النظرية الديناميكية الكمية اللونية و نظرية الاوتار

[الصادق]

-1-


النظرية الديناميكية الكمية اللونية و نظرية الاوتار


الجسيم الاولي:
ماذا نعنى بالضبط بكلمة جسيم اولي؟ اى ماهو الجسيم الاولي؟ وهل توجد جسيمات غير اولية؟ .....
لعل ابسط اجابة لهذا السؤال هى ان الجسيم الاولى هو عبارة عن جسيم صغير جداً و بسيط جداً لدرجة انه من المستحيل تقسيمه الى نصفين

اذن من هنا نفهم ان هناك جسيمات غير اولية (جسيمات مركبة) وهى تلك التى تتكون من جسيمات اصغر وابسط منها

مسلسل البحث عن الجسيمات الاولية

لقد اكتشف الفيزيائيون فى وقت ما ان المادة تتكون من جزئيات..... لذا تم اعتبار الجزئيات عبارة عن جسيمات اولية


ثم وجد ان الجزئيات بدورها تتكون من ذرات.... فتم اعتبار الجزئيات كجسيمات مركبة لانها تتكون من وحدات اصغر وابسط و هى الذرات ........لذا اعُتبرت الذرات عبارة عن جسيمات اولية


ثم سرعان ما تم تفتيت الذرة وو جد انها تتكون من نواة موجبة الشحنة و الالكترونات سالبة تدو حول النواة
و اكتشف ايضاً ان النواة نفسها تتكون من جسيمات صغيرة و هى البرتونات و النيوترونات وهى تسمى بنُويدات (النُويدة تصغير لكلمة نواة وتعنى اما البرتون او نيوترون) .. وهكذا تم التخلى عن مفهوم الذرة كجسيم اولي و اعُتبرت الالكترونات والنويدات عبارة عن جسيمات اولية

ولكن لاحقاً وجد ان النُويدة بدورها تتكون من جسيمات اصغر وابسط منها, وهذه الجسيمات تسمى بالكواركات
و لهذا السبب نحن الان نعتبر الالكترونات والكوركات عبارة عن جسيمات اولية .....

هل ياتُرى سوف ياتى يوم نستطيع فيه ان نقسم الكوارك او الالكترون الى جسيمات اصغر وابسط؟
وهل سوف يستمر هذا المسلسل من التقسيمات الى الابد؟

[الصادق]

-2-

كيف نستطيع ان نُحدد ما اذا كان الجسيم (أ) اولياً ام لا؟
لعل ابسط اقتراح هو ان نقوم بجعل جسيمين من الجسيمات (أ) يتصادمان بقوة هائلة و بالتالى اذا كانت الجسيمات (أ) جسيمات غير اولية (جسيمات مركبة) فانها سوف تتهشم و تنقسم الى شظايا صغيرة اى الى جسيمات اخرى اصغر وابسط (جسيمات اولية)
اما

اذا كانت الجسيمات (أ) جسيمات اولية فانها لن تتهشم و تنقسم الى شظايا اخرى. ولكن نتيجة لشدة التصادم فسوف تتكون طاقة كبيرة جداً وهذه الطاقة سوف تكون كافية لخلق جسيمات وجسيمات مضادة اى على سبيل المثال لو جعلنا الكترونين يتصادمان فانه نتيجة لشدة التصادم سوف تنشأ طاقة هائلة و هذه الطاقة تخلق ازواج من الجسيمات و الجسيمات المضادة مثل كواركات وكواركات مضادة و ربما تتكون نويدات او حتى ذرات. هكذا اذن نتيجة لهذا التصادم سوف يتكون حساء من الجسيمات الاولية و الغير اولية مما يجعل مهمة تحليل نتيجة التجربة امر صعب ومُعقد جداً





لذا سوف نبحث عن طريقة آخرى نستطيع من خلالها ان نبين ما اذا كان الجسيم اولياً ام مركباً..

[مبتدئ 1]

-2-

كيف نستطيع ان نُحدد ما اذا كان الجسيم (أ) اولياً ام لا؟
لعل ابسط اقتراح هو ان نقوم بجعل جسيمين من الجسيمات (أ) يتصادمان بقوة هائلة و بالتالى اذا كانت الجسيمات (أ) جسيمات غير اولية (جسيمات مركبة) فانها سوف تتهشم و تنقسم الى شظايا صغيرة اى الى جسيمات اخرى اصغر وابسط (جسيمات اولية)
اما

اذا كانت الجسيمات (أ) جسيمات اولية فانها لن تتهشم و تنقسم الى شظايا اخرى. ولكن نتيجة لشدة التصادم فسوف تتكون طاقة كبيرة جداً وهذه الطاقة سوف تكون كافية لخلق جسيمات وجسيمات مضادة اى على سبيل المثال لو جعلنا الكترونين يتصادمان فانه نتيجة لشدة التصادم سوف تنشأ طاقة هائلة و هذه الطاقة تخلق ازواج من الجسيمات و الجسيمات المضادة مثل كواركات وكواركات مضادة و ربما تتكون نويدات او حتى ذرات. هكذا اذن نتيجة لهذا التصادم سوف يتكون حساء من الجسيمات الاولية و الغير اولية مما يجعل مهمة تحليل نتيجة التجربة امر صعب ومُعقد جداً





لذا سوف نبحث عن طريقة آخرى نستطيع من خلالها ان نبين ما اذا كان الجسيم اولياً ام مركباً..

مرحبا استاذ الصادق
شكرا جزيلا على مواضيعك القيمة التي دائما تتحفنا بها
عندي سؤال فيما يتعلق بشدة التصادم للجسيمات الاولية
اليس من المفترض ان يكون التصادم بين تلك الجسيمات فيما بينهما مرنا ,, نظرا لكونها اولية
؟
وثانيا الطاقة التي تنشأ بعد التصادم والتي لها القدرة في ان تخلق جسيمات اضافية
هل يعني ان الجسيمات بعد الاصطدام ستستقر فجأة ان فقدت تلك الطاقة التي تشكلت على شكل جسيمات اضافية ؟

[الصادق]

مرحبا استاذ الصادق
شكرا جزيلا على مواضيعك القيمة التي دائما تتحفنا بها
عندي سؤال فيما يتعلق بشدة التصادم للجسيمات الاولية
اليس من المفترض ان يكون التصادم بين تلك الجسيمات فيما بينهما مرنا ,, نظرا لكونها اولية
؟
وثانيا الطاقة التي تنشأ بعد التصادم والتي لها القدرة في ان تخلق جسيمات اضافية
هل يعني ان الجسيمات بعد الاصطدام ستستقر فجأة ان فقدت تلك الطاقة التي تشكلت على شكل جسيمات اضافية ؟

بارك الله فيك اخي العزيز مبتدئ1
نعم اخي كلامك صحيح فيما يخص الجسيمات الاولية

ليس بالضرورة ان يكون التصادم مرناً دائماً . فهناك تصادمات مرنة وايضاً هناك تصادمات غير مرنة وقد اثبتت الاخيرة اهميتها فى تصادم الهادرونات فيما يُعرف بتجارب التصادمات غير المرنة العميقة deep inelastic scattering والتى من خلالها عرفنا ان البرتونات والنيوترونات هى جسيمات غير اولية
طبعاً يجب ان نتزكر ان الطاقة محفوظة دائماً وابداً و ان ما يحدث هو انه فى حالة التصادمات غير المرنة فان جزء من الطاقة الحركية يتحول الى شكل آخر من اشكال الطاقة مثل الحرارة او الصوت و التى تنجم فى الاساس عن اهتزازات الجسيمات المتصادمة. ولكن نلاحظ ان هذه الاهتزازات لا تحدث الا اذا كان على الاقل احد الجسيمين المتصادمين غير اولياً اى يحتوى على جسيمات آخرى ( اصغر وابسط منه) تهتز بالنسبة لبعضعها البعض مما يتسبب فى الحرارة والصوت
اما اذا كانت كل الجسيمات المتصادمة اولية فان التصادم يكون مرناً
ومن هنا تاتى اهمية التصادمات غير المرنة لاننا اذا صادمنا جسميات مجهولة (لا نعرف ما اذا كانت اولية ام لا؟) و كان التصادم مرناً فاننا نقول ان هذه الجسيمات اولية اما اذا كان التصادم غير مرناً فاننا نقول ان الجسيمات المتصادمة جسيمات غير اولية
وتماماً اذا ما حدث فى معامل SLAC عندما اكتشاف ان البرتونات والنيوترونات جسيمات غير اولية

اما السؤال الثانى فصراحة لم افهم المقصود بالتعبير " ستستقر فجأة "
لان استقرار وعدم استقرار الجسيمات هو خاصية يحددها متوسط عمر الجسيم وليس طبيعة التصادم
لذا ارجو منك اخي توضيح ما المقصود بالاستقرار

والله اعلم

[ربيع]

قرات بعض مواضيعك

كلها رائعة


شكرااااااااااا

[الصادق]

قرات بعض مواضيعك

كلها رائعة


شكرااااااااااا

شكراك لك اخى جندي
انت اكثر روعة
ويشرفنى مرورك

[الصادق]

-3-

والطريقة الاخرى لمعرفة ما اذا كان جسم ما يتكون من اجزاء اصغر منه ام لا. هى ان نقوم بتدوير (لف او برم) ذلك الجسم حول محوره فمثلاً لو كانت لدينا كرة قدم و قمنا بتدويرها حول محورها بسرعة زاوية كبيرة



و فى كل مرة تقوم فيها بزيادة سرعة الدوران سوف تزداد كمية الحركة الزاوية للكرة و هكذا سوف تكتسب الكرة طاقة و اذا قمنا برسم العلاقة بين الطاقة و كمية الحركة الزاوية فاننا سوف نحصل على المنحنى البيانى التالى



ومن هذا الرسم نرى ان هناك نقطة يتوقف عندها المنحنى. اى لن نستطيع بعدها الاستمرار فى زيادة كمية الحركة الزاوية والطاقة. و السؤال لاهنا هو لماذا يتوقف المنحنى عند تلك النقطة؟
بالطبع نتيجة للدوارن فان قوى الطرد المركزى سوف تزداد وتنبعج الكرة الى ان نصل الى مرحله تتمزق فيها الكرة الى اجزاء صغيرة.

هكذا وبنفس هذا المنطلق لو كانت لدينا نقطة مادية فاننا عندما نقوم بتدويرها..... و لكن مهلاً توقف.... .كيف نستطيع تدوير نقطة حول محورها؟ اى هل للنقطة محور اصلاً؟ بالطبع لا ليس للنقطة محور و بالتالى لا يوجد معنى لتدوير النقطة و لهذا فان الجسيم الاولي لا يمكن تدويره

وهكذا فان امكانية او عدم امكانية التدوير (اللف او البرم) تُحدد ما اذا كان الجسيم اولياً ام لا. وذلك لان الجسيم المركب يتكون من جسيمات اخرى صغيرة و هذه الجسيمات يمكن ان تدور بالنسبة لبعضها البعض
ام
الجسيم الاولي فلا يتكون من جسيمات اخرى و بالتالى لا توجد حركة نسبية تسمح بالدوران