كوارك

هذا المقال هو عن the particle. إذا كنت تريد الاستخدامات الأخرى، انظر كوارك (توضيح).

Quark

پروتون، مكون من اثنين up quark وواحد down quark. (The color assignment of individual quarks is not important, only that all three colors are present.)
تركيب	جسيم أولي
الجيل	1st, 2nd, 3rd
التفاعل	Electromagnetism, Gravitation, Strong, Weak
جسيم مضاد	Antiquark (q)
التنظير	Murray Gell-Mann (1964) George Zweig (1964)
اُكتـُشـِف	SLAC (~1968)
الرمز	q
عدد الأنواع	6 (up, down, strange, charm, bottom, and top)
الكتلة الكهربائية	+2⁄3 e, −1⁄3 e
شحنة اللون	Yes
سپين	1⁄2

الكوارك Quark هو أحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة و لكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عن حدوث تصادم شديد بين البروتون والالكترون.

للكواركات جسيمات مضادة مثل بقية الجسيمات الأولية تدعى ( كواركات مضادة ) ، حيث تتميز الكواركات و الكواركات المضادة بأنها الجسيمات الوحيدة التي تتآثر مع بعضها باستخدام القوى الأربع الرئيسة الموجودة في الطبيعة .

تشكل الكواركات معظم الجزء الدخلي للمادة, وهي مترابطة مع بعضها بقوى شديدة. هذه القوى التي تربط الكوارك مع بعضها البعض تدرس في فرع من الفيزياء يدعى الكروموديناميكا الكمية ( quantum-chromodynamic QCD ).

في الحقيقة لا يمكن أن تظهر الكواركات تجريبيا بشكل مفرد حر فهي دائما محتجزة ضمن هادرونات أو جسيمات دون ذرية أخرى مثل البروتونات و النترونات و الميزونات ، و هذه الخاصية المهمة هي ما ندهوه بالإحتجاز Confinement ، يمكن تفسير هذه الظاهرة عن طريق النظرية الحديثة للتآثرات القوية التي تدعى: الكروموديناميكا الكمية ( quantum-chromodynamic QCD ).

وقد اقترح العالمان الأمريكيان [[مري گل-مان وجورج زوايگ نظرية الكوارك للمرّة الأولى في سنة 1964م. وقد أعربا عن اعتقادهما بأن الهدرونات (النيوترونات والبروتونات والأنواع المختلفة الأخرى من الجسيمات تحت الذرية)، التي كان العلماء قد اعتقدوا أنها أدق جسيمات المادة إنما تتألف من جسيمات أبسط. وقد ظهر الدليل المباشر على الكواركات في سنة 1971م، عندما أشارت الدراسات التي استخدمت فيها المعجلات إلى وجود جسيمات في البروتونات والنيوترونات أصغر 50 مرة على الأقل من البروتونات، ومن المعروف الآن أنّ الكواركات أصغر 1,000 مرة على الأقل من البروتونات.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التاريخ

مري گل-مان عام 2007. وقد اقترح كل من جل-مان وجورج زوايگ لأول مرة نموذج الكوارك عام 1964.

 الخصائص

الجدول التالي يلخص أهم خصائص الكواركات الست المعروفين:

الجيل	Weak Isospin	النكهة	الاسم	الرمز	الشحنة e	الكتلة MeV/c2	الجسيم المضاد	الرمز
1	+½	Iz=+½	Up	$\mathrm {u}$	+⅔	1.5 – 4.0	Antiup	${\bar {\mathrm {u} }}$
1	-½	Iz=-½	Down	$\mathrm {d}$	-⅓	4 – 8	Antidown	${\bar {\mathrm {d} }}$
2	+½	C=1	Charm	$\mathrm {c}$	+⅔	1150 – 1350	Anticharm	${\bar {\mathrm {c} }}$
2	-½	S=-1	Strange	$\mathrm {s}$	-⅓	80 – 130	Antistrange	${\bar {\mathrm {s} }}$
3	+½	T=1	Top	$\mathrm {t}$	+⅔	170900 ± 1800	Antitop	${\bar {\mathrm {t} }}$
3	-½	B'=-1	Bottom	$\mathrm {b}$	-⅓	4100 – 4400	Antibottom	${\bar {\mathrm {b} }}$

• Top quark mass from the Tevatron Electroweak Working Group
• Other quark masses from Particle Data Group; these masses are given in the MS-bar scheme.
• The quantum numbers of the top and bottom quarks are sometimes known as truth and beauty respectively, as an alternative to topness and bottomness.

 النكهة

صورة اكتشاف من عام 1974 ل charmed baryon محتمل, يتم تعريفة الآن على أنه Σ_c⁺⁺

 الخصائص

 الشحنة الكهربائية

المقالة الرئيسية: الشحنة الكهربائية

 السبين

•  مقالة مفصلة: سبين (فيزياء)

 التفاعل الضعيف

•  مقالة مفصلة: التفاعل الضعيف

مخطط فاينمان of beta decay with time flowing upwards. The CKM matrix (discussed below) describes what is occurring to the left of the W boson.

n	→	p + e− + νe	(Beta decay, hadron notation)
udd	→	uud + e− + νe	(Beta decay, quark notation)

تمثيل مصور لأنماط انحلال الكواركات الست، وفيها تزداد الكتلة من اليسار إلى اليمين. "شدة" الخطوط تمليها CKM matrix.

${\begin{bmatrix}|V_{\mathrm {ud} }|&|V_{\mathrm {us} }|&|V_{\mathrm {ub} }|\\|V_{\mathrm {cd} }|&|V_{\mathrm {cs} }|&|V_{\mathrm {cb} }|\\|V_{\mathrm {td} }|&|V_{\mathrm {ts} }|&|V_{\mathrm {tb} }|\end{bmatrix}}\approx {\begin{bmatrix}0.974&0.226&0.004\\0.226&0.973&0.041\\0.009&0.041&0.999\end{bmatrix}},$

حيث V_ij relates to the tendency that a quark of flavor i will change into a quark of flavor j.

 التفاعل القوي والشحنة اللونية

•  مقالات مفصلة: الشحنة اللونية
• التفاعل القوي

All types of hadrons always have zero total color charge.

 الكتلة

•  مقالة مفصلة: كتلة

 جدول الخصائص

انظر أيضاً: نكهة (فيزياء)

The following table summarizes the key properties of the six quarks. Flavor quantum numbers (isospin (I_z), strangeness (S, not to be confused with spin), charmness (C), bottomness (B′) and topness (T)) are assigned to certain quark flavors, and denote qualities of quark-based systems and hadrons. The baryon number (B) is +¹⁄₃ for all quarks, as baryons are made of three quarks. For antiquarks, the electric charge (Q) and all flavor quantum numbers (B, I_z, C, S, T, and B′) are of opposite sign. Mass and total angular momentum (J) do not change sign for the antiquarks.

خصائص نكهات الكوارك

الاسم	الرمز	Mass (MeV/c2)	J	B	Q	Iz	C	S	T	B′	جسيم مضاد	رمز الجسيم المضاد
الجيل الأول
أعلى	u	1.5 to 3.3	1⁄2	+1⁄3	+2⁄3	+1⁄2	0	0	0	0	Antiup	u
أسفل	d	3.5 to 6.0	1⁄2	+1⁄3	−1⁄3	−1⁄2	0	0	0	0	Antidown	d
الجيل الثاني
Charm	c	1270+70 −110	1⁄2	+1⁄3	+2⁄3	0	+1	0	0	0	Anticharm	c
غريب	s	104+26 −34	1⁄2	+1⁄3	−1⁄3	0	0	−1	0	0	Antistrange	s
الجيل الثالث
Top	t	171200±2100	1⁄2	+1⁄3	+2⁄3	0	0	0	+1	0	Antitop	t
القاع	b	4200+170 −70	1⁄2	+1⁄3	−1⁄3	0	0	0	0	−1	Antibottom	b

J = spin, B = baryon number, Q = electric charge, I_z = isospin, S = strangeness, C = charmness, B′ = bottomness, T = topness.
Notation like 104+26
−34 denotes measurement uncertainty.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 كتل الكواركات

 كتلة الكوارك الحالية

${\frac {m_{u}}{m_{d}}}=0.56\qquad {\rm {and}}\qquad {\frac {m_{s}}{m_{d}}}=20.1.$

 أنظر أيضا

• Eightfold way (physics) – Gell-Mann's original classification of hadrons into octets
• Fundamental interactions – Processes by which elementary particles interact with each other
  • Gravitational force – Attraction between bodies with mass
    • Quantum gravity – The attempt to find a quantum theory for gravity
  • Electromagnetic force – Force that the electromagnetic field exerts on electrically charged particles
    • Quantum electrodynamics – The study of the electromagnetic force
  • Strong interaction – The interaction responsible for the formation of hadrons
    • Quantum chromodynamics – The study of the strong interaction
  • Weak interaction – The interaction by which quarks decay into other quarks
    • Electroweak theory – The unified theory of the weak interaction and of electromagnetism
• Gauge boson – Force mediating particles
  • گلوونات – Particles mediating the strong interaction
  • گراڤيتونات – The hypothetical particles mediating the gravitational force
  • Photons – Particles mediating the electromagnetic force
  • W and Z bosons – Particles mediating the weak interaction
• هادرونات – Particles made of quarks
  • Mesons – Particles made of a quark and an antiquark
    • Quarkonium – Mesons made of a quark and antiquark of the same flavour
  • Baryons – Particles made of three quarks
    • Diquarks – A hypothetical state of two quarks grouped inside a baryon, treated as a single particle with which the third quark interacts
  • Tetraquarks – Hypothetical exotic mesons, made of two quarks and two anti quarks
  • Pentaquarks – Hypothetical exotic baryons, made of four quarks and one anti quark
• Leptons – The other fundamental particles of matter
• Partons – Model used to analyze high-energy hadron collisions
• Preons – Hypothetical particles which were once postulated to be subcomponents of quarks and leptons
• Quark–lepton complementarity – Possible fundamental relation between quarks and leptons
• Quark star – A hypothetical degenerate neutron star with extreme density

 المصادر

الموسوعة المعرفية الشاملة

 قراءات أخرى

• D.J. Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60386-4.
• I.S. Hughes (1985). Elementary particles (2nd ed.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-26092-2.
• A. Pickering (1984). Constructing Quarks: A Sociological History of Particle Physics. The University of Chicago Press. ISBN 0-226-66799-5.
• B. Povh (1995). Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts. Springer-Verlag. ISBN 0-387-59439-6.

 وصلات خارجية

• The Top Quark And The Higgs Particle by T. A. Heppenheimer – A description of CERN’s experiment to count the families of quarks.
• An elementary popular introduction
• The original English word quark and its adaptation to particle physics
• محاضرة جائزة نوبل في الفيزياء التي ألقاها ماكوتو كوباياشي 2008
• محاضرة جائزة نوبل في الفيزياء التي ألقاها توشيهيده ماسكاوا 2008
• محاضرة جائزة نوبل في الفيزياء التي ألقاها صمويل تينگ 1976
• محاضرة جائزة نوبل في الفيزياء التي ألقاها برتون رختر 1976
• محاضرة جائزة نوبل في الفيزياء التي ألقاها مري گل-مان 1969