محمد ابوزيد
05-09-2012, 01:00 PM
بوزون هيگز Higgs boson
النموذج العياري Standard Model لفيزياء الجسيمات هو النظرية المعترف بها والتي تصف الجسيمات الأولية المعروفة وتآثراتها.
وفيها يفترض نوع جديد من الحقول ينتشر في الوجود المادي كله، يدعى حقل هيگز Higgs field.
ويُعتقد أن كتل الجسيمات الأولية تأتي من التآثر مع حقل هيگز.
كيف يولّد حقل هيگز الكتلة؟
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/21/SCI2005b21N12_H02_003853.jpg
يشبه الفضاء «الخالي» المملوء بحقل هيگز شاطئا ممتلئا بالأطفال.
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/21/SCI2005b21N12_H02_003854.jpg
ويشبه الجسيم الذي يعبر تلك المنطقة الفضاء بائع المثلجات الذي يصل ...
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/21/SCI2005b21N12_H02_003855.jpg
... ويتآثر مع الأطفال الذين يبطئون سيره ـ كما لو أنه يكتسب «كتلة».
فإذا كان حقل هيگز موجودا بالفعل فإن النظرية تتطلب أن يكون له جسيم مرفق به، هو بوزون هيگز Higgs boson. ويحاول العلماء حاليا، باستخدام مسرّعات الجسيمات particle accelerators. العثور على هذا البوزون.
إن أساس فهمنا الحديث للكتلة أعقد بكثير من تعريف <نيوتن>، وهو يستند إلى النموذج العياري. ففي قلب هذا النموذج توجد دالة رياضياتية تدعى «لاگرانجيان» Lagrangian هي التي تمثل كيف تتآثر الجسيمات المختلفة. ويستطيع الفيزيائيون انطلاقا من هذه الدالة، وباتباع القواعد المعروفة باسم النظرية الكمومية النسبوية، أن يحسبوا سلوك الجسيمات الأولية، بما في ذلك كيفية تجمعها لتشكل جسيمات مركبة مثل الپروتونات. ونستطيع بعدئذ أن نحسب كيف تستجيب الجسيمات، الأولية منها والمركّبة، للقوى.
هذا الفهم سوف يحل ألغازا مثل المادة الخفية
ويدلنا النموذج العياري على أن الپروتونات والنيوترونات مؤلفة من جسيمات أولية تدعى كواركات quarks، وهذه ترتبط بعضها ببعض بوساطة جسيمات معدومة الكتلة تدعى گلوونات gluons.
ويتيح لنا النموذج العياري أن نجد بالحساب أن الكتلة الكلية تقريبا للپروتونات والنيوترونات تأتي من الطاقة الحركية للكواركات والگلوونات المكونة لها (والباقي يأتي من الكتلة السكونية للكواركات).
التفسير الذي تقترحه الفيزياء النظرية المعاصرة يقضي بأن كتل الجسيمات الأولية مثل الكواركات والإلكترونات، ليست مؤلفة من أجزاء أصغر منها. (بخلاف الپروتونات والنيوترونات )
تنشأ عن تآثرات مع حقل هيگز.
إن حقل هيگز هو حقل كمومي.
و
الحقيقة هي أن جميع الجسيمات الأولية تنشأ على شكل كمّات
عن حقل كمومي مناظر.
والحقل الكهرمغنطيسي هو أيضا حقل كمومي ( جسيمه الأولي المناظر هو الفوتون).
لكنه يختلف، على أية حال، عن جميع الحقول الكمومية الأخرى بثلاث طرق حاسمة.
الاختلاف الأول
فلجميع الحقول خاصية تدعى سپين spin، وهي كمية ذاتية للاندفاع الزاوي angular momentum يحملها كل من جسيماتها. فجسيمات مثل الإلكترونات لها سپين مقداره 1|2، ومعظم الجسيمات المرفقة بقوة ما، مثل الفوتون، لها سپين 1. أما بوزونات هيگز (وهي جسيمات حقل هيگز) فلها سپين 0. ووجود هذا الأخير (سپين 0) يمكّن حقل هيگز من الظهور في دالة لاگرانجيان بطرق تختلف عنها بالنسبة إلى الجسيمات الأخرى، وهذا بدوره يتيح ـ ويؤدي إلى ـ خاصّيتيه الأخريين المميزتين له.
المصادر:
1- الغاز الكتلة مجلة العلوم
النموذج العياري Standard Model لفيزياء الجسيمات هو النظرية المعترف بها والتي تصف الجسيمات الأولية المعروفة وتآثراتها.
وفيها يفترض نوع جديد من الحقول ينتشر في الوجود المادي كله، يدعى حقل هيگز Higgs field.
ويُعتقد أن كتل الجسيمات الأولية تأتي من التآثر مع حقل هيگز.
كيف يولّد حقل هيگز الكتلة؟
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/21/SCI2005b21N12_H02_003853.jpg
يشبه الفضاء «الخالي» المملوء بحقل هيگز شاطئا ممتلئا بالأطفال.
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/21/SCI2005b21N12_H02_003854.jpg
ويشبه الجسيم الذي يعبر تلك المنطقة الفضاء بائع المثلجات الذي يصل ...
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/21/SCI2005b21N12_H02_003855.jpg
... ويتآثر مع الأطفال الذين يبطئون سيره ـ كما لو أنه يكتسب «كتلة».
فإذا كان حقل هيگز موجودا بالفعل فإن النظرية تتطلب أن يكون له جسيم مرفق به، هو بوزون هيگز Higgs boson. ويحاول العلماء حاليا، باستخدام مسرّعات الجسيمات particle accelerators. العثور على هذا البوزون.
إن أساس فهمنا الحديث للكتلة أعقد بكثير من تعريف <نيوتن>، وهو يستند إلى النموذج العياري. ففي قلب هذا النموذج توجد دالة رياضياتية تدعى «لاگرانجيان» Lagrangian هي التي تمثل كيف تتآثر الجسيمات المختلفة. ويستطيع الفيزيائيون انطلاقا من هذه الدالة، وباتباع القواعد المعروفة باسم النظرية الكمومية النسبوية، أن يحسبوا سلوك الجسيمات الأولية، بما في ذلك كيفية تجمعها لتشكل جسيمات مركبة مثل الپروتونات. ونستطيع بعدئذ أن نحسب كيف تستجيب الجسيمات، الأولية منها والمركّبة، للقوى.
هذا الفهم سوف يحل ألغازا مثل المادة الخفية
ويدلنا النموذج العياري على أن الپروتونات والنيوترونات مؤلفة من جسيمات أولية تدعى كواركات quarks، وهذه ترتبط بعضها ببعض بوساطة جسيمات معدومة الكتلة تدعى گلوونات gluons.
ويتيح لنا النموذج العياري أن نجد بالحساب أن الكتلة الكلية تقريبا للپروتونات والنيوترونات تأتي من الطاقة الحركية للكواركات والگلوونات المكونة لها (والباقي يأتي من الكتلة السكونية للكواركات).
التفسير الذي تقترحه الفيزياء النظرية المعاصرة يقضي بأن كتل الجسيمات الأولية مثل الكواركات والإلكترونات، ليست مؤلفة من أجزاء أصغر منها. (بخلاف الپروتونات والنيوترونات )
تنشأ عن تآثرات مع حقل هيگز.
إن حقل هيگز هو حقل كمومي.
و
الحقيقة هي أن جميع الجسيمات الأولية تنشأ على شكل كمّات
عن حقل كمومي مناظر.
والحقل الكهرمغنطيسي هو أيضا حقل كمومي ( جسيمه الأولي المناظر هو الفوتون).
لكنه يختلف، على أية حال، عن جميع الحقول الكمومية الأخرى بثلاث طرق حاسمة.
الاختلاف الأول
فلجميع الحقول خاصية تدعى سپين spin، وهي كمية ذاتية للاندفاع الزاوي angular momentum يحملها كل من جسيماتها. فجسيمات مثل الإلكترونات لها سپين مقداره 1|2، ومعظم الجسيمات المرفقة بقوة ما، مثل الفوتون، لها سپين 1. أما بوزونات هيگز (وهي جسيمات حقل هيگز) فلها سپين 0. ووجود هذا الأخير (سپين 0) يمكّن حقل هيگز من الظهور في دالة لاگرانجيان بطرق تختلف عنها بالنسبة إلى الجسيمات الأخرى، وهذا بدوره يتيح ـ ويؤدي إلى ـ خاصّيتيه الأخريين المميزتين له.
المصادر:
1- الغاز الكتلة مجلة العلوم