تاریخچه ی:
کوراک
تفاوت با نگارش: 1
| - | *((کوراک)) /> />!نگا امالی
مدت زیادی تصور می شد که پروتونها و نوترونها ذارت بنیادی هستند و بنابراین گمان می رفت مثل الکترون دیگر قابل تقسیم نبوده و دارای یک ساختار داخلی نیند. امروزه می دانیم که نوکلئونها یا به عبارت دیگر پروتونها و نوترونها خود از ذرات کوچکتری ساخته شده اند که کوارک نامیده می شوند. تا به حال 6 نوع کوارک متقارن شناسایی شده اند. با این همه فقط دو نوع از آنها در تشکیل مواد پایدار معمولی نقش مهمی دارند. |
+ | !ریشه لغوی
((جیمز جویس)) (1942_1882) ، نویسنده ایرلندی ، اولین کسی بود که در رمان «__بیداری فینه‌گانها__» از کلمه کوارک استفاده کرد. عبارت «__سه کوارک برای ماسترمارک__» در این رمان وجود دارد، اما کاشف کوارکها ، ((مورای ژل مان)) ، هنگا انخاب این اسم از این موضوع بی‌اطلاع بود.
!اجزای ((نوکلئون|نوکلئونها))
مدت زیادی تصور می‌شد که ((پروتون|پروتونها)) و ((نوترون|نوترونها)) ، ((ذارت بنیادی)) هستند و بنابراین گمان می‌رفت مثل ((الکترون)) دیگر قابل تقسیم نبوده و دارای یک ساختار داخلی نشند. امروزه می‌دانیم که نوکلئونها یا به عبارت دیگر ، پروتونها و نوترونها خود از ذرات کوچکتری ساخته شدهاند که کوارک نامیده می‌شوند. تا به حال 6 نوع ((انواع کوارک|کوارک متقارن)) شناسایی شدهاند. با این همه فقط دو نوع از آنها در تشکیل مواد پایدار معمولی نقش مهم دارند. |
| | !انواع کوارک | | !انواع کوارک |
| - | کنون 6 نوع کوارک متقارن شناسایی و بررسی شده که نها دو نوع از آنها در تشکیل مواد پایدار معمولی نقش عمده ای دارند. که عبارتت از کوارک U و کوارکD (U علامت اختصاری برای بالا UP و D علامت اختصاری برای پایین Down می باشد) />اگر بار الکتریکی یک الکترون را منفی 1 (1- = الکترون) کوارک U دارای بارالکتریکی 3/2 و کوارکD دارای بار الکتریکی (3/1-) است. پروتون که دارای بار مثبت است از 2 کوارک U و 1 کوارکD تشکیل شده است. از این طریق است که بار آن حاصل می شود:
1+ =3/1-3/2 +3/2
بر عکس یک نوترون دارای 2 کوارک U و 1 کوارکD بوده و بار آن برابر است با:
0=3/2+3/1-3/1-
اگر رابطه ها و نسبت ها در اتمها که در مقایسه با کوارک ها بزرگ هستند. مهم و چشمگیر است این روابط در کوارک های کوچک مسلما مهمتر هستند. مثلا کوارک ها ، هیچ گاه ، هچ گاه ها به تنهایی نقشی را به عهده ندارند. بلکه همیشه در گروههای 2 و 3 تایی هستند. ذراتی که 2 کوارک تشکیل می شوند، مزون نام دارند. ذراتی که از 3 کوارک تشکیل می شوند ، بار یون می ند.
!رنگ کوارک
کوارک ها در کنار بار الکتریکی که دارند خاصیت مرموز را دارا می باشند که رنگ خوانده می شوند. کوارک ها از این جهت به قرمز و سبز و آبی طبقه بندی می شوند. البته از این طبقه بندی نباید رنگهای حقیقی را تصور کرد. بلکه منظور نوع بار التریکی آنهاست. بنابراین ذرات آزاد معلق در طبیعت باید همیشه دارای رنگ خنثی و به عبارت دیگر سفید باشند. به شرح زیر این نتیجه حاصل می شود: یک کوارک قرمز ، یک کوارک سبز و یک کوارک آبی. یک گروه سه تایی: مثلا یک پروتون را می سازند. همانطور که ترکیب رنگهای رنگین کمان رنگ سفید را بوجود می آورد. از ترکیب رنگهای سه گانه کوارک نیز ، سفید بدست می آید. به این ترتیب یک ذره سفید مجاز و پایدار تشکیل می شود. امکان دیگر این است که یک کوارک قرمز با یک ضدکوارک که رنگ قرمز دارد یک زوج بسازند. قرمز و ضد قرمز همدیگر را خنثی کرده ، رنگ خنثی را به وجود می آورند. به هر حال چون وهای دوتایی (مزون ها) از ماده و پاد ماده ایجاد شده اند ، خیلی سریع فرو می پاشند به ان جهت مزونها پایدار نیستند.
!کوارک در طبیعت
کوارک ها هیچگاه در طبیعت به عنوان ذرات مستقل و آزاد وجود ندارند. مزون ها .... از یک کوارک و یک ضد کوارک تشکیل می شوند که آنتی کوارک (ضد کوارک) با یک خط تیره افقی (علامت منفی) بالای حرف مربوطه مشخص گردیده است. چون این مزون ها از ماده و ضد ماده تشکیل می شوند ، خیلی سریع فرو می پاشند. این ذرات متشکل از 2 کوارک یا به عبارت دیگر (مزون ها) البته ممکن است. ولی این ذرات پایدار نیستند. برعکس گروههایی سه تایی یا به زبان دیگر پروتونها و نوترونها ساختارهایی بسیار پایدار هستند. انسان ، کره زمین در واقع کهکشان راه شیری عملا از سه سنگ بنای اولیه ایجاد شده اند. که عبارت از کوارک ها u و کوارک های D و الکترونها می باشند. کورک ها و نوکلئونها را م سازند و آنها به همدیگر متصل شده ، هسته اتمها را بوجود می آورند. هسته ها و الکترونها در اتحاد با یکدیگر اتمها را ایجاد می کنند و اتمها نیز با پیوستن به یکدیگر مولکولهای کوچک و بزرگ از قبیل مولکولها آب یا سفیده تخم مرغ را می سازند.
میلیاردها مولکول سلولهای بدن ما را بوجود می آورند و هر انسان در بدن خود میلیارد ها سلول دارد. اما با تمام تفاوت هایی که انسانها ، جانوران ، گیاهان ، سیاره ها و یا ستارگان با یکدیگر دارند. باز هم تمام آنها فقط از سه ذره زیربنایی ساخته شده اند. که عبارتند از: کوارک های u و کوارک های D و الکترونها.
!آیا کوارک ها را می توان مشاهده کرد؟
روشن است که کوارک ها را نمی توان مشاهده کرد. بلکه می شود وجود آنها را مثل هسته اتمها ، از طریق آزمایشهای فراوان پیچیده اثبات نمود. برای ان کار مثل آنچه که رادرفور 75 سال پیش برای شناسایی هسته اتم ، انجام داد عمل می شود و پروتونها ، با الکترونهای بسیار پرشتاب ، مورد اصابت قرار می گیرند. بیشتر الکترونها در این آزمایش ، به ندرت تغییر مسیر می دهند. ولی تعدادی از آنها کاملا از مدار خود خارج درست مثل اینکه به گلوله های سخت و کوچکی در داخل پروتونها ، برخورد کنند. این گلوله های بسیار کوچک همان کوارک ها هستند. که در جستجویشان بوده ایم. یک بررسی دقیق ، نشان داده که پروتون در مجموع از سه واحد سنگ بنای اوله این چنینی تشکیل شده است.
!نیروهای بنیادی اولیه
بین ذرات بنیادی چهار نیرو عمل می کنند که آنها را نیروهای بنیادی یا اولیه می نامند.
*نیروی پرقدرت کوارک:
نیروی پرقدرت کوارک که نیروی رنگ نیز نامیده می شوند از جدا شدن بیش از حد کوارک های داخل هسته از یکدیگر و یا حتی از پرت شدن آنها به خارج جلوگیری می کند. نیروی پرقدرت کوارک یا نیروی قوی ، از طریق ذرات مبادله کننده یا به اصطلاح گلوئون ها انتقال می یابد. که بین کوارک ها در پرواز هستند. این نیروها مانند چسب ، پیوستگی بین کوارکها را تضمین می کنند. نیروی هسته ای که پروتونها و نوترونها را در هسته اتم به هم پیوسته نگاه می دارد ، در واقع نیروی بنیادی نیست ، بلکه نیرویی است که از نیروی رنگ کوارک ها (یعنی قویترین نیرویی که به آن اشاره می شود. بدست می آید.
*نیروی الکترومغناطیسی:
این نیرو ، وقتی که صحبت از بارهای الکتریکی به بیان می آید ، ظاهر می شود. یک ذره دارای بارالکتریکی مثبت ، به وسیله یک ذره مثبت دیگر ، دفع و به سوی یک ذره دارای بار الکتریکی منفی ، جذب می شود. این نیرو توسط فوتونها یا ذرات نوری مبادله می شود و در نتیجه این ذرات نوری که بین ذرات باردار در پرواز هستند به یکدیگر متصل می شوند.
*نیروی ضعیف:
بسیاری از ذرات ، نسبت به هیچ یک از دو نیروی یاد شده در بالا ، یعنی نیروی قوی کوارک و نیروی الکترومغناطیسی واکنش نشان نمی دهند. از آن میان ذراتی هستند که فاقد بار الکتریکی و رنگ هستند. برای این گونه ذرات یک نیروی بنیادی دیگر وجود دارد. که در فاصله های خیلی خیلی کم و کارگر است و بدون استثنا همه ذرات اثر می گذارد. این نیرو که نیروی ضعیف نام دارد و توسط و .... منتقل می شود.
*نیروی جاذبه یا گرانش:
این نیرو تمام ذراتی را که دارای جرم هستند ، جذب می کنند ، ولی در مقایسه به سه نیروی قبلی ، آن قدر ضعیف است ، که می توان آن را نادیده گرفت از آنجایی که این نیرو در فاصله های زیاد و کارگر است ، در علم ستاره شناسی دارای اهمیت می باشد. |
+ | 6 نوع کوارک متقارن بررسی شده دو نوعی که در تشکیل مواد پایدار معمولی نقش عمده‌ای دارند، عبارتن از: کوارک U و کوارک D U علامت اختصاری برای بالا Up و D علامت اختصاری برای پایین Down می‌باشد)
اگر ((بار الکتریکی)) یک الکترون را منفی یک (1- =بار الکترون) فرض کنیم، کوارک U دارای بارالکتریکی 3/2 و کوارکD دارای بار الکتریکی 3/1- است. پروتون که دارای بار مثبت است از 2 کوارک U و 1 کوارک D تشکیل شده است. از این طریق است که بار آن حاصل می‌شود:
::1+ =3/1-3/2 +3/2::
برعکس ، یک(( نوترون)) دارای 2 کوارک D و 1 کوارک U بوده و بار آن برابر است با:
::0=3/2+3/1-3/1-::
اگر رابطه‌ها و نسبت‌ها در اتمها که در مقایسه با کوارکها بزرگ هستند، مهم و چشمگیر است، این روابط در کوارک‌های کوچک مسلما مهمتر هستند. مثلا کوارکها ، هیچگاه به تنهایی نقشی را به عهده ندارند، بلکه همیشه در گروههای 2 و 3 تایی هستند. ذراتی که از دو کوارک تشکیل می‌شوند، ((مزون)) نام دارند. ذراتی که از سه کوارک تشکیل می‌شوند، ((باریون)) نامیده ی‌ند.
!((رنگ کوارک))
کوارکها در کنار بار الکتریکی‌ای که دارند، خاصیت مرموزی را دارا می‌باشند که رنگ خوانده می‌شوند. کوارکها از این جهت به قرمز و سبز و آبی طبقه‌بندی می‌شوند. البته از این طبقه‌بندی نباید ((رنگهای حقیقی)) را تصور کرد. بلکه منظور نوع بار الکتریکی آنهاست. بنابراین ذرات آزاد معلق در طبیعت باید همیشه دارای رنگ خنثی و به عبارت دیگر سفید باشند. این نتیجه به شرح زیر حاصل می‌شود:
*یک کوارک قرمز ، یک کوارک سبز و یک کوارک آبی ، یک گروه سه‌تایی ، مثلا یک ((پروتون)) ، را می‌سازند.
*همانطور که ترکیب رنگهای ((رنگین کمان)) رنگ سفید را بوجود می‌آورد. از ترکیب رنگهای سه‌گانه کوارک نیز ، سفید بدست می‌آید. به این ترتیب ، یک ذره سفید مجاز و پایدار تشکیل می‌شود.
*امکان دیگر این است که یک کوارک قرمز با یک ((ضد کوارک)) که رنگ قرمز دارد یک زوج بسازند. قرمز و ضد قرمز همدیگر را خنثی کرده، رنگ خنثی را به وجود می‌آورند. به هر حال ، چون گروههای دوتایی (((مزون|مزونها))) از ((ماده و ضدماده)) ایجاد شدهاند، خیلی سریع فرو میپاشند. به این جهت مزونها پایدار نیستند. |
| | !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| - | |
+ | *((انواع کوارک))
*((الکترون))
*((باریون))
*((پروتون))
*((ذارت بنیادی))
*((ذارت بنیادی واقعی))
*((رنگ کوارک))
*((ضد کوارک))
*((ضد ماده))
*((فیزیک ذرات بنیادی))
*((کوارک در طبیعت))
*((ماده و ضدماده))
*((مزون))
*((نوترون))
*((نوترینو))
*((نوکلئون)) |
