههههههه
الف سلامه عليك و انشاء الله لا تطول علينا
تحياتي

[رشوان محمود]

السلام عليكم
اولا شكرا مرتين : مره علي جهدك في الموضوع و المرة التانيه لانك خليتني ادور بنفسي علي المعلومات و بصراحه كان الموضوع شيق و ماكونتش اتوقع بصراحه انه يكوهن بالشكل ده لان كتير من الناس بيتعاملو مع الارقام spin و isospin بدون مرجعيه او مايعرفوش ايه مصدرها
المهم اني مش هابخل عليكم بالمعلومات و هابدأ شرح الموضوع
*********************************** *************
الفكره الاساسيه هي انقسام مستويات الطاقه
بمعني مثلا الكترون له طاقة En يعني يوجد في مستوي الطاقة رقم n
هذا الجسم ممكن ان يكون له طاقات كثيره متقاربه من بعض ولا تزيد عن طاقة المستوي الرئيسي En , بمعني اخر : ان المستوي الرئيسي قد انحل او انقسم الي مستويات فرعيه
و الجسم مسموح له ان يتواجد في اي مستوي فرعي ( كما قولت ان هذه المستويات تختلف قليلا في الطاقه عن بعضها )
يعني من الاخر كده هناك تماثل بين مستويات الطاقه ( الفرعيه )
و بنفس الطريقه عندما نتحدث عن الجسيمات
فمثلا
1 - هناك تماثل بين البروتون و النيترون في الكتله و اشياء كثيرة اخري و الاختلاف بينهما في الشحنه و لذلك نطلق علي اي منهما مصطلح نيكلون
2 - هناك تماثل بين البيون الموجب و البيون السالب و البيون المتعادل في الكتله و اشياء كثيره اخري و الاختلاف بينهم في الشحنه لذلك سوف نطلق علي اي منهم مصطلح بيون
الان ركز معايا
لو قلت ان المستوي E2 سوف ينقسم الي مستويين متماثلين و بالتالي تكون طاقة الجسم هي طاقة احدي المستويين المتماثلين
اذن سوف اقول مثلا ان النيكلون نوعان متماثلان من الجسيمات و بالتالي فان النيكلون بروتون او نيترون
الان سوف احول كلامي الي لغة الارقام
ممكن اقول ان الالكترون له spin = 1/2 و بالتالي فان الـ spin projection = 1/2 , -1/2
و بنفس الطريقه فان النيكلون له isospin = 1/2 و بالتالي فان ال isospin projection يساوي احد القيمتين
ا - ممكن يأخذ القيمة 1/2 و يكون الجسم هو برتون
2- ممكن يأخذ القيمة -1/2 و يكون الجسم هو نيترون
مثال اخر
البيون له spin = 1 بالتالي فان ال spin projection = 1 , 0 , -1
و بنفس الطريقه فان البيون له isospin = 1 وبالتالي فان ال isospin projection يساوي قيمه من الثلاث قيم التاليه
أ - ممكن ان يأخد القيمة 1 و يكون الجسم هو بيون موجب
ب- ممكن ان يأخذ الجسم القيمة صفر و يكون الجسم هو بيون متعادل
ج - ممكن ان يأخذ الجسم القيمة -1 و يكون الجسم بيون سالب
*********************************** ***************
و بذلك ارجو ان نكون قد فهمنا معني ال isospin فان فهمناه سوف اتعرض لل isospin coservation
***************
تحياتي لك يا كوارك
و تحياتي للجميع

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

اشكركم اعزائي رشوان وكوارك على هذه المعلومات الواضحة والقيمة فموضوع الspin وال isospin المفروض يخصص له موضوع مفرد في منتدى ميكانيكا الكم لاهمية المعلومات التي جاءت فيه. وبانتظار تكملة الموضوع استاذ رشوان بارك الله فيك

عزيزي كوارك اكيد كل التحية ولكن تحيات حازمية شكلها مش ولا بد خلينا على الكواركية


انا كنت بحاول اوصل لفكرة وهي لماذا لا نكتفي بقوانين حفظ الكتلة والشحنة وكمبة الحركة والطاقة على اعتبار ان قانون حفظ العدد الباروني يمكن ضمه الى قانون حفظ الكتلة؟؟؟؟

تحياتي

[QuarK]

اهلا يا عزيزي رشوان،،،
بصراحة مزنوق اتصفح المنتدى يوميا لكن بلا مشاركة فاعلة،،
انتظر ان تنتهي ازمة الامتحانات والتقارير ومساعدة كل الناس في آخر اسبوعين!!!

الله يتقبل منا جميعا،،
نعم!!، فهمت!!، وشعرت بسعادة،،عندما قرات ردك اول مرة وصلت لغاية المنتصف ولم افهم،،لأن حرارتي كانت مرتفعة وكنت خالص الا شوي..
هلأ فهمت،،
كما قلت، لأن البرتون والنيترون هما وجهان لعملة واحدة،اذن كلاهما نيكيلون،،
عندما اقول ان الاليكتورن له غزل نصف وسالب نصف،،كأنني اقول ان غزل النيكليون هو نصف وسال نصف ايضا،
لكن النيكليون هو بروتون او نيترون،،هما اثنان،،وهناك تماثل في الصفات،،
لذا نقول isospin ،،
يمكن كلامي مخبوص لكنني استوعبت،فجزاكم الله خيرا كثيرا..

دكتور حازم الأعز ::
لست ادري لماذا نضم حفظ العدد الباريوني الى حفظ الكتلة؟؟
اعني،،عندما نتحدث عادة عن قانون حفظ الكتلــة،فنحن نناقش كتل محسوسة والنقص فيها يمكن قياسه...
عندما يتحول اكسيون الى بروتون،،كيف ساقيس كتلة كل منهما؟؟
ثم مفهوم العدد الباريوني يتعلق بمكوناات الجسيم نفسه..

تحياتي واعتذر عن الاختصار

[رشوان محمود]

السلام عليكم
في البدايه الدكتور حازم يقول (( انا كنت بحاول اوصل لفكرة وهي لماذا لا نكتفي بقوانين حفظ الكتلة والشحنة وكمبة الحركة والطاقة على اعتبار ان قانون حفظ العدد الباروني يمكن ضمه الى قانون حفظ الكتلة؟؟؟؟ ))
اولا لماذا لانكتفي ؟؟ طبعا يا دكتور لا نكتفي لاننا في تطور مستمر و هذا التطور يجبرنا علي التعامل مع اكثر من قانون للحفظ فعلي سبيل المثال : لدراسه التفاعلات القويه او pion photoproduction دعتنا الحاجه لاستخدام قانون حفظ الايزوسبين isospin conservation و لا نستخدم هذا القانون في التفاعلات الضعيفه او التفاعلات الكهرومغناطيسيه
اذن يا دكتور الحاجه هي التي تفرض نفسها علينا باستخدام او عدم استخدام قوانين جديده او حتي ربما اكتشاف قانون حفظ جديده
و بالنسبه للشق الثاني من سؤالك : لماذا يمكن ضم قانون حفظ العدد الباريوني الي قانون حفظ الكتله ؟؟ و عندي ملاحظه و هي اننا لا نستخدم قانون حفظ الكتله او حفظ الطاقه بصوره منفصله لان اينشتين دمجهم في بعض و اصبح الفرق بين الطاقه و الكتله خادع
و بالنسبه لبداية كلامك فان من رأيي ان هذا الموضوع ( قوانين الحفظ و الجسيمات الاوليه و التفاعلات الاساسيه ) هو موضوع من موضوعات ميكانيكا الكم و سبق ان اقترحت علي كوارك هذا الكلام و اجابني برفض الفكره و ثبات هذا الموضوع بالفيزياء الفلكيه
تحياتي لك دكتور حازم و كوارك

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

اشكركما كوارك ورشوان على هذا التوضيح وادامكم الله ذخرا لنا

تحياتي

[ام فراس]

السلام عليكم بصراحه الموضوع جميل جدا .. لكن انا عاوزه افهم ايه هو التماثل المنكسر عن طريق التفاعلات الكهروضعيفه (( سؤال شوي متشابك )) انا عارفه عشان موضوع الكتلة للنواقل بس ازاي انكسرت التماثلية في نظرية
جولدشتون..طيب ومادام Isospinما نستخدموش خالص في التفاعل الضعيف او الكهرومغناطيسي .. يبقى قيمته صفر صح ولا خطأ؟؟

[الطموحة]

السلام عليكم

لقد قرأت الحلقات الثلاث بتمعن وعن جد راااااااائعة وبارك الله فيك وجزاك كل خير

لكن لدي سؤال لم استوعبه لماذا يجب ان ندير الالكترون دورتين (4 باي أو 270 درجة) لكي يرجع لوضعه لنفس صورته الأولى ؟؟ أليس الالكترون جسيم أولي ويمكن اعتباره كروي؟؟؟؟؟

ومشكور على هذا المجهود...

[محمد العيد]

السلام عليكم
شكرا جزيلا أستاذ كوارك على المعلومات القيمة , لكن عندي بعض الأسئلة أرجو أن تجيبني عليها :
1/ ما الفرق بين التفاعلات القوية والضعيفة
2/مادا نقصد بأن strangeness خاصية داخلية للكواركات
3/نحن نجد في قوانين الحفظ strangeness cosarvation ولمادا لا نجد مثلا topness !
4/أرجو أن تفيدني في موضوع feynman calculus
وشكرا

[محمد العيد]

السلام عليكم
شكرا جزيلا أستاذ كوارك على المعلومات القيمة , لكن عندي بعض الأسئلة أرجو أن تجيبني عليها :
1/ ما الفرق بين التفاعلات القوية والضعيفة
2/مادا نقصد بأن strangeness خاصية داخلية للكواركات
3/نحن نجد في قوانين الحفظ strangeness cosarvation ولمادا لا نجد مثلا topness !
4/أرجو أن تفيدني في موضوع feynman calculus
وشكرا

[r99_00]

الي د:كوارك لقد ذكرت في الحلقة الثانية أن أول من اكتشف الميزون هو اندرسون وذكرت في الحلقة الأولي أنه اكتشف جسيم ظن الجميع أنه ميزون يوكاوا لكنه لم يكن كذلك
أرجو التوضيح

[إيهاب]

الي د:كوارك لقد ذكرت في الحلقة الثانية أن أول من اكتشف الميزون هو اندرسون وذكرت في الحلقة الأولي أنه اكتشف جسيم ظن الجميع أنه ميزون يوكاوا لكنه لم يكن كذلك
أرجو التوضيح

أظن ان أندرسون أكتشف البوزيترون وتقصد أن يوكاوا توقع وجود الميزون نظريا والذى اكتشف وظن أنه الميزون الميون وهو من اللبتونات الجيل الثانى