المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : بعض الجسيمات التي تدخل في تركيبها العائلة الثانية من الكواركات



جاســم الفــواز
09-02-2010, 12:22 PM
نقلاً عن موقع الإسلام والعلم : www.eslamwa3lem.com (http://www.eslamwa3lem.com)
الجسيمات التي تدخل في تركيبها الكواركين الغريب S والكوارك الروعة C


تركيب الميزون كي الموجب k+ :
يمكننا بسهولة أن نستنتج أن الكاون الموجب يحوي بداخله على الكوارك الغريب وذلك من خلال حساب الغرابة لهذا الميزون بالقانون السابق : لنجدها تساوي 1+ وهذا يدل على أنه يحتوي بداخله على ضديد الكوارك الغريب الذي يملك عدد غريب يساوي 1+ , هذه النتيجة تأكدت تجريبياً حيث ثبت أن الميزون كي الموجب يحتوي داخله على كواركين هما الكوارك العلوي وعلى ضديد الكوارك الغريب ونستطيع حساب الشحنة الكهربائية للكاون الموجب من خلال معرفتنا للشحنة الكهربائية لضديد الكوارك الغريب التي تساوي 1/3 وشحنة الكوارك العلوي التي تساوي 2/3 بالتالي تكون شحنة كي الموجب هي : 1+ كما يكننا حساب سبين الكاون كي الموجب بعد معرفتنا لسبين الكوارك العلوي بأنه 1/2 وسبين الكوارك ضديد الغريب الذي يساوي -1/2 فيكون السبين الكلي للكاون الموجب هو 0 .
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem5c4d8a3e19.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem5c4d8a3e19.gif)




تركيب الميزون كي الصفري k0 :
كما فعلنا في حالة الكاون الموجب نستطيع أن نتأكد من أن هذا الميزون يحتوي على الكوارك الغريب ( أو ضديده ) من خلال حساب العدد الغريب له الذي يساوي 1+
من ذلك نجد أن الكاون المعتدل يحوي على الكوارك ضديد الغريب وهذا كان موافق للنتائج التجريبية التي أثبتت أن هذا الميزون يحتوي كواركين هما الكوارك السفلي والكوارك ضديد الغريب بالتالي يملك تركيب ونستطيع كما أمثاله السابقة حساب الشحنة الكهربائية له بعد معرفتنا من أن الشحنة الكهربائية للكوارك السفلي أنها 1/3 بالتالي تكون الشحنة الكهربائية له تساوي 0
والسبين لهذا الميزون يساوي الصفر أيضاً .
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem3d0f1ef3ac.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem3d0f1ef3ac.gif)




تركيب الهيبرون لامبدا الصفري :
بنفس الطريقة السابقة نجد الشحنة الغريبة له هي -1
بالتالي نستطيع القول بأن هذا الهيبرون يحتوي بداخله على الكوارك الغريب , تجريبياً تم التأكد من أن هذا الهيبرون يحتوي بداخله على ثلاث كواركات هي الكوارك العلوي والكوارك السفلي والكوارك الغريب .
والشحنة الكهربائية له تساوي 0 والسبين لهذا الهيبرون هو مجموع سبينات الكواركات المكونة له بالحساب نجده يساوي +1/2 .


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem90e7a61da4.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem90e7a61da4.gif)




تركيب الجسيم ∑:
يوجد ثلاث أنواع من هذا الجسيم , سنضع كل نوع وأسفله التركيب الكواركي له :


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem6d55f1ecf8.png (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem6d55f1ecf8.png)




وكما نرى أن العدد الغريب للجسيم سيغما هو 1- بالتالي كل نوع من أنواع هذا الجسيم يحوي الكوارك الغريب




تركيب الجسيم كساي الصفري:
يوجد نوعان من هذا الجسيم , سنضع كل نوع وأسفله التركيب الكواركي له :
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3leme415bafaac.jpg (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3leme415bafaac.jpg)



كما نلاحظ أن العدد الغريب لهذا الجسيم يساوي -2 بالتالي كل نوع من أنواع هذا الجسيم يحوي كواركين من نوع S





تركيب الجسيم أوميغا السالب -Ω :
يتركب هذا الجسيم من ثلاث كواركات من نوع الكوارك الغريب فالعدد الغريب له كما نرى من تركيبه يجب أن يكون -3
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lemaeb0db98db.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lemaeb0db98db.gif)




كما يكننا تمثيل تبادلات التأثير بين الكواركات الثلاث المكتشفة حتى الآن عن طريق مخططات فايمان لتبادلات التأثير التي توضح تبادلات الغلون بين الكواركات والتغيرات اللونية الحاصلة على كل كوارك وعلى الغلون والأشكال أسفل توضح ذلك :
الشكل الأول :[/b] يبين تبادل التأثير بين الكوارك العلوي ذي اللون الأحمر والكوارك الغريب ذي اللون الأزرق , بالتالي الغلون المتبادل بينهما يحمل صفة اللون الأحمر – ضديد الأزرق ( كما أشرنا سابقاً أن للغلون ثمانِ نكهات تحمل الصفات للكوارك المنتقل منه والكوارك المنتقل إليه ) فيتبادل الكواركان النكهات ليتحول الكوارك العلوي من اللون الأحمر للون الأزرق والكوارك الغريب من اللون الأزرق للون الأحمر .
الشكل الثاني :[/b] يبين تبادل التأثير بين الكوارك العلوي ذي اللون الأخضر والكوارك السفلي ذي اللون الأحمر , بالتالي الغلون المتبادل يحمل صفة الأخضر – ضديد الأزرق , فيتحول الكوارك العلوي من الأخضر إلى الأحمر بينما الكوارك السفلي يتحول من الأحمر إلى الأخضر
الشكل الثالث :[/b] يبين تبادل التأثير بين الكوارك العلوي ذي اللون الأزرق والكوارك العلوي ذي اللون الأخضر , بالتالي الغلون المتبادل يحمل صفة الأزرق – ضديد الأخضر , فيتحول الكوارك العلوي الأول من الأزرق إلى الأخضر بينما الكوارك العلوي الثاني يتحول من الأخضر إلى الأزرق .


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem48eee3f701.jpg (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem48eee3f701.jpg)




طبعاً هذه أمثله على تبادلات التأثير لأن احتمالات تبادلات التأثير كثير لسنا في صدد ذكرها كلها
أما بالنسبة للكوارك الرائع C فقد تم اكتشافه بسبب الحاجة إلى كوارك رابع ( الحاجة أم الاكتشاف ! ) لتفسير تركيب جسيم جديد تم اكتشافه . فقد ظن العلماء أنه بالإمكان تفسير التركيب الداخلي لجميع الجسيمات من خلال الكواركات الثلاث المكتشفة , إلا أن المفاجئة جاءت في عام 1974 حيث أعلن من قبل مختبرات معهد بوكهافن القومي اكتشاف ميزون رنيني جديد يملك طاقة تقدر بـِ 3.1 GeV أطلق على هذا الجسيم اسم الجسيمJ الذي تم اكتشافه بتجربة تقوم على أساس تسريع البروتون المسرع لطاقة تصل إلى 30 GeV وصدم هذا البروتون بنواة ذرة البيريليوم حيث نتج في آخر المطاف زوج الكترون وبوزيترون بكتلة تقدر بـ ِ 20 MeV حيث يقوم الزوج إلكترون بوزيترون بالتحول إلى زوج من الكواركات :


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem71478b48bd.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem71478b48bd.gif)



بينما زوج الكواركات يضمحل لزوج من الليبتونات وهو زوج من الميون الموجب والسالب :
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem1734c644a5.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem1734c644a5.gif)



حيث يضمحلان هذا الزوج إلى جسيمات نفاثة السرعة وعالية الطاقة , هذه الجسيمات الخارجة هي الميزونات الطنينية J ,والشكل في الأسفل يوضح هذه التجربة .


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3leme8158d5498.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3leme8158d5498.gif)




وفي نفس الوقت قامت جامعة ستانفورد بتجربة قريبة من هذه التجربة لتكتشف جسيم بصفات قريبة جداً من صفات الجسيم J لكنه ذو كتلة 3.2 GeV ( كان هناك خطأ حسابي لأن الكتلة الحقيقية هي 3.1 GeV) سموا هذا الجسيم بالجسيم بسي لذلك في المصطلحات العلمية يؤخذ اسم الجسيم
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem09a1bd09ad.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem09a1bd09ad.gif)



هذا الجسيم قام العلماء بدراسته فتبين أنه يتألف من كوارك وضديده وهذا الكوارك ليس من الكواركات الثلاث المدروسة سابقاً , فسمي بالكوارك الرائع الذي يمتاز بنكهه تميزه عن غيرة ما نسميها بنكهة الروعة التي تساوي 1+ من أجل الكوارك الرائع وتساوي 1- من أجل الكوارك ضد الرائع بالتالي هذا الجسيم يحوي بداخله الكواركين الرائع وضديده وهذا الكوارك يملك شحنة كهربائية تساوي 2/3 ويملك سبين +1/2 .
اكتشاف أول ميزون يملك صفة الروعة ( الميزون D) :
كان ذلك في عام 1976 في مخابر المسرع SLAC-SPEAR حيث قاموا بصدم إلكترون وبوزيترون مسرعين لطاقات عالية جداً فنتج ميزون جديد يحتوي في داخله على التركيب الكوارك الرائع وضديد العلوي أي إنه يملك صفة الروعة فكان هذا الاكتشاف بمثابة دليل صارخ على النتائج والنظريات التي أطلقت في مجال الكواركات حتى الآن والبرهان الصادق على ما فرضوه في عام 1974 ويوجد هذا الميزون بأربع أشكال هي الموجب والسالب والصفري وضديد الصفري.
وتضمحل هذه الجسيمات وفق الاضمحلالات الآتية :
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem467710ef6f.jpg (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem467710ef6f.jpg)
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem3f4542c88c.jpg (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem3f4542c88c.jpg)





والشكل أسفل يوضح الاحتمالات الممكنة لاضمحلالات الميزون D بشتى أنواعه :


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem8b3d1a3026.jpg (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem8b3d1a3026.jpg)




F+ , F- الميزون :
كتلة هذا الميزون 2 GeVويملك التركيب الموضح بالشكل بالتالي هو يملك صفة الغرابة ونستطيع وله الشحنة للميزون الموجب +1
بالمثل نجد شحنة الميزون السالب 1- :


http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lemada4030fc1.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lemada4030fc1.gif)


وليس كل الجسيمات التي تحمل صفة الروعة ثنائية التركيب الكواركي بل هناك بعض الهيبرونات التي تملك تركيب كواركي ثلاثيhttp://eslamwa3lem.com/forum/file:///C:/Users/As/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif
ولنأخذ مثال على أحد هذه التركيبات الهيبرون لامبدا الموجب




الهيبرون لامبدا الموجب :
يملك هذا الهيبرون كتلة 2.29 GeV وله التركيب الموضح بالشكل بالتالي يملك شحنة كهربائية : 1+
ويملك شحنة الروعة : 1+
http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem3244a8b4ea.gif (http://eslamwa3lem.com/up/uploads/images/eslamwa3lem3244a8b4ea.gif)