فيزياء الجسيمات – الكواركات والهادرونات وقوانين الحفظ

ماذا تعرض

تتكون البروتونات والنيوترونات وسائر الهادرونات من كواركات. يحتوي الباريون على ثلاثة كواركات، والميزون على كوارك وكوارك مضاد؛ وتحمل الكواركات شحنة لونية، ولا توجد جسيماتٍ حرة إلا التراكيب المتعادلة لونيًا. لكل كوارك شحنة ⁦+2/3 e⁩ أو ⁦−1/3 e⁩ وعدد باريوني ⁦1/3⁩، وللكوارك الغريب غرابة ⁦−1⁩، لذا تُحسب المجاميع بالجمع. في كل تفاعل تُحفظ الشحنة والعدد الباريوني وكل عدد لبتوني؛ وتُحفظ الغرابة في التفاعلين القوي والكهرومغناطيسي، لكنها قد تتغير بمقدار 1 في الاضمحلالات الضعيفة. لا يسمّي النموذج إلا أخف الحالات، ويستخدم قواعد عملية بسيطة لتحديد نوع التفاعل.

طريقة الاستخدام

في «بناء هادرون» اضغط أزرار الكواركات لوضع ما يصل إلى ثلاثة كواركات أو كواركات مضادة في الكيس، وراقب كيف تُجمع القيم. في «قوانين الحفظ» اختر تفاعلًا أو «تفاعلك الخاص»، ثم استخدم «أضف جسيمات إلى» وأزرار الجسيمات، واضغط «شغّل التفاعل». المس خانة في جدول النموذج القياسي لترى خصائصها. في «أحداث التصادم» اضغط «صادِم» أو «25 تصادمًا» لملء المدرّج التكراري. في «التفاعلات الأربعة» حرّك «المسافة r بين بروتونين».

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة بناء هادرون, قوانين الحفظ, النموذج القياسي, أحداث التصادم, التفاعلات الأربعة
• التفاعل أو الاضمحلال اضمحلال بيتا السالب للنيوترون, اضمحلال بيتا الموجب للبروتون, الأسر الإلكتروني, اضمحلال الميون, اضمحلال البيون الموجب, اضمحلال الكاون الموجب, اضمحلال جسيم لامدا, اضمحلال البيون المتعادل, بيون وبروتون ينتجان جسيمات غريبة, كاون وبروتون ينتجان أوميغا, فناء بروتون وبروتون مضاد, بيون وبروتون ينتجان كاونًا سالبًا, اضمحلال البروتون (افتراضي), اضمحلال النيوترون دون نيوترينو, ميون إلى إلكترون وفوتون, تفاعلك الخاص
• حدث التصادم بوزون Z إلى إلكترون وبوزيترون, بوزون Z إلى ميونين, بوزون هيغز إلى فوتونين, بوزون W إلى إلكترون ونيوترينو
• أظهر شحنة اللون
• المسافة بين بروتونين 0.1–100000 fm

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يمكن أن يوجد تركيب من كواركين جسيمًا حرًا أبدًا؟
2. أي قانون حفظ يمنع اضمحلال بروتون حر إلى بوزيترون وبيون متعادل؟
3. لماذا لا يضمحل الباريون ⁦Ω⁻⁩ إلا عبر التفاعل الضعيف؟