كوارك: الفرق بين النسختين

 

تجتمع الكواركات معا لتشكل [[قائمة الجسيمات#جسيمات مركبة|جسيمات مركبة]] تسمى [[هادرون|هادرونات]]، الأكثر استقرارا التي هي البروتونات والنيوترونات، وهي مكونات [[نواة الذرة]].<ref>

|مؤلف=

|عنوان=Quark (subatomic particle)

|تاريخ الوصول=2008-06-29

| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150507140251/http://www.britannica.com:80/EBchecked/topic/486323/quark | تاريخ أرشيف = 7 مايو 2015 }}</ref> لا يمكن أن تظهر الكواركات بشكل مفرد حر فهي دائمًا محتجزة ضمن هادرونات ثنائية ([[ميزون|ميزونات]]) أو ثلاثية ([[باريون|باريونات]]) مثل البروتونات والنيوترونات،<ref name="HyperphysicsConfinment">

|مؤلف=R. Nave

|عنوان=Confinement of Quarks

|تاريخ الوصول=2008-06-29

| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190516223401/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Particles/quark.html | تاريخ أرشيف = 16 مايو 2019 }}</ref><ref name="HyperphysicsBagModel">

|مؤلف=R. Nave

|عنوان=Bag Model of Quark Confinement

 

للكوارك ست أنواع وتسمى [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|بالنكهات]] وهي: ال[[كوارك علوي|علوي]]، ال[[كوارك سفلي|سفلي]]، ال[[كوارك ساحر|ساحر]]، ال[[كوارك غريب|غريب]]، ال[[كوارك قمي|قمي]]، وال[[كوارك قعري|قعري]].<ref name="HyperphysicsQuark">

|مؤلف=R. Nave

|عنوان=Quarks

|سنة=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>

|مؤلف=M. Gell-Mann

|سنة=2000 |origyear=1964

|ناشر=[[Westview Press]]

|الرقم المعياري=0-7382-0299-1

|مؤلف=M. Gell-Mann

|سنة=1961

|ناشر=[[معهد كاليفورنيا للتقنية]]

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

|مؤلف=Y. Ne'emann

|سنة=2000 |origyear=1964

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

}}</ref><ref>

|الأول=R.C. Olby, G.N. Cantor

|سنة=1996

 

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>

|مؤلف=A. Pickering

|عنوان=Constructing Quarks

 

لم يظهر دليل مباشر على وجود الكواركات حتى تم اكتشافها سنة 1968 في المختبر المسرّع الوطني {{إنج|SLAC National Accelerator Laboratory}}. فتجربة النثر غير المرن العميق {{إنج| Deep inelastic scattering}} أشارت إلى أن بالبروتون بنية داخلية فرعية، وهذا البروتون مكون من نقاط صغيرة شبيهة بالأجسام، مما يعني بأنه ليس جسيم أولي (وهذا يشرح نموذج الكوارك).<ref name="Bloom"/><ref name="Breidenbach"/><ref>

|مؤلف=J.I. Friedman

|عنوان=The Road to the Nobel Prize

|doi=10.1103/PhysRevD.69.114005

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

|مؤلف=D.J. Griffiths

|عنوان=Introduction to Elementary Particles

|الرقم المعياري=0-471-60386-4

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

|مؤلف=M.E. Peskin, D.V. Schroeder

|سنة=1995

 

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]] ({{جسيم دون ذري|Kaon}}) و[[البيون]] ({{جسيم دون ذري|Pion}}).{{يم}}<ref>

|مؤلف=V.V. Ezhela

|سنة=1996

|doi=10.1103/PhysRevD.2.1285

}}</ref><ref>

|مؤلف=D.J. Griffiths

|عنوان=Introduction to Elementary Particles

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 {{جسيم دون ذري|J/Psi}}]]. وعندها فقط أقتنع مجتمع الفيزيائيين بصحة نظرية نموذج الكوارك.<ref name="Griffiths"/>

 

|مؤلف=M. Bartusiak

|عنوان=A Positron named Priscilla

|الرقم المعياري=0309048931

}}</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>

|مؤلف=K.W. Staley

|عنوان=The Evidence for the Top Quark

|الرقم المعياري=0521827108

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

|مؤلف=

|عنوان=New Precision Measurement of Top Quark Mass

== التسمية ==

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

|مؤلف=J. Gribbin, M. Gribbin

|عنوان=Richard Feynman: A Life in Science

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

||جيمز جويس، ''استيقاظ فينغانز''<ref>

|مؤلف=J. Joyce

|عنوان=Finnegans Wake

 

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

|مؤلف=M. Gell-Mann

|عنوان=The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simple and the Complex

|الرقم المعياري=978-0805072532

}}</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>

|مؤلف=J. Gleick

|عنوان=Genius: Richard Feynman and modern physics

 

للرِّكينات ست نكهات. تتعدد أسباب تسمية نكهاتها بمسمياتها الحالية، فمصطلح ركّين علوي وسفلي كان بسبب عناصر حمل اللف النظائري العلوية والسفلية،<ref name="sakurai">

|مؤلف=J.J. Sakurai

|محرر=S.F Tuan

|الرقم المعياري=0-201-53929-2

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

|مؤلف=M. Riordan

|عنوان=The Hunting of the Quark: A True Story of Modern Physics

|الرقم المعياري=9780671504663

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

|مؤلف=D.H. Perkins

|عنوان=Introduction to high energy physics

|الرقم المعياري=0521621968

}}</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>

|مؤلف=F. Close

|عنوان=The New Cosmic Onion

|doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018

| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170201193245/http://pdg.lbl.gov/2009/reviews/rpp2009-rev-higgs-boson.pdf | تاريخ أرشيف = 1 فبراير 2017 }}</ref> فهذا النموذج يحتوي على ست [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهات]] من الكواركات ورمزها: ({{جسيم دون ذري|quark}})، وهي [[كوارك علوي|الكوارك العلوي]] ({{جسيم دون ذري|up quark}})، و[[كوارك سفلي|السفلي]] ({{جسيم دون ذري|down quark}})، و[[كوارك ساحر|الفاتن]] ({{جسيم دون ذري|charm quark}})، و[[كوارك غريب|الغريب]] ({{جسيم دون ذري|strange quark}})، و[[كوارك قمي|القمي]] ({{جسيم دون ذري|top quark}})، وأخيرا [[كوارك قعري|القعري]]<ref name="HyperphysicsQuark"/> ({{جسيم دون ذري|bottom quark}}). تسمى [[جسيم مضاد|الأجسام المضادة]] للكواركات ''بضديد الكوارك'' ويرمز لها بخط فوق رمز الكوارك المطابق، مثل {{جسيم دون ذري|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>

|مؤلف=S.S.M. Wong

|عنوان=Introductory Nuclear Physics

 

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>

|مؤلف=K.A. Peacock

|عنوان=The Quantum Revolution

 

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>

|مؤلف=B. Povh, C. Scholz, K. Rith, F. Zetsche

|عنوان=Particles and Nuclei

|الرقم المعياري=3540793674

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

|مؤلف=P.C.W. Davies

|عنوان=The Forces of Nature

|الرقم المعياري=052122523X

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

|مؤلف=M. Munowitz

|عنوان=Knowing

|سنة=2008

|doi=10.1016/j.physletb.2008.07.018

|مؤلف=E.V. Shuryak

|عنوان=The QCD Vacuum, Hadrons and Superdense Matter

|doi=

}} <br />

|مؤلف=J.D. Barrow

|عنوان=The Origin of the Universe

|الرقم المعياري=978-0465053148

| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140814112819/http://books.google.com/books?id=eyPfgGGTfGgC&pg=PA70&dq=quarks+no+more+than+three+generations&lr=&as_brr=3&ei=BZjvSeDyKo7skwTFrPnvAw | تاريخ أرشيف = 14 أغسطس 2014 }}</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 دائمًا في ظروف صناعية، مثل [[معجل جسيمات|معجلات الجسيمات]]<ref>

|مؤلف=D.H. Perkins

|عنوان=Particle Astrophysics

== الخصائص ==

=== الشحنة الكهربائية ===

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 دائمًا عدد صحيح.<ref>

|مؤلف=G. Fraser

|عنوان=The New Physics for the Twenty-First Century

 

=== لف مغزلي ===

اللف المغزلي هي خاصية جوهرية للجسيمات الأولية، واتجاهها هو درجة الحرية المهمة. وتُصور أحيانا كدوران الجسم حول محوره، وهذا المفهوم مضلل نوعا ما في جداول تحت الذرية لأنه يعتقد بأن الجسيم الأولي هو جسيم نقطي نوعا ما.<ref>

|مؤلف=

|عنوان=The Standard Model of Particle Physics

 

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>

|مؤلف=F. Close

|عنوان=The New Cosmic Onion

|الرقم المعياري=1584887982

}}</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>

|مؤلف=D. Lincoln

|عنوان=Understanding the Universe

[[ملف:Beta Negative Decay.svg|تصغير|192px|معدول|[[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 لإلكترون 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]] ({{جسيم دون ذري|neutron}}) إلى [[بروتون]] ({{جسيم دون ذري|proton}}) و[[إلكترون]] ({{جسيم دون ذري|electron}}) و[[ضديدنيوترينو|إلكترون ضديد نيوترينو]] ({{جسيم دون ذري|electron antineutrino}}). وتحدث تلك عندما يتحلل أحد الكواركات السفلية في النيوترون ({{جسيم دون ذري|up quark}}{{جسيم دون ذري|down quark}}{{جسيم دون ذري|down quark}}) إلى كوارك علوي بواسطة بعث بوزون {{جسيم دون ذري|W boson-}} [[جسيم افتراضي|الافتراضي]] ومحولا النيوترون إلى بروتون ({{جسيم دون ذري|up quark}}{{جسيم دون ذري|up quark}}{{جسيم دون ذري|down quark}}). فيتحلل بعدها بوزون {{جسيم دون ذري|W boson-}} إلى إلكترون وإلكترون ضديد نيوترينو.<ref name="SLAC">

|مؤلف=

|عنوان=Weak Interactions

 

=== التآثر القوي والشحنة اللونية ===

[[ملف:ألوان الهادرونات.png|يسار|تصغير|معدول|إجمالي الشحنة اللونية لكل الهادرونات يساوي صفر.|alt=A يلغي كلا من السهم الأخضر والأرجواني (ضديد الأخضر) بعضهما البعض إلى اللون الأبيض ويمثلان الميزون؛ ويلغي كلا من الأسهم الأحمر والأخضر والأزرق بعضهم البعض إلى الأبيض، ويمثلون الباريون؛ وكذلك يلغي كلا من الأصفر (ضديد الأزرق)، والأرجواني والسماوي (ضديد الأحمر) بعضهم البعض إلى الأبيض، ويمثل ذلك ضديد الباريون.]]

يمتلك الكوارك خاصية تسمى ''[[الشحنة اللونية]]''. وتتكون تلك الشحنة من ثلاث أنواع، سميت عشوائيا بالأزرق والأخضر والأحمر.<ref group="nb">على الرغم من التسمية، إلا أن شحنة اللون لا علاقة لها بألوان الطيف الضوء المرئي.</ref> لكل نوع من تلك الأنواع مكمل من ضديد اللون - ضديد الأزرق، ضديد الأخضر، وضديد الأحمر. فإذا كان الكوارك يحمل لونا ما، فإن ضديد الكوارك يحمل ضديد اللون.<ref>

|مؤلف=R. Nave

|عنوان=The Color Force

 

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>

|مؤلف=B.A. Schumm

|عنوان=Deep Down Things

 

في فيزياء الجسيمات الحديثة، فإن [[تناظر قياسي|التناظر القياسي]]<!--[[نظرية المقياس]]--> -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

|عنوان=An Introduction to Quantum Field Theory

|مؤلف=M.E. Peskin, D.V. Schroeder

|الرقم المعياري=0-201-50397-2

}}</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>

|مؤلف=V. Icke

|عنوان=The force of symmetry

|الرقم المعياري=052145591X

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

|مؤلف=M.Y. Han

|عنوان=A story of light

|الرقم المعياري=9812560343

}}</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>

|مؤلف=C. Sutton

|عنوان=Quantum chromodynamics (physics)

 

=== الكتلة ===

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

|مؤلف=A. Watson

|عنوان=The Quantum Quark

|الرقم المعياري=0521829070

}}</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>

|مؤلف=W. Weise, A.M. Green

|عنوان=Quarks and Nuclei

 

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>

|مؤلف=D. McMahon

|عنوان=Quantum Field Theory Demystified

|الرقم المعياري=0071543821

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

|مؤلف=S.G. Roth

|عنوان=Precision electroweak physics at electron–positron colliders

 

=== جدول الخصائص ===

يلخص الجدول التالي خصائص للكواركات الست. [[نكهات أعداد الكم]] وهي: ([[اللف النظائري]] (''I''₃)، [[سحر (عدد كم)|السحر]] ('''C''')، [[غرابة (فيزياء الجسيمات)|الغرابة]] ('''S''')، [[قمة (فيزياء الجسيمات)|القمة]] (''T'')، وأخيرا [[قعر (فيزياء الجسيمات)|القعر]] (''B''{{يم}}′)) قد اسندت إلى بعض نكهات الكوارك، وللدلالة على جودة النظم القائمة على الكوارك والهادرونات. ف[[رقم باريون]] (''B'') هو +{{Frac|1|3}} لجميع الكواركات، لأن الباريون مكون من 3 كواركات. أما بالنسبة لضديد الكوارك فإن الشحنة الكهربائية (''Q'') وجميع نكهات أعداد الكم ("B" ،"I₃" ،"C" ،"S" ،"T"، و"B‘") لديها الإشارة المعاكسة. الكتلة و[[زخم زاوي كلي|الزخم الزاوي الكلي]] ("J"؛ تساوي لف [[جسيم نقطي|الجسيمات النقطية]]<!--[[جسيم نقطي]]-->) لذا فإن إشارتها لا تتغير عند ضديد الكوارك.

 

 

== كواركات متفاعلة ==

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>

|مؤلف=R.P. Feynman

|عنوان=[[QED: The Strange Theory of Light and Matter]]

|الرقم المعياري=0-691-08388-6

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

|مؤلف=M. Veltman

|عنوان=Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics

|الرقم المعياري=981238149X

}}</ref><ref>

|مؤلف=F. Wilczek, B. Devine

|عنوان=Fantastic Realities

 

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>

|مؤلف=F. Wilczek, B. Devine

|عنوان=Fantastic Realities

|الرقم المعياري=981256649X

}}</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="مولد تلقائيا1">

|مؤلف=M. Veltman

|عنوان=Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics

|الرقم المعياري=981238149X

}}</ref><ref>

|مؤلف=T. Yulsman

|عنوان=Origin

|الرقم المعياري=075030765X

}}</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>

|author=F. Garberson

|title=Top Quark Mass and Cross Section Results from the Tevatron

=== بحر الكواركات ===

تحتوي الهادرونات التي تساهم مع [[نموذج الكوارك|الكوارك المكافئ]] ({{جسيم دون ذري|valence quark}}) في [[عدد كم|أعداد الكم]] على أزواج كوارك-ضديد كوارك [[جسيم افتراضي|افتراضية]] ({{جسيم دون ذري|quark}}{{جسيم دون ذري|antiquark}}) معروفة باسم "بحر الكواركات" ({{جسيم دون ذري|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>

|مؤلف=J. Steinberger

|عنوان=Learning about Particles

|الرقم المعياري=3540213295

}}</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>

|مؤلف=C.-Y. Wong

|عنوان=Introduction to High-energy Heavy-ion Collisions

|doi = 10.1088/1126-6708/2004/04/050

}}</ref> لكن لم يتم الحصول على حالة كاملة من الكواركات أو الغلوونات الحرة (على الرغم من تعدد المحاولات في [[سيرن]] خلال عقد الثمانينات والتسعينات من القرن العشرين).<ref>

|author=U. Heinz, M. Jacob

|year=2000

|class=nucl-th

}}</ref> وقد أسفرت التجارب الحديثة في [[مصادم الأيون الثقيل النسبي]] [[مصادم ايونات ثقيلة بسرعات النسبية]] عن شواهد لحالة شبيه سائل الكوارك تكشف عن [[جريان الموائع|حركة سوائل]] شبه مثالية.<ref name=RHIC>

|مسار=http://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/PR_display.asp?prID=05-38

|عنوان=RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid

 

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>

|مؤلف=T. Yulsman

|عنوان=Origins: The Quest for Our Cosmic Roots

}}</ref>

 

|مؤلف=A. Sedrakian, J.W. Clark, M.G. Alford

|عنوان=Pairing in fermionic systems

 

== قراءات أخرى ==

|مؤلف=D.J. Griffiths

|عنوان=Introduction to Elementary Particles

|الرقم المعياري=3527406018

}}

|مؤلف=I.S. Hughes

|عنوان=Elementary particles

|الرقم المعياري=0-521-26092-2

}}

|مؤلف=R. Oerter

|عنوان=The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics

|الرقم المعياري=0132366789

}}

|مؤلف=A. Pickering

|عنوان=Constructing Quarks: A Sociological History of Particle Physics

|الرقم المعياري=0-226-66799-5

}}

|مؤلف=B. Povh

|عنوان=Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts

|الرقم المعياري=0-387-59439-6

}}

|مؤلف=M. Riordan

|عنوان=The Hunting of the Quark: A true story of modern physics

|الرقم المعياري=0-671-64884-5

}}

|مؤلف=B.A. Schumm

|عنوان=Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics

* [http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2008/maskawa-lecture.html محاضرة في مؤتمر جائزة نوبل للفيزياء سنة 2008 يلقيها توشيهيده ماساكاوا.]

* [http://books.nap.edu/openbook.php?isbn=0309048931&page=236 الكوارك العلوي وبوزون هيغز تأليف طوماس هابنهايمر]&nbsp;– وصف للتجربة التي أجرتها [[سرن|المنظمة الأوروبية للبحوث النووية]] لإحصاء أنواع الكوارك.

{{جسيمات}}

{{ميكانيكا الكم}}

{{ضبط استنادي}}

{{روابط شقيقة|commons=Quarks}}

 

[[تصنيف:جسيمات أولية]]

[[تصنيف:يقظة فينيغان]]