الجسيمات الأولية و النموذج العياري-Elementary particles and Standard Model

من طرف **Admin** السبت يناير 25, 2014 9:12 pm

الجسيمات الأولية و النموذج العياري

في فيزياء الجسيمات : الجسيمات الأولية elementary particles أو fundamental particles هي الجسيمات الأساسية التي تتكون منها باقي الجسيمات الأكبر والأعقد وبالتالي هي الأشكال الأبسط للوجود المادي حسب نظرية النموذج العياري Standard Model. يتم افتراض هذه الجسمات أولية على أساس أنها البنية الأولية 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 أساساً.

تحدد نظرية النموذج العياري في فيزياء الجسيمات هذه الجسيمات بانها كواركات Quarks و ليبتونات Leptons وبوزونات قياسية Bosons.

تاريخياً اعتبرت الكثير من الجسيمات جسيمات أولية ثم بينت الاكتشافات اللاحقة تركيبها وبينت خطأ التصور انها أبسط الجسيمات: فالهادرونات Hadrons (و هي الميزونات والباريونات) مثل البروتونات والنترونات و حتى الذرات في فترة سابقة تم اعتبارها جسيمات أولية لفترة من الزمن حتى تم كشف أجزاء أبسط وأصغر منها.

حالياً تُقدّم نظرية الأوتار الفائقة Superstring Theory فكرة عن تكون كافة الجسيمات المادية، و ذلك عبر نوع من الاهتزازات ضمن ما يدعى وتراً فائقاً، هذه النظرية تشكل إطاراً واعداً لتوحيد نظرية النموذج العياري أو بشكل أكثر تحديداً ميكانيكا الكم مع نظرية النسبية لتشكيل إطار موحد لتفسير القوى الفيزيائية الأربع الأساسية في الطبيعة، و لكن نظرية الأوتار لا تزال تبحث عن دليلها التجريبي الملموس، الذي تم تكشف عنه التجارب بعد.

جميع الجسيمات الأولية تكون إما بوزونات أو فرميونات (حسب اللف المغزلي لديها أو عزم الدوران الذاتي Spin). وتحدد نظرية إحصاء اللف المغزلي نتائج إحصاء الكم والتي تفرق الفرميونات عن البوزونات. ووفقاً لتلك المنهجية: فإن الجسيمات المرتبطة بالمادة تكون فرميونات و لديها لفة مغزلية (Spin) نصف عدد صحيح؛ وتنقسم إلى اثنا عشر نكهة. أما الجسيمات المُرتبطة بالقوى الأساسية فهي البوزونات، ولديها لف مغزلي صحيح.

عائلة الفرميونات Fermions
الكواركات — علوي up، وسفلي down وساحر Charm وغريب Strange و قمي Top وقعري Bottom.
ليبتونات — إلكترونات، ميون Muon، تاو Tao، نيوترينو إلكتروني، نيوترينو ميوني، نيوترينو تاو.

عائلة البوزونات Bosons
بوزون قياسي — غلوون Gluon، بوزونات دبليو وزد W,Z Boson، فوتون
بوزونات أخرى — بوزون هيغز Higgs-Boson، جرافتون Graviton

النموذج العياري لفيزياء الجسيمات Standard Model

يحتوي النموذج العياري لفيزياء الجسيمات على 12 نكهة من الفرميونات بالإضافة إلى نظرائها من الجسيمات المضادة، وكذلك البوزونات الأولية التي تتوسط القوى وكذلك البوزون القياسي الذي لم يكتشف بعد، مع ذلك فيعتبر النموذج القياسي على نطاق واسع نظرية مؤقتة بدلا من أن تكون أساسية، لأنه من غير المؤكد إن كانت متوافقة مع النظرية النسبية العامة لآينشتاين. ويحتمل أن تكون هناك جسيمات افتراضية لم يتم توصيفها بالنموذج القياسي، مثل الجرافتون، وهو الجسيم المحتمل أن يكون حاملا لقوة الجاذبية.

فرميونات أساسية Fundamental Fermions

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 نيترينوهات، والثلاث الباقي لديها شحنة كهربائية تساوي (-1): الإلكترون و أقاربه (الميوون التاوون).

جسيمات مضادة Anti-Particles

يوجد أيضاً 12 من الجسيمات الفرميونية المضادة نظيرة لجسيماتها الـ 12. فالبوزيترون (مضاد الإلكترون) e+ وهو جسيم الإلكترون المضاد ولديه شحنة كهربائية +1 وهلم جرا.

للمزيد من المصادر حول النموذج المعياري و الجسيمات الأولية:
http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_Model
http://home.web.cern.ch/about/physics/standard-model
http://www.fnal.gov/pub/inquiring/matter/madeof/
http://en.wikipedia.org/wiki/Elementary_particle
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_particles