كوارك: الفرق بين النسختين

|year=1964

}}</ref> سنة 1964.<ref name="Carithers"/> جاء المقترح بعد ظهور صيغة جيلمان الرياضية عن نظام تصنيف الجسيمات المسمى ''[[طريق الثمان لفات (فيزياء)|طريق الثمان لفات]]'' أو بمصطلح علمي أكثر، [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|تناظر النكهة]] [[أس يو 3]].<ref>

|chapter=The Eightfold Way: A theory of strong interaction symmetry

}}<br/> Original: {{citation

|author=M. Gell-Mann

|publisher=[[California Institute of Technology]]

}}</ref> وقد قدم ايفال نعمان مشروع مشابه أكثر تطورا بقليل في نفس السنة.<ref>

|chapter=Derivation of strong interactions from gauge invariance

}}<br/>Original {{cite journal

|author=Y. Ne'emann

|doi=10.1016/0029-5582(61)90134-1

}}</ref><ref>

}}</ref>

 

عندما اكتشفت [[هادرون|الهادرونات]]، كان ينظر إليها على أنها مثل [[البروتونات]] و[[نيوترونات]] [[بيون|البيون]]، أي [[جسيمات أولية]]، لكن تم اكتشاف هادرونات جديدة فأصبحت من الكثرة أشبه بحديقة حيوان الجسيمات، فبعدما كانت عدة هدرونات خلال عقديّ الثلاثينات والأربعينات من القرن العشرين، صارت عدة عشرات في الخمسينات من ذات القرن، وكانت الروابط فيما بينها غير واضحة حتى سنة 1961 عندما افترض كلا من موري جيلمان وجورج سويج بأنهما ليست جسيمات أولية، ولكن بدلا من ذلك كانت تتألف من مزيج من الكواركات وضديدها. يشترك في نموذجهما ثلاث أنواع من الكواركات -[[كوارك علوي]] و[[كوارك سفلي|سفلي]] و[[كوارك غريب|غريب]]- والتي نسباها إلى خصائص مثل [[دوران مغزلي (فيزياء)|اللف]] والشحنة الكهربائية.<ref name="Gell-Man1964"/><ref name="Zweig1964a"/><ref name="Zweig1964b"/> وقد تباينت ردود الفعل للمقترح عند المجتمع الفيزيائي. كان هناك نوع من الخلاف حول ما إذا كان كوارك كيان مادي أو مجرد فكرة تستخدم لشرح مفاهيم لم تفهم بشكل جيد في ذاك الوقت.<ref>

}}</ref>

 

|doi=10.1103/PhysRevD.69.114005

}}</ref><ref name="Griffiths">

}}</ref> أمكن لاحقا تعريف تلك الجسيمات التي لوحظت في المختبر بأنها كواركات علوية وسفلية عندما تم اكتشاف نكهات أخرى معها.<ref>

}}</ref> ومع هذا فإن البارتون ظل مستخدما كمصطلح جماعي للجسيمات الأساسية للهادرون (الكواركات وضدائدها و[[الغلوونات]]).

 

امكن تثبيت ظهور الكواركات الغريبة بطريقة غير مباشرة في المختبر المسرّع الوطني في تجربة النثر غير المرن العميق: فهي لم تكن فقط العنصر الأساسي لنموذج الكواركات الثلاث لجيلمان وسويج، ولكنها أعطت تفسيرا للهادرونات المكتشفة في الأشعة الكونية سنة 1947 وهي [[كاون]] ({{SubatomicParticle|Kaon}}) و[[البيون]] ({{SubatomicParticle|Pion}}).{{يم}}<ref>

}}</ref>

 

|doi=10.1103/PhysRevD.2.1285

}}</ref><ref>

}}</ref> ثم ارتفع عدد الكواركات الافتراضية إلى ستة في سنة 1973، عندما لاحظ كلا من [[ماكوتو كوباياشي]] و[[توشيهيده ماساكاوا]] في رصد لتجربة [[خرق تناظرالشحنة السوية]]<ref group=nb>إن خرق تناظرالشحنة السوية هو عبارة عن ظاهرة تجعل التفاعلات الضعيفة تظهر بشكل مختلف عند حصول [[تكافؤ (فيزياء)|التكافؤ]] وتغيّر موضع الجزيئات وأضدادها.</ref><ref name="KM">

{{cite journal

تم إنتاج الكواركات الساحرة في نفس الوقت بشهر نوفمبر سنة 1974 — إحداهما عن طريق المختبر سالف الذكر على يد [[بورتون ريختر]]، والآخر في مختبر "BNL" على يد [[صموئيل تينج]]. للكواركات الساحرة المكتشفة حدود مع ضديد الكواركات الساحرة في داخل الميزون. فكلا الطرفين كان له ميزونات محددة برموز مختلفة، J وψ; وبذا فالميزون المشكل أصبحت تسميته ب[[ميزون J/ψ|ميزون {{SubatomicParticle|J/Psi}}]]. وعندها فقط أقتنع مجتمع الفيزيائيين بصحة نظرية نموذج الكوارك.<ref name="Griffiths"/>

 

}}</ref> وكانت تلك علامة قوية على وجود كوارك القمة: فعدم وجود كوارك القمة يعني بأن الكوارك القعري لن يكون له شريك. لكن لم يتم اكتشاف الكوارك القمي إلا سنة 1995 بواسطة فريق من مختبر فيرميلاب أيضا<ref name="Carithers"/> حيث تبين أن له كتلة كبيرة جدا لم تكن متوقعة من قبل<ref>

}}</ref>— وهو تقريبا بحجم ذرة [[الذهب]].<ref name="BNLTop">

{{cite web

=== أصل الكلمة ===

سمّى جيل مان الكوارك بهذا الاسم بعيد سماعه لصوت البط.<ref>

}}</ref> وقد استغرق بعض الوقت لصياغة التهجئة الصحيحة للمصطلح الجديد، حتى وجد كلمة كوارك "''Quark''" في كتاب [[جيمز جويس]] المسمى "استيقاظ فينغانز" (1939):

{{اقتباس|Three quarks for Muster Mark<br/>

And sure any he has it's all beside the mark.

||جيمز جويس، ''استيقاظ فينغانز''<ref>

|origyear=1939

|id={{LCCN|59|000|354}}

}}</ref>

 

وقد أسهب جيلمان بتفاصيل أكثر عن مصطلح الكوارك في كتابه، "الكوارك واليغور" {{إنج|The Quark and the Jaguar}}.<ref name="Murray">

}}</ref> أما سويج فقد فضل كلمة "''ace''-الآس" كمصطلح للجسيم الذي افترضه، لكن مصطلح جيلمان أخذ حظه من الشهرة بمجرد ماتم القبول بنموذج الكوارك.<ref>

}}</ref>

 

تتعدد أسباب تسمية نكهات الكواركات بمسمياتها الحالية، فمصطلح كوارك علوي وسفلي كان بسبب عناصر حمل اللف النظائري العلوية والسفلية،<ref name="sakurai">

}}</ref> والكوارك الغريب فقد أعطي اسمه بسبب أنه قد تم اكتشافه ليكون من عناصر [[جسيم غريب|الجسيمات الغريبة]] المكتشفة في الأشعة الكونية قبل ظهور نموذج الكوارك بسنوات؛ فقد اعتبرت تلك الجسيمات «غريبة» لأن عمرها غير عادي وطويل جدا.<ref name="DHPerkins"/> أما كوارك الساحر فقد جائت تسميته بعدما اقتبس العالم جلاشو -وهو الذي افترض هذا الكوارك بالتعاون مع بيوركن- قائلا: "سوف نعطي منظومتنا لقب 'كوارك ساحر' لأننا مفتونين ومعجبين من التناظر الذي جيئ به من عالم دون الذرة".<ref>

}}</ref>." أما القمي والقعري فقد تم اختيار أسمائهم لأنهم "منطقيا شركاء للكواركات العلوية والسفلية"<ref name="DHPerkins">

}}</ref> وقد كانت مسمياتهم بالسابق هي "الحقيقة" {{إنج|Truth}} و"الجمال"' {{إنج|Beauty}} على التوالي، ولكن تم إلغائها من معجم المصطلحات الفيزيائية المستخدمة عند اختيار المسميات الجديدة.<ref>

}}</ref>

== التصنيف ==

[[ملف:Standard Model of Elementary Particles-ar.png|تصغير|265بك|ست من الجسيمات في [[النموذج القياسي]] هي كواركات (تظهر باللون البنفسجي) وكل عمود من الأعمدة الثلاثة المرقمة (I و II و III) يمثل [[جيل (فيزياء الجسيمات)|جيل]] للمادة.|alt=A يظهر في جدول الجسيمات ثلاث أعمدة لأجيال المادة (الفرميونات) والرابع هو قوى البوزونات (باللون الأحمر)، أما المربعات الخضراء فهي اللبتونات. في الأعمدة الثلاث الأول فإن السطرين العلويين هما الكواركات والسفليين هما اللبتونات. يتكون السطرين العلويين للأعمدة من علوي (u) وسفلي (d)، ساحر (c) وغريب (s)، قمي (t) وقعري (b)، ثم الفوتون(γ) والغلوون(g) بالترتيب. أما السطريين السفليين للأعمدة فيتكونان من إلكترون نيوترينو (ν sub e) وألكترون (e)، ميون نيوترينو (ν sub μ) وميون (μ)، وتاو نيوترينو (ν sub τ) وتاو (τ)، ثم بوزونات القوى الضعيفة ز (Z sup 0) وواو (W sup ±). هناك قائمة بالكتلة والشحنة واللف خاصة بكل جسيم.]]

يعتبر [[النموذج القياسي]] الإطار النظري الذي يعطي وصفا لجميع [[جسيمات أولية|الجسيمات الأولية]] المعروفة حاليا، فضلا عن [[بوزون هيغز|بوزونات هيغز]].<ref group="nb">اعتبارًا من يوليو 2009.</ref> المخفية<ref>

|doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018

}}</ref> فهذا النموذج يحتوي على ست [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهات]] من الكواركات ورمزها: ({{SubatomicParticle|quark}})، وهي [[كوارك علوي|الكوارك العلوي]] ({{SubatomicParticle|up quark}})، و[[كوارك سفلي|السفلي]] ({{SubatomicParticle|down quark}})، و[[كوارك ساحر|الساحر]] ({{SubatomicParticle|charm quark}})، و[[كوارك غريب|الغريب]] ({{SubatomicParticle|strange quark}})، و[[كوارك قمي|القمي]] ({{SubatomicParticle|top quark}})، وأخيرا [[كوارك قعري|القعري]]<ref name="HyperphysicsQuark"/> ({{SubatomicParticle|bottom quark}}). تسمى [[جسيم مضاد|الأجسام المضادة]] للكواركات ''بضديد الكوارك'' ويرمز لها بخط فوق رمز الكوارك المطابق، مثل {{SubatomicParticle|Up antiquark}} لضديد الكوارك العلوي. وكما هو حال [[مادة مضادة|المادة المضادة]] بشكلها العام، فإن ضديد الكوارك له نفس الكتلة، ومتوسط العمر واللف الذي يوجد بالكوارك، ولكنه معاكس بالشحنة الكهربائية و[[شحنة (فيزياء)|الشحنات الأخرى]].<ref>

}}</ref>

 

الكوارك هو جسيم ذو [[دوران مغزلي (فيزياء)|دوران مغزلي]] -[[لف مغزلي-½|{{frac|1|2}}]]، مما يعني ضمنا أنه [[فرميون]] حسب [[مبرهنة إحصاء اللف]]. وتلك تكون خاضعة ل[[مبدأ استبعاد باولي]]، والتي تقول بأنه لايمكن لأكثر من فرميون أن يحتل حيزا في نفس [[حالة كمية|الحالة الكمومية]]. وهو على النقيض من [[بوزونات]] (وهي جسيمات لها عدد صحيح باللف)، التي يمكن أن يكون أي كمية منها في نفس الحالة.<ref>

}}</ref> وخلافا [[ليبتون (فيزياء)|للبتونات]]، فالكواركات تستحوذ على [[الشحنة اللونية]]، التي تجعلها تنخرط في [[تآثر قوي|التفاعل القوي]]. فبسبب التجاذب بين الكواركات المختلفة، تتشكل جسيمات مركبة تسمى [[الهادرونات|بالهادرونات]].

 

يحدد الكوارك [[رقم كمومي|الأرقام الكمية]] للهادرونات وتسمى بتلك الحالة '''كوارك مكافئ'''؛ وبصرف النظر عن هذا، فإن الهادرون قد يحتوي على عدد غير محدد من الكواركات [[جسيم افتراضي|الافتراضية]] (أو ''[[#بحر الكواركات|بحر]]'') وضديدها [[غلوون|الغلوونات]] التي لاتؤثر على أرقامها الكمية.<ref>

}}</ref> وهناك عائلتين من الهادرونات؛ [[الباريونات]] وبها ثلاث كواركات مكافئة، و[[الميزونات]] وبها كوارك مكافئ مع ضديد الكوارك.<ref>Section 6.1. in

}}</ref> وأشهر الباريونات قاطبة البروتون والنيوترون، وهما أعمدة الأساس ل[[نواة الذرة]].<ref name="Knowing">

}}</ref> معظم الهادرونات معروفة، وأغلبها متباينة بما تحتوي من الكوارك والخصائص التي تضفيها كواركاتها الأساسية. أما وجود [[هادرون شاذ|هادرونات شاذة]] مع مزيد من كواركات مكافئة، مثل ال[[تترا كوارك|تترا كواركات]] ({{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|antiquark}}{{SubatomicParticle|antiquark}}) وال[[بنتا كوارك|بنتا كواركات]] ({{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|antiquark}}) فقد تم تخمينه،<ref name="PDGTetraquarks">

{{cite journal

|year=2008

|doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018

}}</ref>

 

|doi=

}} <br/>

|chapter=The Singularity and Other Problems

|origyear=1994

}}</ref> تكون الأجيال الأعلى من الكواركات أكير كتلة وأقل ثباتا، مسببة [[اضمحلال الجسيم|بتحلل]] الكوارك إلى جسيمات الجيل الأدنى عن طريق [[قوة نووية ضعيفة|تفاعلات ضعيفة]]. أما الذي يحدث بشكل عام في الطبيعة هو الجيل الأول (العلوي والسفلي). فالكواركات الثقيلة لا تنشأ إلا في تصادمات عالية الطاقة (مثل تلك المرتبطة ب[[الأشعة الكونية]])، ثم تضمحل بسرعة؛ مع ذلك فهناك اعتقاد سائد بأنها كانت موجودة بالجزء الأول من الثانية الأولى بعد حدوث [[الانفجار العظيم]]، عندما كان الكون في حالة حرارة وكثافة قصوى (ويسمى ب[[عصر الكوارك]]). لذا فدراسة الكواركات الثقيلة تجري دائما في ظروف صناعية، مثل [[معجل جسيمات|معجلات الجسيمات]]<ref>

}}</ref>

 

{{أنظر أيضا|شحنة كهربائية}}

قيم الشحنة الكهربائية [[كسر|الكسرية]] للكوارك تكون إما −{{frac|1|3}} أو +{{frac|2|3}} من قيمة [[الشحنة الأولية]] حسب النكهة. فالكواركات العلوية والساحرة وكواركات القمة (تعتبر كمجموعة كواركات العلوية) لها شحنة +{{frac|2|3}}، بينما الكواركات السفلية والغريبة والقعريّة (كواركات المجموعة السفلية) لها −{{frac|1|3}}. ضديد الكوارك لها الشحنة المعاكسة للكوارك المطابق لها؛ بمعنى شحنة ضديد كواركات المجموعة العلوية هي −{{frac|2|3}}، وشحنة ضديد كواركات المجموعة السفلية تكون +{{frac|1|3}}. بما أن الشحنة الكهربائية للهادرون هي مجموع شحنات الكواركات الأساسية، فعليه تكون شحنة الهادرونات عددا صحيحا: فشحنة تمازج ثلاث كواركات (باريون)، وثلاث ضديد كواركات (ضديد باريون)، أو كوارك وضديد كوارك (ميزون) تكون نتيجتها دائما عدد صحيح.<ref>

}}</ref> فعلى سبيل المثال، الهادرون عنصر أساسي في نواة الذرة، شحنة النيوترونات والبروتونات تكون 0 و+1 بالترتيب؛ يتكون النيوترون من كواركين سفليين وكوارك علوي واحد، والبروتون يحتوي كواركين علويين وكوارك سفلي واحد.<ref name="Knowing"/>

 

 

يمثل اللف المغزلي بواسطة [[متجه]] ويقاس طوله بوحدة '''خفض ثابت بلانك''' ''ħ'' (تنطق خط هاء "h bar"). في الكوراكات قياس متجه عنصر اللف المغزلي حول أي محور لا يسفر إلا على القيم التالية +''ħ''/2 or −''ħ''/2; لهذا السبب فالكواركات تصنف كجسيمات [[لف مغزلي-½|لف مغزلي-{{frac|1|2}}]]{{يم}}.<ref>

}}</ref> يرمز لعنصر اللف المغزلي حول محور معين -ويعرف بالمحور السيني- برمز سهم علوي ↑ للقيمة +{{frac|1|2}} وسهم سفلي ↓ للقيمة −{{frac|1|2}}، ويوضع بعد شارة النكهة. فعلى سبيل المثال، يرمز لكوارك علوي بلف +{{frac|1|2}} حول المحور السيني بالرمز u↑{{يم}}.<ref>

}}</ref>

 

=== قوة نووية ضعيفة ===

[[ملف:Beta Negative Decay.svg|تصغير|192px|upright|[[مخطط فاينمان]] ل[[تحلل بيتا]] مع اتجاه الزمن للأعلى. ترمز مصفوفة CKM إلى الاحتمالية لذلك وأيضا تحلل الكواركات الأخرى.|alt=A يحتوي المخطط التصويري على أسهم مستقيمة. يتفرع الكوارك السفلي إلى كوارك علوي وسهم متموج لبوزون و-، التفريع التالي يكون إلى إلكترون وسهم عكسي لالكترون ضديد نيوترينو.]]

لا تتحول نكهة كوارك إلى نكهة آخرى إلا عن طريق القوة النووية الضعيفة، أحد [[القوى الأساسية]] في فيزياء الجسيمات، وذلك بواسطة امتصاص أو انبعاث [[بوزون و]]، حيث يصبح بالإمكان لكوارك من المجموعة العلوية (علوي، ساحر، قمي) الانتقال إلى كوارك المجموعة السفلية (سفلي، غريب، قعري) والعكس صحيح. فميكانيكية تحويل تلك النكهة تسبب عملية [[نشاط إشعاعي]] [[تحلل بيتا|لتحلل البيتا]]، حيث ينشطر [[النيوترون]] ({{SubatomicParticle|neutron}}) إلى [[بروتون]] ({{SubatomicParticle|proton}}) و[[إلكترون]] ({{SubatomicParticle|electron}}) و[[ضديدنيوترينو|إلكترون ضديد نيوترينو]] ({{SubatomicParticle|electron antineutrino}}). وتحدث تلك عندما يتحلل أحد الكواركات السفلية في النيوترون ({{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|down quark}}{{SubatomicParticle|down quark}}) إلى كوارك علوي بواسطة بعث بوزون {{SubatomicParticle|W boson-}} [[جسيم افتراضي|الافتراضي]] ومحولا النيوترون إلى بروتون ({{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|up quark}}{{SubatomicParticle|down quark}}). فيتحلل بعدها بوزون {{SubatomicParticle|W boson-}} إلى إلكترون وإلكترون ضديد نيوترينو.<ref name="SLAC">

 

يعبأ نظام التجاذب والتنافر فيما بين الكواركات بتركيبات مختلفة من الألوان الثلاثة ويسمى [[التفاعل القوي]]، وهو يتوسط [[حامل قوة|قوة تحمل الجسيمات]] وتسمى [[غلوون|بالغلوونات]]. فالنظرية التي تشرح التفاعلات القوية هي [[ديناميكا لونية كمومية]] {{إنج|QCD}} اختصارا. يشحن الكوارك بقيمة لونية واحدة يمكن أن تشكل نظام حاجز مع الكوارك المضاد له الحامل لضديد اللون المطابق؛ ثلاث من مضاد الكواركات كل منها له ضديد اللون، سيكون لها نظام حاجز مماثل. فعند جذب كواركين يكون الحاصل هو لون محايد: فمثلا كوارك له شحنة لون ''ξ'' مع ضديد كوارك له شحنة لون -''ξ'' فالناتج هو شحنة لونية 0 (أو اللون الأبيض) فيتشكل الميزون بالتالي. فالمماثل لنموذج [[لون جمعي|اللون الجمعي]] في [[علم البصريات]]، هو الجمع لكواركات ثلاث أو ضديد الكواركات كل منهم له شحنة لون مختلفة، ليكون الحاصل هو نفس شحنة اللون الأبيض مع تشكيل للباريون أو ضديد الباريون.<ref>

|oclc=55229065

}}</ref>

 

في فيزياء الجسيمات الحديثة، فإن [[تناظر قياسي|التناظر القياسي]]<!--[[gauge symmetry]]--> -هو أحد أنواع مجموعة التناظر- يصل ما بين تفاعلات الجسيمات. شحنة اللون (3){{يم}}SU وهو تناظر قياسي يربط ما بين شحنة اللون في الكوارك والتناظر الظاهر في ديناميكا لونية كمومية.<ref name="PeskinSchroeder">Part III of

}}</ref> كما أن قوانين الطبيعة تكون مستقلة عن الاتجاهات التي يتم تحديدها في فضاء ''س''، ''ص''، ''ع''، ولا تتغير إذا استدارت محاور التنسيق إلى وجهة أخرى، ففيزياء ديناميكا لونية كمومية مستقلة عن اتجاه فضاء اللون ثلاثي الأبعاد والمعرف بالأحمر والأزرق والأخضر. يتطابق تحول اللون _c{{يم}}(3){{يم}}SU مع دوران في فضاء اللون (والتي تسمى رياضياتيا بالفضاء المركب {{إنج|complex space}}. لكل نكهة كوارك ''f'' مطابق فرعي لألوان الكوارك ''f''_B، ''f''_G، ''f''_R{{يم}}،<ref>

}}</ref> تشكيل ثلاثي: ثلاثة عناصر [[مجال فيزيائي|مجال كمي]] والتي تتحول تحت تمثيل _c{{يم}}(3){{يم}}SU الأساسي.<ref>

}}</ref> فالشرط ليكون _c{{يم}}(3){{يم}}SU موضعي— أي؛ أن تسمح تحولاتها بالتغير حسب المساحة والزمن— يحدد خصائص التفاعل القوي، لا سيما في وجود ألوان [[غلوون]] الثمانية بصفتها حوامل القوة.<ref name="PeskinSchroeder"/><ref>

{{cite web

{{انظر أيضا|كتلة}}

يستخدم مصطلحين للإشارة إلى كتلة الكوارك: كتلة [[كوارك جاري]]<!--[[current quark]]--> وتشير إلى كتلة الكوارك ذاته، وكتلة [[كوارك أساسي]]<!--[[constituent quark]]--> وتشير إلى كتلة الكوارك مع كتلة [[نظرية الحقل الكمومي|مجال جسيم]] [[غلوون|الغلوون]] المحيط بالكوارك.<ref>

}}</ref> وعادة ما يكون الاختلاف في قيم تلك الكتل كبيرا. فمعظم كتل الهادرونات تأتي من الغلوونات التي تربط الكواركات الأساسية ببعضها البعض، بدلا من الكواركات نفسها. وبما أن الغلوونات بطبيعتها تكون عديمة الكتلة، إلا أنها تمتلك طاقة أكبر—بشكل أدق [[ديناميكا لونية كمومية|طاقة ربط ديناميكا لونية كمومية]] (QCBE)—وهذا الذي يساهم إلى حد كبير في الكتلة الكلية للهادرون. فعلى سبيل المثال، كتلة البروتون تساوي 938&nbsp;[[إلكترون فولت#وحدة كتل ذرية (emu)|MeV/c²]]، من كتلة المتبقية حيث تسهم الكواركات الثلاث المكافئة بحوالي 11&nbsp;MeV/c² فقط؛ ويمكن أن يعزى الكثير من الكمية المتبقية إلى طاقة ربط الغلوونات QCBE{{يم}}.<ref name=AmslerQuarks/><ref>

}}</ref>

 

يفيد النموذج القياسي بأن كتلة الجسيمات الأولية تستمد من [[آلية هيغز]]، ذات الصلة ب[[بوزون هيغز]] الافتراضي. ويأمل الفيزيائيون بأن مزيدا من الأبحاث عن أسباب ضخامة كتلة كوارك القمة، والتي وجد أنها تعادل نواة الذهب (~171 GeV/c²){{يم}}،<ref name=AmslerQuarks/><ref>

}}</ref> قد تكشف عن مزيد من المعلومات عن نشأة كتل الكواركات وغيرها من الجسيمات الأولية.<ref>

 

=== جدول الخصائص ===

{{أنظر أيضا|حجز اللون|غلوون}}

كما في وصف الديناميكا اللونية الكمومية، فإن [[تآثر قوي|التآثر القوي]] يتوسط الكواركات بواسطة الغلوونات، و[[بوزون قياسي|بوزونات قياسية]] [[بوزون ناقل|ناقلة]] عديمة الوزن. كل غلوون يحمل شحنة لونية واحدة وشحنة ضديد اللون. ففي إطار العمل المقياسي لتفاعلات الجسيمات (وهو جزء من صياغة عامة تعرف بنظرية الاضطراب) فإن الغلوونات تنتقل باستمرار ما بين الكواركات خلال عملية انبعاث وامتصاص [[جسيم افتراضي|افتراضية]]. فعندما يتحول الغلوون ما بين الكواركات، فإنه يحدث تغير باللون في كلا الطرفين، فعلى سبيل المثال: عندما يبعث الكوارك الأحمر غلوون أحمر-ضديد أخضر، فإنه سيصبح أخضر، وأيضا عندما يمتص الكوارك الأخضر غلوون أحمر-ضديد أخضر، فإنه سيصبح كوارك أحمر. لذا بما أن كل لون كوارك يتغير بسرعة فإن التآثر القوي في ما بينهم لا يتأثر.<ref>

}}</ref><ref name="Veltman">

}}</ref><ref>

}}</ref>

 

وحيث أن الغلوونات تحمل شحنة لونية، فإن لها القدرة على بعث أو امتصاص الغلوونات الأخرى. وتسبب تلك ما يسمى ''بالحرية المتقاربة'' {{إنج|Asymptotic freedom}}: وبما أن الكواركات تتقارب جدا من بعضها البعض فإن ذلك يضعف من قوة الربط للديناميكا اللونية بينها،<ref>

}}</ref> والعكس صحيح، فكلما تباعدت الكواركات عن بعضها فإن قوة الربط تزداد. فالمجال اللوني سيتعرض للإجهاد، اشبه بشريط مطاطي عند سحبه، فلتقوية هذا المجال ينشأ تلقائيا كمية غلوونات أكثر للألوان الملائمة. ويحدث [[إنتاج زوجي|إنتاج زوج]] كوارك وضديدها عند بداية حاجز الطاقة. فيتم فصل أزواج كواركات عن بعضها البعض متسببة بتشكيل هادرونات جديدة. وتعرف هذه الظاهرة باسم [[حجز اللون]]: فلا يمكن ظهور الكواركات بشكل منفرد.<ref name="Veltman">

}}</ref><ref>

}}</ref> تكون عملية تشكيل الهادرونات، التي تحدث قبل تشكيل الكواركات عند حالات الاصطدام عالية الطاقة، تكون قادرة على التفاعل بأي طريقة أخرى، ولكن يستثنى منها كوارك القمة، الذي يتحلل قبل أن يتهادرن.<ref name=Garberson>

{{cite arxiv

=== بحر الكواركات ===

تحتوي الهادرونات التي تساهم مع [[نموذج الكوارك|الكوارك المكافئ]] ({{SubatomicParticle|valence quark}}) في [[عدد كم|أعداد الكم]] على أزواج كوارك-ضديد كوارك [[جسيم افتراضي|افتراضية]] ({{SubatomicParticle|quark}}{{SubatomicParticle|antiquark}}) معروفة باسم "بحر الكواركات" ({{SubatomicParticle|sea quark}}). ويتشكل بحر الكواركات من تصدع غلوونات مجال لون الهادرونات؛ ويمكن أن تتفاعل تلك العملية أيضا في الاتجاه المعاكس حيث أن [[إفناء]] اثنين من بحار الكواركات ينتج غلوون. فتكون النتيجة هي التدفق المستمر للغلوونات المجزأة المكونة لهذا "البحر".<ref>

}}</ref> يقل استقرار تلك البحار بكثير عن نظرائها المكافئة، وهي تفني بعضها البعض ضمن الأجزاء الداخلية للهادرون. لكن على الرغم من ذلك بإمكان بحر الكوارك أن تتهادرن إلى جزيئات باريونية أو ميزونية في ظروف معينة.<ref>

}}</ref>

 

=== مراحل أخرى لمسألة الكوارك ===

[[ملف:QCDphasediagram ar 2.PNG|يسار|تصغير|300بك|تقديم نوعي [[مخطط الطور|للرسم التخطيطي]] لمادة كوارك. والتفاصيل الدقيقة للمخطط موضوع البحوث الجارية.<ref name=Ruester>

{{cite journal

 

تتميز بلازما كوارك-غلوون بزيادة كبيرة في عدد أزواج الكواركات الثقيلة مقارنة بعدد أزواج الكواركات العلوية والسفلية. وهناك اعتقاد أنه في الفترة التي سبقت 10⁻⁶ ثوان بعد [[الانفجار العظيم]] ([[حقبة الكوارك]]) بأن الكون امتلأ من بلازما كوارك-غلوون، حيث درجات الحرارة مرتفعة جدا للهادرونات كي تستقر.<ref>

}}</ref>

 

}}</ref>

 

 

== قراءات أخرى ==

}}

}}

}}

}}

}}

}}

}}

 

{{شريط بوابات|فيزياء}}

{{شريط مختارة|تاريخ=6 أكتوبر 2010|نسخة=}}

 

[[تصنيف:كوارك]]