القوى والتفاعلات(في قلب الطبيعة: القوى والتفاعلات التي تشكّل العالم دون الذري)
المؤلف:
دكتور حازم فالح سكيك
المصدر:
مقدمة مختصرة عن فيزياء الجسيمات
الجزء والصفحة:
ص17
2025-10-07
209
يجب علينا الآن أن نعالج القوى الأساسية والتفاعلات الموجودة بين الكواركات واللبتونات المتمثلة في قوة التجاذب القوى الضعيفة، القوى الكهرومغناطيسية والقوى القوية. ويتحكم في الكون كل من قوى التجاذب والقوى الكهرومغناطيسية. أمـا عـن القوى القوية فتربط بين الكواركات مع بعضها البعض والتي تحمل مكونات النواة (البروتونات و النيوترونات) أما عن القوى الضعيفة فهي المسؤولة عن اضمحلال الإشعاع الناتج من عدم استقرار النواة وتفاعلات النيوترونات مع اللبتونات في المادة.
القوة الفعلية للقوى يمكن مقارنتها بالقوة القوية strong، والتي هنا يمكن اعتبارها وحدة القوة (على سبيل المثال 1) في هذه الحالة فإن القوى الكهرومغناطيسية تكون شدتها الفعلية (1/137). أما القوى الضعيفة فتكون أقل ببلايين المرات من القوى القوية. والأضعف منهم جميعا هي قوة التجاذب. يبدو ذلك غريبا حيث أن قوى التجاذب قوية بشكل كافٍ لتحمل كتلة الأرض والكواكب في مدارها حول الشمس. وكما نعلم أن قوى التجاذب بين جسمين كتلتاهما ، m ويفصل بينهما مسافة r تتناسب طرديـا مـع حاصل ضرب الكتلتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما.
من هنا يتضح لنا ما هو المقصود بالقوة الفعلية والتي يمكن أن تعطى بثابت الجذب العام في هذه الحالة G والذي يعتمد على الكتل والمسافات. وكذلك الحال بالنسبة للقوى الكهرومغناطيسية بين الجسيمات فإنها تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الشحنتين (q,Q) و عكسيا مع مربع المسافة بينهما r.
ولكن هنا ثابت الجذب العام هو ألفا والذي يعبر عن القوة الفعلية، وحساب القوة النسبية لتنافر القوى المغناطيسية وقوى التجاذب بين بروتونين بوحدة الشحنة عن طريق المعادلتين السابقتين نجدها 1036 ، لذلك فإن البروتونين سوف يتنافران ويبتعدان عن بعضهما، وبسهولة يمكن التغلب على قوى التجاذب الضعيفة.
مما سبق يمكننا أن نعبر عن القوى عن طريق نظرية تنتج من التغير في نوعية الجسيمات تسمى البوزونات المقياسية gauge bosons. وهي عبارة عن كم من (مجال القوة).
وعندما تكون الفوتونات حقيقية (كماً من الضوء وتكون في حالتها المشعة (متحركة) الناتجة من تسارع وتباطؤ الجسيمات فيمكن أن تنتج بوزونـات أخــرى (كما في الجدول) ويمكن ملاحظتها كجسيمات حقيقية. إن جميع البوزونات لها غزل spin إما صفر أو أعداداً صحيحة.
جدول 2: يوضح القوى وكم هذه القوى بالبوزونات، وتقاس الشحنة هنا بشحنة الإلكترون.
ويطلق على حاملات القوى القوية لفظ الغلونات gluons، والغلو glue يحافظ على بقاء الكواركات مع بعضها البعض في البروتونات والنيوترونات كما يساعد على تكون النواة. أما حاملات القوى الضعيفة فتنتج من ثلاثة مكونات، وتسمى بوزونات ضعيفة: وهي W±و Z0. ويطلق عليها اسم جرافيتونات gravitons والتي لها غزل spin =21
الاكثر قراءة في فيزياء الجسيمات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
