الفيزياء

اكتشاف وظهور أنواع جديدة من الجسيمات

1997 عجائب الضوء والمادة تجريباً وتأويلاً

KFAS

الجسيمات اكتشاف الجسيمات الفيزياء

إليكم إذن ما نحن فيه اليوم: يوجد في النظرية الكمومية ثلاثة أنواع من التفاعلات الرئيسية – ((التفاعلات الشديدة Strong)) للكواركات والغليونات، ((التفاعلات الضعيفة))  للجسيمات W، ((التفاعلات الكهربائية)) للفوتونات – والجسيمات الوحيدة في العالم، بموجب هذه الصورة، هي الكواركات (ب ((نكهتين)) ، u و d ، لكل منهما ثلاثة ((ألوان)) ) والغليونات (ثماني مضمومات من ,V ,R (B والنترينوات والإلكترونات والفوتونات – أي قرابة عشرين جسيماً مصنفة في ستة أصناف (إضافة إلى  جسيماتها المضادة). إنه عدد لا بأس به – عشرون جسيماً فقط – لكن هذا ليس كل شيء.

ذلك أننا نحصل على مزيد من أنواع الجسيمات الجديدة إذا زدنا كثيراً في طاقة البروتونات التي نرجم بها نواة الذرة. إن أحدها، وهو الميون muon، يماثل الإلكترون في كل شيء، إلا أن كتلته  أكبر بكثير- 105,8 ماف، بدلا من 0,511 ماف للإلكترون – أي أنه أثقل بقرابة مئتي مرة.

وقد تعجلت حكمة الرحمن في إتاحة هذا العدد الجديد للكتلة! فكل خصائص الميون تتصف تماماً بما يقدمه الإلكتروديناميك الكمومي – ثابتة اقتران تساوي j، الوصفة E (A إلى B) نفسها لكن n يأخذ فيها قيمة مختلفة.

ولما كانت كتلة الميون تساوي قرابة 200 ضعف من كتلة الإلكترون فان سرعة دوران ((عقرب مزمان)) الميون تعادل قرابة 200 ضعف من تلك المتعلقة بالإلكترون.

وعلى هذا أمكن امتحان الإلكتروديناميك الكمومي على مسافات أصغر بمئتي مرة من ذي قبل – وأمام هذه النظرية هامش احتياطي يصل إلى ثمانين رقماً بعد الفاصلة العشرية قبل أن تعاني هذه النظرية من اللامتناهيات (انظر الحاشية رقم 1).

لقد ذكرنا أن الإلكترون والجسيم W يمكن أن يقترنا (شكل (85))، فهل يتاح لـ W أن يقترن مع ميون، بدلا من إلكترون، عندما يتحول الكوارك d إلى كوارك u مصدرا W؟

 

الجواب نعم (شكل (90)). وماذا بشأن تطوير النترينو المضاد؟ الواقع، في حال اقتران W مع ميون، أن جسيما آخر اسمه النترينو الميوني يأخذ مكان النترينو العادي (ونسميه الآن النترينو الإلكتروني) حيث يكون. فلوحة جسيماتنا تحوي إذن جسيمين إضافيين، إلى جانب الإلكترون والنترينو – هما الميون والنترينو الميوني.

والكواركات؟ نحن نعرف منذ مدة طويلة جسيمات يتحتم أن تكون مؤلفة من كواركات أثقل من u أو d . على هذا أضيف كوارك ثالث ، رمزه s (اسمه ((الغريب strange)))، إلى قائمة الجسيمات الأساسية، وللكوارك s كتلة قريبة من 200 ماف يجب مقارنتها ب 10 ماف للكوتركين d و u .

كان الظن ، خلال سنوات كثيرة ،  يتجه إلى وجود ثلاث نكهات كواركية  فقط u و d و s – لكن ظهر في عام 1974 جسيم جديد سمي الميزون بسي psi ، تبين أنه لا يمكن أن يكون مصنوعاً م ثلاثة كواركات .

 

وكان هناك أيضاً سبب نظري وجيه لوجود كوارك رابع يتحد مع الكوارك s  بوساطةw  ، كشأن الكواركين u و d (شكل 91). ونكهة هذا الكوارك تسمى c ، ولا حاجة لذكر سبب هذه التسميات، وربما يكون بعضكم قد قرأ ذلك في الصحف. إن هذه الأسماء تذهب من سيء إلى أسوأ!.

إن هذا التناسخ الجسيمي، الذي يحفظ للخصائص الجسيمة طابعها رغم تزايد الكتل، سر مغلق. وهل يعني هذا التوالد الغريب شيئاً؟ لا جواب سوى تعليق رابيRabi  على اكتشاف الميون: ((من طلب هذا الطبق؟)).

وقد شهدنا في الآونة الأخيرة بدء مكرر آخر في لوحة الجسيمات. فلدى بلوغ طاقات رجم أعلى فأعلى، بدا لنا أن الطبيعة لا تفتأ تكدس لنا هذه الجسيمات كي تسبب لنا الخبل. وسأتحدث لكم عن ذلك كي تروا تعقيد صورة العالم الحقيقي.

وقبل كل شيء أريد أن أقول لكم ما يلي: إذ كنت قد أعطتيكم انطباعاً بأن، الإلكترونات والفوتونات، تفسر 99% من ظواهر هذا العالم، فلا تظنوا أن تفسير الـ 1% الباقي لن يتطلب زيادة في عدد الجسيمات أكثر من 1%! الواقع أن تفسير الـ 1% الباقي يتطلب عددا من الجسيمات أكثر من ذلك بعشر مرات أو عشرين.

مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪الانتقال عن بُعد في العالم الحقيقي
قلم: أندرو ماي
الانتقال عن بُعد Teleportation هو مفهوم مألوف لدى معظم الناس، وذلك بفضل «الناقل» Transporter الخيالي في سلسلة أفلام ستار تريك Star trek. كما يوحي اسمها، صوّر هذا الأخير ببساطة على أنه شكل آخر من أشكال النقل، وهو نقل شخص ما من النقطة أ إلى ب في أسرع وقت ممكن. لكن إذا فكرت في الأمر، ستجد شيئاً أغرب يحدث. عندما يخطو أحدهم إلى لوحة الناقل، يتفكك جسده تماماً - يتوقف عن الوجود - وما يظهر في مكان بعيد ليس هو الشخص الأصلي، ولكن نسخة ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪أسرار الجلد
لبروفيسور بن غارود Ben Garrod هو مذيع تلفزيوني وأستاذ البيولوجيا التطورية والتواصل العلمي في جامعة إيست أنجليا University of East Anglia. ويستكشف تطور الجلد والحراشف في سلسلة وثائقية جديدة لهيئة الإذاعة البريطانية
ما الذي ألهمك لإعداد هذه السلسلة وخاصة استكشاف أسرار الجلد؟ يعجبني نمط هذه السلسلة، لأنها لا تقتصر على مجرد الوقوف في الخلفية والتأمل في عظمة الطبيعة، إنها تتوغل في أعماق العلوم وتستكشف كيف تعمل الأشياء المختلفة. فقد أردنا أن ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪دروع الحيوانات
قلم: سكوت داتفيلد
محاولة البقاء على قيد الحياة في البرية مهمةٌ صعبة، ولا تعرف الحيوانات دائماً متى قد ينقض الخطر عليها من الغابة أو من الهواء، لذلك فقد يفيدها ارتداء بذلة طبيعية من الدروع. وهناك مجموعة من الحيوانات المعروفة بمظهرها المدرع. مفصليات الأرجل Arthropods، وهي اللافقاريات التي تضم الحشرات والسرطانات والعقارب، تعيش بداخل بذلة صلبة تسمى الهيكل الخارجي Exoskeleton بغرض الحماية. ولأنها مصنوعة من مادة بروتينية كيتينية Chitin-protein ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪مستقبل تصميم السيارات
قلم: إيلسا هارفي
ما العلاقة بينك وبين سيارتك؟ عندما صُنعت السيارات لأول مرة، كانت تخدم غرضاً واحداً: السفر من النقطة أ إلى ب. وبينما لا يزال هذا هو غرضها الأساسي حتى اليوم، فإن التباين الهائل في التصاميم التي تنتجها شركات السيارات العالمية يوفر مرونة في الأسلوب والوظيفة. وهناك أيضاً أحد جوانب التخصيص في عملية اختيار السيارة. وفي مركز التصميم الأوروبي لشركة فورد يستخدم مصممو السيارات تقنيات جديدة لضمان اتباع أكثر الطرق فعالية. لقد ركزوا ... (قراءة المقال)