[رشوان محمود]

الجسيمات الاولية

اعداد وتوضيح : رشوان محمود

ما هي وحدة بناء المادة ؟
الاجابة تكمن في البحث عن المكون الأبسط للمادة , و الذي اقصده هنا عن الوحدة البنائية الاساسيه هو عدم وجود تركيب داخلي لتلك الوحدة . لذلك فسوف نذهب معا في رحله ممتعه بحثا عن اجابة لهذا التساؤل .
منذ بدأ الخليقه و الناس يفكرون في اجابه لهذا السؤال – مما يتكون الكون ؟ .. و تأخذهم الأبصار و يفكرون فيما حولهم ليعتقدوا الأرض و الهواء و النار و الماء اجابة كافية للتساؤل المطروح .
و استمرارا للجهد الإنساني بحثا عن اجابه لهذا السؤال , ففي سنة 1900 اعتبر الناس أن الذره هو هي كرة بداخلها جسيمات مشحونه بشحنات كهربيه, ولكن الذرات لها تركيب داخلي فترتيبها في جدول ( الجدول الدوري ) يدل علي أن لها تركيب داخلي يحدد صفاتها . عندئذ ضاع الأمل في الاجابه علي السؤال المطروح , فتصور الذره علي أنها كرة اسكواش بدون تركيب داخلي تصور خاطي , فقد كشفت التجارب العمليه وجود نواة للذره لها شحنة كهربيه موجبه و سحابه من الاكترونات ولها شحنة كهربيه سالبه . ان الشئ المهدهش حاليا عندما تقول ان مفهوم الذرة هي الوحدة البنائيه الاساسية للكون هو مصطلح خاطئ , بل ان مصطلح ذره atom هو مفهوم خاطئ فمعناه الشئ الذي لا ينقسم و هذا هو سبب الخطأ في التسمية

لذلك فخروجا من الازمه علينا التفكير في اتخاذ النواه كوحدة اساسيه
لكن .. لا
فالنواه لها تركيب داخلي و ثبت انها تتكون من بروتونات و نيترونات
اذن دعنا نقول ان البروتونات و النيترونات عما وحدتا البناء الاساسية
لكن ايضا .. لا
لطفا ....
فان الفيزيائيون قد اكتشفو ان البروتونات و النيترونات تتركب من جسيمات اصغر تسمي كواركات , و الكوارك ليس له تركيب داخلي فيمكن اعتباره كنقطه في الفراغ
و بذلك يكون الكوارك وحدة بنائيه اساسيه FUNDAMENTAL
بالتالي نسمي الكوارك جسيم اولي

هل الالكترون جسيم اولي ؟
الاجابه : نعم .. لانه ليس له تركيب داخلي

الان لو سلطنا الضوء ومضة ضوء علي النموزج الحديث للذرة فاننا نجد الالكترونات لها حركة ثابتة حول النواة , و البروتونات و النيترونات يهتز داخل النواة , و الكواركات تهتز داخل البروتونات و النيترونات , كما يدلنا النموزج علي ان معظم حجم الذرة فراغ
لذلك نستنتج ان ابعاد مكونات الذره صغيره جداااا فمثلا الكوارك يمثل 1/100,000,000 من حجك الذرة نفسها يعني و طبعا كده نقدر نستنتج ان ابعاد الكوارك اصغر من 10 مرفوعه لأس اقل من (-18) و هذا يجبرنا ان نعتبر الكوارك نقظه مادية

standard model :
هذا النموزج يحتوي علي شرح لمفاهيم وحدة بناء المادة و القوي او التفاعلات بينها عن طريق :
6 كواركات
6 ليبتونات ( مفردها ليبتون ) و من اشهرها الاكترون
فكل المواد المعروفة تتكون من كواركات و ليبتونات و تتفاعل مع بعضها عن طريق الجسيمات حاملات القوة و التي تفسر عدة اسئله من ضمنها كيف تتجازب جزيئات المادة ؟ , و كيف تتجازب الذرات لبعضها ؟ , و كيف تتجازب البروتونات داخل النواة لبعضها علي الرغم من كونها جسيمات لها نفس الشحنه ؟ .... كل هذه الاسئله سوف اجيب عليها عن طريق معرفتنا بما يسمي الاجسام حاملة القوه force carrier particl
وعلي الرغم من ان توقعات هذه النظرية قد اثبتتها التجارب العمليه لكن للاسف فان هذه النظرية لم تشرح كل شئ فلم تحتوي هذه النظريه علي مايسمي بالجازبية و التي تحوم حولها الاسئله بدون اجابات حتي الان .
.
الجسم والجسم المضاد :
عرفنا فيما سبق ان المادة تتكون من كواركات و ليبتونات كوحدات بناء اساسية ولكن
ليس هذا كل شئ فسلوك الكواركات تختلف عن سلوك اللبتونات
و كما نعلم فان كل جسم له جسم مضاد فمثلا الكوارك له anti-quark
و الجسم المضاد مثل الاجسام العادية الا انها تختلف في الشحنه فمثلا anti proton له شحنه سالبه و هنا اريد ان اذكر بان الـ positron وهو الجسم المضاد للاكترون هو تسمية شاذه
و الجدير بالزكر انه عندما يلتقيا الجسمان ( الجسم و الجسم المضاد ) فانهما يختفيان و تظهر طاقة

الكواركات:
هي نوع من الجسيمات الاوليه و لها 6 انواع هي
(up / down ) , ( charm / strang) , ( top / pottom )
و قد وضعتهم في ازواج حتي يسهل حفظهم
و الكواركات لها شحنه كهربيه اقل من 1 علي العكس من شحنه البروتونات و الالكترونات و التي تمتلك شحنه كهربي 1 و -1
فشحنه ال up , charm , top هي 2/3
و شحنه ال down , strang , pottom هي -1/3
ان الشئ الذي سوف يثير اعجابك هو معرفتك حالا بان الكواركات تحمل نوع اخر من الشحنه غير الشحنه الكهربيه و تسمي color charge , وسوف ارجي الحديث عنها الان
من صفات الكواركات عدم وجودها منفردة و انما توجد في تجمعات عندئذ نسميها (هادرونات ) .
و بالرغم من ان الكوارك منفرد له كسر من الشحنه الكهربيه فان الهادرون له شحنه كهربية تأخد عدد صحيح .
و تنقسم الهادرونات الي قسمين
1- الباريونات ( مفرها باريون )
2- الميزونات ( مفرها ميزون )
اولا : الباريونات
يتكون الباريون من 3 كواركات (qqq)
و من امثلة الباريون البروتون و النيترون
أ- البروتون و حتوي علي 3 كواركات اثنين منهم من النوع up و الثالث من النوع down أي ان البروتون يتكون كالتالي ( uud )
ب- النيترون ويحتوي علي 3 كواركات كالتالي ( udd )
ثانيا : الميزونات
و الميزون يتكون من كوارك والجسم المضاد له أي( q q- )
و من امثلة الميزونات البيونات (منها البيونات المشحنونه و البيونات المتعادله )
فالبيون الموجب يتكون من (u d- ) أي من كوارك u p ) ) و ال down anti-quark
و لتكون عملية الفهم اسهل اطرح سؤال للتزكير
مما يتكون الجسم المضاد للبيون الموجب ؟ و ماتسميته ؟
و الاجابة تبدو واضحة فكما قلت ان الجسم المضاد يختلف في الشحنه الكهربيه فان الجسم المضاد للبيون الموجب هو البيون السالب و تلك هي اذن التسميه
اما مما يتكون ؟ فان الاجابة تكون اسهل
فهو بالطبع يتكون من الاجسام المضادة للاجسام المكونه للبيون الموجب اي يتكون من ( d u- ) أي يتكون من down quark and up anti-quark

و حيت ان الميزون يتكون من الجسم و الجسم المضاد للكوارك فانه غير مستقر .
, و تجدر الاشاره هنا الي ان الميزون k له اطول فترة حياة بالمقارنة مع الميزونات الاخري و يسمي هذا الميون باسم strang و ذلك نسبة للكوارك strang المكون لهذا الميزون .

الليبتونات :
هل تصدق بوجود جسم اصغر من الالكترون ؟!

هناك ليبتونات مشحونه كهربيا و اخري غير مشحونه
1-الليبتونات المشحونه مثل : الالكترون و الميو (moun ) والتاو tau ) ) ولهم جميعا شحنه سالبة
2-الليبتونات الغير مشحونه : وهي النيترينو المقابل لكل جسيم من الجسيمات السابق و هم
أ‌-e- neutrino
ب- moun – neutrino
ج- tau-neutrino
اذن يمكن ان اقسم الليبتونات الي 3 عائلات
العائلة الاولي : و هي الالكترون و النيترينو المطابق له
العئلة الثانية : و هي التاو و النيترينو المطابق له
العائلة الثالثه و هي الميو و النيترينو المطابق له
و احب ان انشير هنا الي شئ مهم و هي تسمية ليبتون فهي تعني الجسيم ذو الكتلة الصغيرة جدااااااا
سوف تعجب عندما اقول لك ان هذه التسمية خاطئه
لماذا ؟
لاننا نجد ان كتلة ال tau اكبر من كتلة الالكترون بحاولي 3000 مرة
لو اعتبرت الالكترون في حجم قطة سوف تجد ان النيترينو بمثابة حشرة قارضه في فراء القطة !!
حقا انه لشئ ممتع ان تكون الفيزياء بهذا التبسيط
الان ليست كل الجسمات الاوليه نقول انها موجودة في الطبيعة لان منها ما له فتره حياه قصيرة جدااا حيث تتحل الي ما هو ابسط منها
فمثلا ال tau سوف ينحل الي كوارك و كوارك مضاد و ال tau-neutrino
سوف اذكرك بما قولته سابقا بان الكواركات توجد في تجمعات , و الان عليك ان تعرف ان الليبتونات تعيش منعزله .
و ايضا فاننا لا نهمل كتلة الليبتونات , بل ان الاغرب من ذلك اننا لا يمكننا ان نهمل كتلة النيترينو فهذا النوع من الجسيمات يساهم في تمدد الكون لان اعدادها كبيره كبيره جدا و ان كانت لا تتفاعل الا نادرا

الان نرجع للبداية
فقد طرحت سؤال
مما يتكون الكون ؟
الان .. هل عرفت الاجابة ؟

[Abofaisal2008]

جزاك الله خيرا

لكن كيف يكون هناك جسم أولي هل هذا يعني أنه جسيم أصم و إذا كان كذلك مم يتركب؟

[رشوان محمود]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة Abofaisal2008 جزاك الله خيرا لكن كيف يكون هناك جسم أولي هل هذا يعني أنه جسيم أصم و إذا كان كذلك مم يتركب؟

مرحبا ابو فيصل
جسيم اولي اي ليس له تركيب داخلي , يعني يمكن اعتباره كنقطة مادية كالالكترون والكوارك والنيترينو ......

[الوفي]

جزاك الله خيرا
معلومات رائعه
تقبل خالص الود والتقدير

[الوفي]

[coolest]

coooooooooooooooooooooooooooooooool
thanx

[khaled1966]

مشكور رشوان محمزد

[اورانوس]

شكرا لك موضوع مفيد

[محمد ياسين]

أليس من الممكن أن يكتشف العلم فى المستقبل أن الإلكترون ليس جسيم أولى ؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

[قوس الله]

جزاك الله خيرا
[GLINT]أستاذ/رشوان محمود[/GLINT]