النموذج المعياري
منذ القدم كانت أربع قوى هي التي تتحكم في الطبيعة و هي الهواء و الماء و النار و التراب
لازالت القوى أربع و لكنها تغيرت
تعلمنا في المدرسة أن المادة تتكون من مركبات و المركبات تتكون من عناصر و العناصر من ذرات و الذرات تتكون من بروتونت و نيوترونات و إلكترونات .
و في مرحلة متقدمة قد يذكرها البعض تعلمنا أشياء أخرى قد نتذكرها الآن مثل النيوترينو و ميزون باي الموجب و السالب و البزيترون و غيرها
هل تتعدد مكونات المادة بحيث أنها يمكن أن تكون لانهائية كالمركبات و من أين أتت هذه المركبات هل يوجد لها جد مشترك تنطلق منه ؟
نعم مؤخرا و في عام 1995 وضع الفيزيائيون في مسرع فيرميلاب للجسيمات في شيكاغو حدا لقصة طالت حول البحث عن مكونات المادة الأساسية و أكملو بهذا الإكتشاف النقص فيما سماه الفيزيائيون في العالم بالنموذج المعياري
و النموذج المعياري هو جدول لمكونات المادة الكونية بأسرها و لا يوجد أي جسيم إلا و يتكون من تركيبة من هذه الجسيمات.
النموذج المعياري:
يتكون النموذج المعياري من فئتين رأيسيتين :
الأولى - وتدعى مكونات المادة .
الثانية - ناقلات القوى .
تكون المجموعة الأولى المادة الكونية التي نراها أمام أعيننا اليوم و تربط المجموعة الثانية بين أفراد المجموعة الأولى بحيث يمكن أن نتخيله و كأنها خيوط أو أكياس تلملم شتات تلك العناصر أو المكونات .
المجموعة الأولى :
تنقسم إلى ثلاثة أجيال كل جيل ينقسم إلى قسمين تدعى كواركات الجيل فلان و ليبتونات الجيل فلان :
الجيل الأول :
I - الكواركات : كوارك فوقي و كوارك تحتي
-يحمل الكوارك الفوقي شحنة تساوي 2/3+ من شحنة الإلكترون ، ويمحمل التحتي 1/3- من شحنة الإلكترون
-تقدر كتلة الكوارك الفوقي بـ 0.3 جيف ، و الكوارك التحتي كتلته أيضاً 0.3 جيف .
* الجيف = 1 بليون إلكترون فولت و الإلكترون فولت هو ودة الطاقة E تربطها بالكتلة m العلاقة E=mc^2 يث c سرعة الضوء في الخلاء .
II- اليبتونات : الإلكترون و نيترينو إلكتروني
- أما الإلكترون فهو الجسيم المعروف و هو يحمل شحنة 1- ، و نيترينو الإلكترون ليست لديه شحنة أو متعادل 0
- الإلكترون كتلته تصل إلى 0.0005 جيف ، و النيوترينو ليست لديه كتلة ولكن لديه طاقه كتلوية .
الجيل الثاني :
I - الكواركات :كوارك البديع و كوارك الغريب
- حمل الكوارك البديع شحنة تساوي 2/3+ من شحنة الإلكترون ، ويمحمل الغريب 1/3- من شحنة الإلكترون
- تقدر كتلة الكوارك البديع بـ 1.5 جيف ، و الكوارك الغريب كتلته 0.5 جيف .
II- اليبتونات : الميون و نيترينو ميون
- الميون يحمل شحنة 1- ، و نيترينو الميون ليست لديه شحنة أو متعادل 0
- الميون كتلته تصل إلى 0.106 جيف ، و نيترينو الميون ليست لديه كتلة ولكن لديه طاقه كتلوية .
الجيل الثالث :
I - الكواركات :كوارك القمة و كوارك القاعدة
- يحمل كوارك القمة شحنة تساوي 2/3+ من شحنة الإلكترون ، ويمحمل القاعدة 1/3- من شحنة الإلكترون
- تقدر كتلة كوارك القمة بـ 175 جيف مما جعل إكتشافه صعباً و هذا ما أخر إكتمال النموذج المعياري إلى هذا الوقت، و كوارك القاعدة كتلته 4.5 جيف .
II- اليبتونات : التاو و نيترينو التاو
- التاو يحمل شحنة 1- ، و نيترينو تاو ليست لديه شحنة أو متعادل 0
- التاو كتلته تصل إلى 1.7 جيف ، و نيترينو تاو ليست لديه كتلة ولكن لديه طاقه كتلوية .
المجموعة الثانية :
ناقلات القوى هي أربع عائلات ووظيفتها تكوين الروابط و العلاقات بين مكونات المادة لتكوين عناصر الكون و هذه العائلات هي
1 - الغولون : وهو المسؤل عن نقل القوى النووية الشديدة ليست لديه شحنة و كتلته صفر و هو المسؤل عن ربط الكواركات ببعضها لتكوين البرتونات و النيوترونات و الميزونات و غيرها
2 - البوزونات البينية : و هي ثلاثة جسيمات جسيم Z و W+ و W- وهي تنقل القوى النووية الضعيفة المسؤولة عن التحلل الإشعاعي للكواركات .
Z كتلته 91 جيف و شحنته 0
W+ كتلته 80 جيف و شحنته 1+
W- كتلته 80 جيف و شحنته 1-
3 - الفوتون : وهو المسؤل عن نقل القوى الكهرومغناطيسية و التي تربط النوى الذرية بإلكتروناتها و العناصر بروابطها الكهربائية و التساهمية .
4 - جسيم هيغز : وهو المسؤل عن نقل قوى الثقالة التي تربط المجرات و الكواكب و النجوم ببعضها ( وهو جسيم إفتراضي لم يلمس أي دليل على وجوده بعد ).
فقط لا غير هذه مكونات الكون..
ترى ما اللذي دفع العلماء للبحث عن هذه الجسيمات و إكتشافها ؟
لماذا رغم الجهود الجبارة وعلى مر 10 سنين لم يتمكن العلماء من كشف جسيم هيغز ؟
كيف إستطاع العلماء معرفة الطريق التي توصل إلى كشف هذه الجسيمات ؟ وما هي طرق إكتشافها رغم أنها غير متوفرة في الكون خصوصا الجيل الثاني و الثالث ؟
أسئلة كثيرة سوف أحاول إجابتها في مواضيع لاحقة ....
منذ القدم كانت أربع قوى هي التي تتحكم في الطبيعة و هي الهواء و الماء و النار و التراب
لازالت القوى أربع و لكنها تغيرت
تعلمنا في المدرسة أن المادة تتكون من مركبات و المركبات تتكون من عناصر و العناصر من ذرات و الذرات تتكون من بروتونت و نيوترونات و إلكترونات .
و في مرحلة متقدمة قد يذكرها البعض تعلمنا أشياء أخرى قد نتذكرها الآن مثل النيوترينو و ميزون باي الموجب و السالب و البزيترون و غيرها
هل تتعدد مكونات المادة بحيث أنها يمكن أن تكون لانهائية كالمركبات و من أين أتت هذه المركبات هل يوجد لها جد مشترك تنطلق منه ؟
نعم مؤخرا و في عام 1995 وضع الفيزيائيون في مسرع فيرميلاب للجسيمات في شيكاغو حدا لقصة طالت حول البحث عن مكونات المادة الأساسية و أكملو بهذا الإكتشاف النقص فيما سماه الفيزيائيون في العالم بالنموذج المعياري
و النموذج المعياري هو جدول لمكونات المادة الكونية بأسرها و لا يوجد أي جسيم إلا و يتكون من تركيبة من هذه الجسيمات.
النموذج المعياري:
يتكون النموذج المعياري من فئتين رأيسيتين :
الأولى - وتدعى مكونات المادة .
الثانية - ناقلات القوى .
تكون المجموعة الأولى المادة الكونية التي نراها أمام أعيننا اليوم و تربط المجموعة الثانية بين أفراد المجموعة الأولى بحيث يمكن أن نتخيله و كأنها خيوط أو أكياس تلملم شتات تلك العناصر أو المكونات .
المجموعة الأولى :
تنقسم إلى ثلاثة أجيال كل جيل ينقسم إلى قسمين تدعى كواركات الجيل فلان و ليبتونات الجيل فلان :
الجيل الأول :
I - الكواركات : كوارك فوقي و كوارك تحتي
-يحمل الكوارك الفوقي شحنة تساوي 2/3+ من شحنة الإلكترون ، ويمحمل التحتي 1/3- من شحنة الإلكترون
-تقدر كتلة الكوارك الفوقي بـ 0.3 جيف ، و الكوارك التحتي كتلته أيضاً 0.3 جيف .
* الجيف = 1 بليون إلكترون فولت و الإلكترون فولت هو ودة الطاقة E تربطها بالكتلة m العلاقة E=mc^2 يث c سرعة الضوء في الخلاء .
II- اليبتونات : الإلكترون و نيترينو إلكتروني
- أما الإلكترون فهو الجسيم المعروف و هو يحمل شحنة 1- ، و نيترينو الإلكترون ليست لديه شحنة أو متعادل 0
- الإلكترون كتلته تصل إلى 0.0005 جيف ، و النيوترينو ليست لديه كتلة ولكن لديه طاقه كتلوية .
الجيل الثاني :
I - الكواركات :كوارك البديع و كوارك الغريب
- حمل الكوارك البديع شحنة تساوي 2/3+ من شحنة الإلكترون ، ويمحمل الغريب 1/3- من شحنة الإلكترون
- تقدر كتلة الكوارك البديع بـ 1.5 جيف ، و الكوارك الغريب كتلته 0.5 جيف .
II- اليبتونات : الميون و نيترينو ميون
- الميون يحمل شحنة 1- ، و نيترينو الميون ليست لديه شحنة أو متعادل 0
- الميون كتلته تصل إلى 0.106 جيف ، و نيترينو الميون ليست لديه كتلة ولكن لديه طاقه كتلوية .
الجيل الثالث :
I - الكواركات :كوارك القمة و كوارك القاعدة
- يحمل كوارك القمة شحنة تساوي 2/3+ من شحنة الإلكترون ، ويمحمل القاعدة 1/3- من شحنة الإلكترون
- تقدر كتلة كوارك القمة بـ 175 جيف مما جعل إكتشافه صعباً و هذا ما أخر إكتمال النموذج المعياري إلى هذا الوقت، و كوارك القاعدة كتلته 4.5 جيف .
II- اليبتونات : التاو و نيترينو التاو
- التاو يحمل شحنة 1- ، و نيترينو تاو ليست لديه شحنة أو متعادل 0
- التاو كتلته تصل إلى 1.7 جيف ، و نيترينو تاو ليست لديه كتلة ولكن لديه طاقه كتلوية .
المجموعة الثانية :
ناقلات القوى هي أربع عائلات ووظيفتها تكوين الروابط و العلاقات بين مكونات المادة لتكوين عناصر الكون و هذه العائلات هي
1 - الغولون : وهو المسؤل عن نقل القوى النووية الشديدة ليست لديه شحنة و كتلته صفر و هو المسؤل عن ربط الكواركات ببعضها لتكوين البرتونات و النيوترونات و الميزونات و غيرها
2 - البوزونات البينية : و هي ثلاثة جسيمات جسيم Z و W+ و W- وهي تنقل القوى النووية الضعيفة المسؤولة عن التحلل الإشعاعي للكواركات .
Z كتلته 91 جيف و شحنته 0
W+ كتلته 80 جيف و شحنته 1+
W- كتلته 80 جيف و شحنته 1-
3 - الفوتون : وهو المسؤل عن نقل القوى الكهرومغناطيسية و التي تربط النوى الذرية بإلكتروناتها و العناصر بروابطها الكهربائية و التساهمية .
4 - جسيم هيغز : وهو المسؤل عن نقل قوى الثقالة التي تربط المجرات و الكواكب و النجوم ببعضها ( وهو جسيم إفتراضي لم يلمس أي دليل على وجوده بعد ).
فقط لا غير هذه مكونات الكون..
ترى ما اللذي دفع العلماء للبحث عن هذه الجسيمات و إكتشافها ؟
لماذا رغم الجهود الجبارة وعلى مر 10 سنين لم يتمكن العلماء من كشف جسيم هيغز ؟
كيف إستطاع العلماء معرفة الطريق التي توصل إلى كشف هذه الجسيمات ؟ وما هي طرق إكتشافها رغم أنها غير متوفرة في الكون خصوصا الجيل الثاني و الثالث ؟
أسئلة كثيرة سوف أحاول إجابتها في مواضيع لاحقة ....
