نموذج الكوارك: الفرق بين النسختين

'''نموذج الكوارك''' في الفيزياء هو عبارة عن نظام لتصنيف [[هادرون]]ات من حيث [[كوارك]] المكافئ— حيث يعطي الكوارك وضديده [[عدد كم|رقم كم]] للهادرون. ولتلك الأرقام الكمية أسماء تحدد بها الهادرونات، وهي من نمطين. مجموعة تأتي من [[تناظر بوانكاريه]]<!--[[Poincaréزمرة symmetryبوانكاريه]]-->— ''J''^''PC'' حيث ''J'', ''P'' و''C'' ترمز إلى [[الزخم الزاوي الإجمالي]]<!--[[total angular momentum]]--> و[[تناظر التكافؤ]] و[[تناظر الشحنة]] على التوالي. والباقي هو [[نكهة (فيزياء الجسيمات)#نكهات أعداد الكم|نكهات أعداد الكم]] مثل [[لف نظائري]] و[[الغرابة]] و[[سحر (رقم كمي)|السحر]] وهكذا. ويعتبر نموذج كوارك متابعة لنظام تصنيف طريق الثمان لفات.

تحدد الكواركات كلها [[رقم باريون]] ل{{frac|1|3}}. فلدى [[كوارك علوي|الكوارك العلوي]] و[[كوارك ساحر|الساحر]] و[[كوارك قمي|القمة]] [[شحنة كهربائية]] تعادل +{{frac|2|3}}، بينما [[كوارك سفلي|الكوارك السفلي]] و[[كوارك غريب|الغريب]] و[[كوارك قعري|القعري]] لديها شحنة كهربائية −{{frac|1|3}}. أما ضديد الكواركات فلديها رقم كمي معاكس. ولدى الكوارك أيضا [[دوران مغزلي (فيزياء)|دوران مغزلي]] -[[spinلف مغزلي-1/2½|{{frac|1|2}}]] من الجسيمات، ويعني بأنها [[فرميون]]ات.

في ظل التطوير لنظام تصنيف [[هادرونات|الهادرونات]] أضحت هناك أسئلة ساخنة بعد كشف أساليب فنية تجريبية جديدة، فأصبح واضحا أن لا يمكن أن تكون جميعها أولية. فقد أدت تلك الاكتشافات إلى [[فولفغانغ باولي]] بأن يصرخ قائلا:" ماكنت أتوقع ذلك، وإلا كنت سأصبح عالم نبات" ولكن [[لويس ألفاريز]] الذي أخذ بها جائزة نوبل في فيزياء الجسيمات التجريبية كان في طليعة تلك التطورات. هناك العديد من المقترحات المبكرة ولكن لم تكن لها القدرة على الشرح الكامل لتلك المعطيات مثل مقترح سويجي ساكوتا. ثم أتت النسخ المطورة من مويونج هان و[[يويتشيرو نامبو]] التي أضحت أنه لايمكن الاعتماد عليها بعد ذلك. فتم تطوير صيغة جيلمان-نشيجيما على نحو تكوين جديد ومطور لنموذج الكوارك بين [[موري جيلمان]] و[[كازهيكو نشيجيما]]. ثم تلقى هذا النموذج دعم ومساهمة من يوفال نعمان و[[جورج سويج]]. فالذي تنبأ بهذا النموذج هو لف {{frac|3|2}} [[باريون أوميغا|باريون {{SubatomicParticleSubatomic particle|Omega-}}]] وهو أحد الحالات البسيطة، واكتشفه جيلمان عن طريق تجربة في مختبر BNL واستحق جائزة نوبل على عمله هذا على تطوير نموذج الكوارك.

سمي تشكيل طريق الثمان لفات بعد الأمر التالي. إذا اخذنا 3 نكهات من الكواركات، ستكون الكواركات في التمثيل الأساسي، '''3''' (وتسمى ثلاثي) من [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهة]] SU3. ويكون ضديد الكوارك في التمثيل المعقد المقارن {{overlineسطرفوقي|'''3'''}}. وتصنع الحالات التسع (تساعي) من زوج يمكن أن يتحلل إلى التمثيل الكاذب '''1''' ويسمى المفرد، والتمثيل المشترك '''8''' (يسمى ثُماني). والترميز لهذا التحلل هو

فالشكل الأول يظهر تطبيق تحلل الميزونات. فإذا كان تناظر النكهة متكاملا، فستصبح كل الميزونات التسع متساوية الكتلة. ويشمل المحتوى المادي للنظرية مراعاة كسر التناظر الناتج من اختلاف كتل الكواركات وأيضا مراعاة الخلط بين التعدد المختلف (مثل الثُماني والمفرد). فالصدع ما بين {{SubatomicParticleSubatomic particle|Eta}} و{{SubatomicParticleSubatomic particle|Eta prime}} هو أكبر من استيعاب نموذج الكوارك.

Since quarks are [[fermionفرميون]]s, the [[spin-statistics theorem]] implies that the [[wavefunctionدالة موجية]] of a baryon must be antisymmetric under exchange of any two quarks. This antisymmetric wavefunction is obtained by making it fully antisymmetric in colour and symmetric in flavour, spin and space put together. With three flavours, the decomposition in flavour is

where the superscript denotes the spin, ''S'', of the baryon. Since these states are symmetric in spin and flavour, they should also be symmetric in space—a condition that is easily satisfied by making the orbital angular momentum ''L''&nbsp;=&nbsp;0. These are the ground state baryons. The ''S''&nbsp;=&nbsp;{{frac|1|2}} octet baryons are the two [[nucleonنوية (ذرة)]]s ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Proton+}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Neutron0}}), the three [[Sigma baryon|Sigmas]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Sigma+}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Sigma0}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Sigma-}}), the two [[Xi baryon|Xis]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Xi0}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Xi-}}), and the [[Lambda baryon|Lambda]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Lambda0}}). The ''S''&nbsp;=&nbsp;{{frac|3|2}} decuplet baryons are the four [[Delta baryon|Deltas]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Delta++}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Delta+}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Delta0}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Delta-}}), three [[Sigma baryon|Sigmas]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Sigma*+}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Sigma*0}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Sigma*-}}), two [[Xi baryon|Xis]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Xi*0}}, {{SubatomicParticleSubatomic particle|Xi*-}}), and the [[Omegaأوميغا]] ({{SubatomicParticleSubatomic particle|Omega-}}). Mixing of baryons, mass splittings within and between multiplets, and magnetic moments are some of the other questions that the model deals with.