في فيزياء الجسيمات : الجسيمات الأولية elementary particles
هي الجسيمات الأساسية التي تتكون منها باقي الجسيمات الأكبر والأعقد وبالتالي هي الأشكال الأبسط للوجود المادي حسب نظرية النموذج العياري. يتم افتراض هذه الجسمات أولية على أساس انها البنية الأولىية لكل مادة الكون وأنها لا تحتوي بنية داخلية أو عناصر أصغر منها ضمنها، في حين تتشكل معظم الجسيمات الأكبر من مكونات ذرة وذرات وجزيئات العناصر والمركبات من هذه الجسمات الأولية أساسا. تحدد نظرية النموذج العياري في فيزياء الجسيمات هذه الجسيمات بانها : كواركات وليبتونات وبوزونات قياسية.
جميع الجسيمات الأولية تكون إما بوزونات أو فرميونات (حسب اللف المغزلي لديها). وتحدد نظرية إحصاء اللف المغزلي (en) نتائج إحصاء الكم والتي تفرق الفرميونات عن البوزونات. ووفقا لتلك المنهجية: فإن الجسيمات المرتبطة بالمادة تكون فرميونات ولديها لفة مغزلية نصف عدد صحيح (en)؛ وتنقسم إلى اثنا عشر نكهة. أما الجسيمات المرتبطة بالقوى الأساسية فهي البوزونات، ولديها لف مغزلي صحيح[3].
* الفرميونات:
الكواركات — علوي، وسفلي وساحر وغريب وقمي وقعري.
ليبتونات — إلكترونات، ميون، تاو، نيوترينو إلكتروني، نيوترينو ميوني، نيوترينو تاو
* بوزونات:
بوزون قياسي — غلوون، بوزونات دبليو وزد، فوتون
بوزونات أخرى — بوزون هيغز، جرافتون
تنقسم نكهات الفرميونات الأساسية الإثني عشر إلى ثلاث أجيال، لكل جيل به أربع جسيمات. ست منها هي كواركات، والست الأخرى هي ليبتونات، ثلاث منها هي نيترينوات، والثلاث الباقي لديها شحنة كهربائية -1: الإلكترون وأقاربها (الميوون التاوون)
أجيال الجسيمات ليبتون
الجيل الأول الجيل الثاني الجيل الثالث
الاسم الرمز الاسم الرمز الاسم الرمز
إلكترون e⁻ ميوون μ⁻ تاوون τ⁻
electron neutrino νe muon neutrino νμ tauon neutrino ντ
كواركات
الجيل الأول الجيل الثاني الجيل الثالث
كوارك علوي u كوارك ساحر c كوارك قمي t
كوارك سفلي d كوارك غريب s كوارك قعري b
جسيمات مضادة[عدل]
* Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: مادة مضادة
يوجد أيضا 12 من الجسيمات الفرميونية المضادة نظيرة لجسيماتها ال12. فالبوزيترون (ضديد الإلكترون) e+ وهو جسيم الإلكترون المضاد ولديه شحنة كهربائية +1 وهلم جرا:
أجيال الجسيمات ضديد ليبتون
الجيل الأول الجيل الثاني الجيل الثالث
الاسم الرمز الاسم الرمز الاسم الرمز
نقيض إلكترون (بوزيترون) e+ ضديد ميوون μ+ ضديد تاوون τ+
electron antineutrino νe muon antineutrino νμ tauon antineutrino ντ
ضديد كوارك
الجيل الأول الجيل الثاني الجيل الثالث
ضديد كوارك علوي u ضديد كوارك ساحر c ضديد كوارك قمي t
ضديد كوارك سفلي d ضديد كوارك غريب s ضديد كوارك قعري b
بعض تعاريف حول الجسيمات اولية
ـ الفوتون أو " الكوانتوم " :
وهي جسيمة الحقل الكهرومغناطيسية , ويمكن اعتبارها للتوضيح قطعة من الأمواج الكهرومغناطيسية وهي متعادلة الشحنة ( شحنتها = صفر ) وميزة هذه الجسيمة " الفوتون " هو أنها لا تمتلك كتلة ساكنة = 0) m) وهذا يعني أنها تنعدم في وضع السكون , أما في وضع الحركة فإن كتلة الفوتون تتحدد بما يحمله الفوتون من الطاقة , وينشأ الفوتون عندما تنتقل الذرات أو النوى إلى حالة من الطاقة أكثر ثباتاً ( أي المستوى الأدنى من الطاقة ) كما ينشأ أيضاً عند تحول الدقائق الأولية ( أي عندما تتحول إحداها إلى أخرى ) , وقد اصطلح على تسمية الفوتونات سواء منها الناتجة عن التحولات النووية أو تحولات الدقائق الأولية ( بفوتونات غاما ) , ويرتبط تلاشي الفوتونات بحادثة امتصاصها من قبل الطبقات الإلكترونية للذرة المثارة , أو امتصاصها من قبل النواة , وكذلك الأمر إمكانية تحولها إلى إلكترونين ( أحدهما موجب والآخر سالب - e + e ) وذلك عندما يحدث تأثير متبادل بينها وبين نوى الذرات , والجدير بالذكر أن زمن حياة الفوتون لامتناهية .
2 ـ النترينو والنترينو المضاد :
وهي جسيمات متعادلة وتملك كتلاً ساكنة قريبة من الصفر ( أي أصغر من 0.0005 وحدة كتلة الإلكترون ) وتنشأ هذه الجسيمات أثناء التحولات النووية , ولها قدرة اختراق كبيرة للغاية , فهي تستطيع أن تجتاز طبقة من الحديد الصب سماكتها أكبر من المسافة بين الأرض والشمس بمليون مرة , أما سرعتها فتعتبر معادلة لسرعة الضوء , وينشأ النترينو نتيجة التفاعلات النووية المختلفة , أما السيالة الهائلة من هذه الجسيمات فينشأ نتيجة للعمليات التي تحدث في داخل النجوم وقد حسب نظرياً أن التيار أو الدفق من هذه الجسيمات الصادر عن الشمس يعادل 10 مليارات جسيمة على كل اسم 2 من الأرض في الثانية الواحدة ويحمل هذا النوع من الدقائق نحو 5 % من طاقة الإشعاع الشمسي .
3 ـ الإلكترون -e :
وهي جسيمة سالبة الشحنة ذات كتلة ساكنة تساوي واحدة الكتل الإلكترونية , وتشكل الإلكترونات الغلاف الذري وهي تنشأ من تحول الدقائق ( الجسيمات ) الأولية وكذلك عند انشطار نوى الذرات النشيطة إشعاعيا ويطلق عليها في هذه الحالة اسم دقائق بيتا , وتعتبر شحنة الإلكترون أصغر كمية معروفة من الكهرباء , ولهذا السبب فقد اتخذت هذه الشحنة في الفيزياء النووية كواحدة للشحن الكهربائية والتي ذكرت سابقاً .
4 ـ البوزيترون +e :
وهو عبارة عن إلكترون موجب ويعتبر مضاد للإلكترون السالب , وهو مستقر في الفراغ وهو على خلاف الإلكترون فهو ذو فترة حياة قصيرة في الوسط العادي ( في الهواء جزء من مليون جزء من الثانية ) , وإذا التقى بإلكترون سالب فإنه يحدث ما يسمى " بالتلاشي " ويتحولان إلى فوتونين .
5 ـ الميزون π :
الميزونات جسيمات ذات كتلة وسطية وقد عرف عدد كبير منها , بعضها موجب وبعضها سالب وبعضها الآخر معتدل الشحنة , وكلها غير مستقرة إذ تتلاشى فور تشكلها متحولة إلى غيرها من الجسيمات الأولية , ويعود الدور الأساسي في بناء النواة الذرية للميزونات بي " π " إذ تتعلق بها طبيعة القوى النووية التي تؤمن بقاء ومتانة نواة الذرة .
6 ـ البروتون P :
وهو جسيمة ثقيلة ذات شحنة موجبة وكتلة تعادل 1836وحدة كتلية إلكترونية , وهي مستقرة وتدخل في صلب تركيب النواة ويعتبر البروتون نواة أبسط ذرة معروفة هي ذرة الهيدروجين .
7 ـ الأنتي بروتون أو البروتون المضاد -P :
وهو سالب الشحنة , فترة حياته قصيرة جداً ( جزء من 500 مليون جزء من الثانية ) ويؤدي اصطدام البروتون ومضاده إلى تلاشيهما وظهور عدد كبير من الدقائق الأولية الأخرى .
8 ـ النترون n :
جسيمة معتدلة الشحنة كتلتها الساكنة تعادل كتلة البروتون ولكنها غير مستقرة في الحالة الحرة , إذ ينشطر متحولاً إلى بروتون وإلكترون ونيترينو , والعمر الوسطي للنيترون الحر هو ( 1000 ثانية ) تقريباً , وهو كالبروتون من حيث مساهمته في تركيب نواة الذرة .
9 ـ الأنتي نيترون -n :
وهو جسيم غير مستقر متعادل الشحنة كما أن تلاشيه مع النيترون يعطي دقائق أخرى متعددة .
وقد دلت الأبحاث على أن البروتونات والنيترونات ليست نقطية وإنما تملك نوى ذات نصف قطر 0.2 × 10 أس -13 سم
وغلافاً نصف قطره 1,5 × 10 أس -13 سم
وعلى ما يبدو فإن هذا الغلاف يتألف من الميزونات بي " π " وتملك نوى البروتونات والنيترونات شحنة كهربائية موجبة بينما يحمل الغلاف البروتوني شحنة موجبة في حين يملك النيترون غلافاً ذا شحنة سالبة ولهذا فهو متعادل كهربائياً وتتركز الكتلة الأساسية للذرة في هذين النوعين من الجسيمات الأولية
والفيزياء هذا حالها من العياني (ميكانيكا نيوتن ) الى المجهري ( ميكانيكا الكم والفيزياء الجسيمات)
وبكل افتخار و الحقيقة اقول ان الفيزياء اجمل علم في الكون