استكشاف دقائق المادة

ما الذي يجعلها ( يربطها ) معاً ? What Holds it Together

ميكانيكا الكم Quantum Mechanics :

واحد من غرائب العلم الحديث أن الذرات والجسيمات تحت الذرية لا تتصرف كأي شيء نراه في عالمنا اليومي. إنها ليست كرات صغيرة تتطاير حولنا في الجوار ، إن لها خواص موجية . تستطيع نظرية النموذج المثالي رياضياً وصف جميع خصائص وتفاعلات التي نراها لهذه الجسيمات ، ولكن حواسنا اليومية ومشاهداتنا لا تساعدنا على هذا المستوى الضئيل جداً .

يستخدم الفيزيائيون كلمة " كمي " والتي تعني مقسم إلى زيادات أو حزم ، لوصف فيزياء الجسيمات الصغيرة جداً. ويعزى هذا إلى أن بعض الخواص تأخذ فقط قيماً محددة . على سبيل المثال ، تستطيع أن تجد الشحنات الكهربائية على هيئة مضاعفات شحنة الالكترون ( ± 1/3 أو ± 2/3 للكواركات ) . تصف ميكانيكا الكم تفاعلات الجسيم .

إن بعض الأرقام الكمية الهامة للجسيمات هي :

الشحنة الكهربائية : تمتلك الكواركات ± 1/3 أو ± 2/3 شحنة الإلكترون ولكنها فقك تكون جسيمات مركبة لها عدد صحيح للشحنة الكهربائية .

إن جميع الجسيمات عدد الكواركات لها شحنات ذات أعداد صحيحة من مضاعفات شحنة الإلكترون .

شحنة اللون : يحمل الكوارك واحد من ثلاث شحنات لون ويحمل الغراء واحد من ثماني شحنات لون – ضديد لون . إن جميع الجسيمات الأخرى هي متعادلة اللون .

المذاق : يميز الكواركات ( واللبتونات ) إحداها من الأخرى .

البرم الذاتي : البرم الذاتي مصطلح غريب ( عجيب أو شاذ ) لكن كمية فيزيائية .

مهمة :

إن الأجسام الكبيرة مثل الكواكب أو رخام ( مرمر ) يمكن أن تمتلك زخماً زاوياً ومجالاً مغناطيسياً لأن لها برم ذاتي . وبما أن الجسيمات تبدو لها زخمها الزاوي الخاص وعزومها المغناطيسية الضئيلة ، لذا تدعى خاصية هذا الجسيم البرم الذاتي . إن هذا مصطلح مضلل لأن الجسيمات في الحقيقة ليس لها تدويم . إن البرم الذاتي مكمم بوحدات هي 0 ، 1/2 ، 1 ، 3/2 ( مضروباً بثابت بلانك l ) وهكذا بينما تمتلك الكواركات عددياً كسرياً من الشحنة الكهربائية وهي ± 1/3 و ± 2/3 من شحنة الإلكترون فإنها توجد في جسيمات مركبة والتي لها عدداً صحيحاً من الشحنة الكهربائية للإلكترون . لا تستطيع مشاهدة كواركاً معزولاً .

البرم الذاتي هو الزخم الزاوي الداخلي للجسيم ، بوحدات l .

lه= 1.055 × 10^-34جول . ثانية

إن هذا هو ثابت بلانك .