الجسيمات الأولية

[ليالي الشتاء]

من أين أتينا نحن؟ وأتت كل هذه الأشياء التي لا يمكن أن نحصر أنواعها وأعدادها؟ مما يمكن أن نراه أو ما لا يمكن أن نراه ؟ ما طبيعة البشر؟ وبمعنى آخر من نكون؟ و ما طبيعة كل هذه الأشياء؟ ومما نتكون وتتكون؟
هناك أشياء حية وأخرى غير حية، وأخرى بين وبين!!!هناك أشياء بالغة الكبر وأشياء أخرى متناهية الصغر، وقد أثارت كل هذه الأشياء الخيال والتحدي لدى البشر وذلك منذ أن أصبحوا على وعي بما حولهم من أشياء من الحيوانات المفترسة إلى ظواهر الطبيعة الغامضة، ولولا قبول التحدي ما استطاعوا أن يحولوا النار التي كانت تشتعل في الغابات بفعل الصواعق والتي كانت ترهبهم إلى وسيلتهم للتدفئة و الطهي وإنارة ظلمات الليل وإخافة الوحوش المتربصة بهم.

وقد ظن بعضهم أن كل هذه الأشياء هي خليط من أربع عناصر هي التراب والنار والماء والهواء ) وظن آخرون أنها تتكون من ذرات صماء، وغير ذلك من الظنون، إلا أن آخر إجابات

 

[ليالي الشتاء]

العلم على هذا السؤال هي أن للطبيعة تاريخ طويل وأن لكل ما في الطبيعة تاريخ، فالإنسان مكون من بلايين الخلايا التي هي عبارة عن بلايين الجزيئات الكيمائية، والتي تتكون بدورها من ذرات، تتراوح أعدادها في الجزيئات المختلفة ما بين أثنين إلى مئات الألوف، و تتكون من جسيمات أولية معقدة تتكون من جسيمات أبسط منها وهكذا.
و نحن نستطيع أن نبدأ بالتاريخ للطبيعة من تلك الجسيمات الأولية فائقة الصغر، و التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، فهذه الجسيمات هي الأجزاء الأولية التي يبنى منها كل الواقع، والذي يؤثر على حواسنا المختلفة من نظر وسمع وشم وحس وتذوق، و يمكننا رصده بالأجهزة العلمية المختلفة مثل الميكروسكوبات والتليسكوبات، والتي تساعدنا على إدراك ما لا يمكن إدراكه بشكل مباشر مثل النجوم والفيروسات بحواسنا المختلفة.
فإذا كانت الطبيعة هي كل الواقع المستقل عن وعينا به أو أفكارنا حوله .. أو بمعنى آخر المادة باعتبارها مفهوم فلسفي، معناه كل ما ينعكس في عقولنا في صورة وعي من خلال تأثيره على حواسنا، أو امتدادها من أجهزة علمية، فهذه الجسيمات الأولية هي أبسط الكائنات المادية المعروفة لدينا حتى هذه اللحظة، وبمعنى آخر أبسط ما أمكنا معرفته من وحدات الطبيعة حتى الآن .
إلا أن الحقيقة هي أن ما نعرفه من واقع مكون من عشرات الأنواع من الجسيمات الأولية، والتي تتحرك فيما بينها متحولة من شكل لآخر، فهي إما متحللة لأنواع أبسط، أو مشتركة مع غيرها في بناء أنواع أعقد ، وهى دائمة التحرك بسرعات خيالية بالنسبة لسرعتنا البطيئة من مكان لآخر، وهى إما أن تكون مرتبطة بوحدات بناء أعقد كأنوية الذرات، والذرات والجزيئات، أو متحررة من أي ارتباط بهم، و هي في كل تحركاتها هذه تتحرك وفق أبسط أشكال الحركة المعروفة بالحركة الطبيعية، و بأشكال خاصة من الحركة تخصها وتميزها.
-1-1: بنية الذرة:
ظهر مصطلح الذرة (atom) على يد الفيلسوف (ديموقريطيس) في القرن الخامس قبل الميلاد دون دليل تجريبي على ذلك سوى فكرة بديهية فلسفية وبعد عدة تجارب أجراها عدد من العلماء تيقنوا بأن الذرة هي أصغر جزء في المادة ولاحظوا وجود جسيمات تدور حول النواة تملك شحنة كهربائية سالبة وبدأ البحث عن مفهومها إلى أن جاء العالم (طمسون) في عام 1879م فأثبت أن هذه الجسيمات هي الالكترونات (electrons) وقاس كتلتها وقدرها
109.1-27 جم. ثم باكتشاف النشاط الإشعاعي للعناصر الثقيلة في عام 1896م على يد العالم (هنري بيكريل) تم تصنيفها فيما بعد في ثلاث إشعاعات هي أشعة ألفا α)) وأشعة بينا (β) وأشعة جاما ( γ ) كان هذا الاكتشاف المدخل لمعرفة بنية الذرة الداخلية بعد ذلك.
وبعد ذلك جاء العالم(أرنست رذرفورد) واستفاد من الإشعاعات في تجربته الشهيرة لمعرفة تركيب الذرة فقام بتوجيه حزمة من أشعة ألفا على صفيحة معدنية رقيقة فوجد أن القسم الأعظم منها أخترق الصفيحة بينما عانى جزء منها انحرافاً في المسار فأستنتج أن حجم الذرة فراغ أما مادة الذرة النواة فتحوي جسم يجعل الأشعة تنحرف ولم يكن هذا الجسم
سوى البروتون (proton) ذو الشحنة الموجبة وكتلة 1.672 × 10 -24 جم، ليأتي بعد ذلك العالم (شادويك) ويضيف إلى قلب النواة جسيماً آخراً أطلق عليه اسم نيترون (neuron) ذو شحنة متعادلة (أي لا شحنة له) له كتلة مقاربة للبروتون.. فكان نموذج رذرفورد للذرة عبارة عن نواة تتمركز فيها البروتونات والنيترونات وتمثل 99.9% من كتلة الذرة و يدور حولها .الالكترونات مشابه لحد كبير المجموعة الشمسية إذا أن النواة تشابه الشمس وباقي الكواكب تشابه لها الالكترونات، وهذه الذرة من الصغر بمكانه إذ تقاس بوحدة الانجستروم (angstrom) وهي تساوي واحد على عشرة مليون من المليمتر فقطر ذرة الهيدروجين (أصغر ذرة في الوجود) يبلغ 5% أنجستروم بحيث لو وضعنا 600 ألف مليار ذرة إلى جوار بعض لكون لك واحد جرام فقط.

 

[ابو العنود]

اشهد ان لاالله الالله وان محمد رسول الله
سبحان الله كل يوم يكتش شي جديد
(ومااوتيتم من العلم الاقليلا)صدق الله العضيم

 

[ليالي الشتاء]

الجسيمات الأولية:
اكتشف الفيزيائيون أن البروتونات والنيوترونات تتكون من جسيمات أصغر ، أطلقوا عليها اسم الكواركات quarks .
وحتى الآن لم يكتشف العلماء ما هو أصغر من الكواركات ، وقد أثبتت التجارب أن الكواركات هي أصغر جزء في المادة أي أنها المادة الأساسية أو الأولية في تكوين المادة ، ولا يوجد دليل حتى الآن على أنها تتكون من جسيمات أصغر .
النموذج الذري الحديث:
تدور الإلكترونات حول النواة، وفي النواة تهتز البروتونات والنيوترونات بداخلها ،كما تهتز الكواركات داخل كل من النيوترونات والبروتونات . ولتصبح الصورة أكثر وضوحاً لنتخيل أن قطر البروتون والنيوترون سنتيمتراً واحداً ، فإن قطر الإلكترون والكواركات تصبح أصغر من قطر الشعرة ، وقطر الذرة كاملة أكبر من قطر ثلاثين ملعب كرة قدم ، ويكون 99.9 % من حجم الذرة فراغ

: أبعاد الذرة:
وعلى الرغم من صغر حجم الذرة إلا أن البروتونات والنيوترونات أصغر منها عشرة آلاف مرّة والإلكترونات أصغر من البروتونات والنيوترونات بنحو عشرة آلاف مرة على الأقل .
ولقد بحث الفيزيائيون عن جسيمات جديدة (الكواركات)، وعندما وجدوها صنفوها وحاولوا إيجاد الانتظام في صفاتها ، ليتعرفوا على المادة المكونة لكل شيء في الكون بشكل أوضح.
اكتشف حتى الآن حوالي مائتي جسيم جديد ( معظمها ليست أساسية ) ولمتابعة هذه الجسيمات رمزوا لها بحروف يونانية أو رومانية . ومن المحتمل بعد كل ذلك العناء أن يكتشف العلماء مع تطور الأجهزة والأدوات أن الإلكترونات والكواركات ليست أصغر جزء من المادة ، فالعلم والمعرفة لا ينتهيان عند زمن معين ، فسبحان من قال : " وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً "اية 85 سورة لقمان
النموذج القياسي:
طور الفيزيائيون نظرية تعرف بالنموذج القياسي توضح مكونات المادة والقوى التي تربطها معاً وهي تلخص تلك الجسيمات على النحو التالي
v 6 كواركات.
v 6 لبتونات ويعد الإلكترون من أشهر اللبتونات لمعروفة.
*جسيمات حاملة القوة
إن النموذج القياسي نظرية جيدة ، وفد أثبتت التجارب صدق تنبؤاتها بطريقة مدهشه ، وكل الجسيمات التي تنبأت بها النظرية قد تم اكتشافها ، ولكن لسوء الحظ لا تفسر هذه النظرية كل شيء ، فمثلا" لا تفسر تلك النظرية الجاذبية .

مكونات الجسيمات:
في النصف الثاني من القرن الماضي تبين من التجارب التي تستخدم مسرعات الجسيمات أن الجسيمات الأساسية يمكن أن تجمل في صنفين كبيرين : الفرميونات والبوزونات ( التسمية أتت تخليداً لإسمي العالمين الإيطالي الأمريكي إنريكو فيرمي والهندي بوز ) والفرميونات هي الجسيمات التي تتشكل منها المادة , أما البوزونات فهي حاملة القوى بين الجسيمات .
اعتقد الفيزيائيون – في زمن معين – أنه لا يستطيع جسيمان أن يتواجدان في نفس المكان والزمان إذا كان لهما نفس الحالة الكمية . إن هذا يدعى بمبدأ الاستبعاد لباولي وقد اكتشف أن مجموعة من الجسيمات لا تتبع هذا المبدأ .
وتدعى الجسيمات التي ينطبق عليها مبدأ الاستبعاد لباولي الفيرميونات ، والجسيمات الأخرى التي لا ينطبق عليها مبدأ الاستبعاد لباولي تدعى البوزونات .
تصور أن هناك عائلة كبيرة من الأخوة الفيرميونات المتشابهة تقضي الليلة في نزل الفيرميونات ، وهناك عائلة كبيرة أخرى من الأخوة البوزونات المتشابهة تقضية الليلة في حانة البوزونات . تتصرف الفيرميونات كإخوان متشاجرين ولا يكتفي برفض المشاركة في غرفة ولكن يصرون أيضاً على أن تكون الغرف متباعدة عن بعضها ما أمكن . وعلى صعيد آخر يفضل الأخوة البوزونات المشاركة بنفس الغرفة . ( بما أن الفيرميونات تعمل على استئجار غرف أكثر من البوزونات ، فإن مالكي النزل يفضلون التعامل مع الفيرميونات حتى أن بعض النزل يرفض تأجير غرف البوزونات ) .

 

[ليالي الشتاء]

وتنقسم الفرميونات إلى زمرتين:
1-المادة وضديد المادة:
لكل جزيء من جزيئات المادة مناظر له يعرف بضديد المادة أو ضديد الجزيء يتصرف ضديد الجزيء كما يتصرف الجزيء نفسه إلا أنهما يختلفان في الشحنة ، فعلى سبيل المثال يمتلك البروتون شحنة كهربية موجبة بينما يمتلك ضديد البروتون شحنة كهربية سالبة، عندما تلتقي المادة وضديدها تتحولان إلى طاقة خالصة .
فكرة ضديد المادة فكرة غريبة ، فالكون يبدو بمجمله مكوناً من مواد ، ويبدو ضديد المادة بأنه يتجه عكس مادة الكون .
فالمجال المغناطيسي ينتج دقائق سالبة عندما يدور يساراً ، وينتج دقائق موجبة عندما يدور يميناً، وينتج بفعل دوران المجال نوعين متناظرين من المادة هما الإلكترون والبوزيترون (ضديد الإلكترون ) ، ويشبه الإلكترون نظيره البوزيترون ولكنهما مختلفان في الشحنة
- الإلكترونات:
هي جسيمات سالبة الشحنة ذات كتلة ساكنة تساوي وحدة الكتل الإلكترونية , وتشكل الإلكترونات الغلاف الذري وهي تنشأ من تحول الدقائق ( الجسيمات ) الأولية وكذلك عند انشطار نوى الذرات النشيطة إشعاعيا ويطلق عليها في هذه الحالة اسم دقائق بيتا , وتعتبر
شحنة الإلكترون أصغر كمية معروفة من الكهرباء , ولهذا السبب فقد اتخذت هذه الشحنة في الفيزياء النووية كوحدة للشحن الكهربائية . للإلكترون ضديد يسمى ضديد الإلكترون أو البوزيترون وهو عبارة عن إلكترون موجب ويعتبر مضاد للإلكترون السالب , وهو مستقر في الفراغ وهو على خلاف الإلكترون فهو ذو فترة حياة قصيرة في الوسط العادي ( في الهواء جزء من مليون جزء من الثانية ) , وإذا التقى بإلكترون سالب فإنه يحدث ما يسمى " بأشعة الفناء " ويتحولان إلى فوتونين .
-البروتون :
وهو جسيم ثقيل ذا شحنة موجبة وكتلة تعادل 1836وحدة كتلية إلكترونية , وهو مستقر ويدخل في صلب تركيب النواة ويعتبر البروتون نواة أبسط ذرة ( الهيدروجين) . وللبروتون ضديد يسمى ضديد البروتون وهو سالب الشحنة , فترة حياته قصيرة جداً ( جزء من 500 مليون جزء من الثانية ) ويؤدي اصطدام البروتون ومضاده إلى تلاشيهما وظهور عدد كبير من الدقائق الأولية الأخرى .
يرمز لضديد المادة عادة برمز يشبه رمز المادة أو الدقيقة نفسها ولكن يوضع فوق رمز الضديد خط ( bar ) ، فمثلاً الرمز ( U ) يدل على الكوارك العلوي " up quark "، بينما يرمز لضديده المسمى" up antiquark " بالرمز (Ū ) وتلفظ يو بار .
-الكواركات و الليبتونات:
كل شيء ابتداءً من المجرات مروراً بالجبال وانتهاءً بالجزيئات يتكون من بروتونات ونيوترونات وهي تتألف من كواركات ولبتونات .


وتعتبر الكواركات أصغر جزء معروف في بناء المادة , و لايمكن أن تتواجد منفردة , لأنها تتواجد دائماً في اتحادات مع كواركات أخرى في جزيئات أكبر للمادة , وقد استطاع العلماء من خلال دراسة هذه الجزيئات الأكبر أن يحددوا الخصائص المميزة للكواركات

? أنواع الكواركات:
عام 1964 اقترح موراي غل مان Murray Gell-Mann وجورج زويج George Zweig اسم الكواركات لوصف الدقائق الصغيرة الثلاث التي كانت معروفة في ذلك الوقت.
وللأغراض الحسابية اقترحت الشحنات الكهربية الكسرية للكواركات ( 3/2 ، 1/3 ) وكانت تلك الشحنات غير معهودة ولم تستخدم من قبل ، ومع استمرار التجارب اقتنع العلماء ليس بشحنة الكواركات فحسب بل بوجود ست كواركات وليس ثلاث .
ويسمى أخف اثنين منهما باسم الكوارك الفوقي والكوارك التحتي
ثالث نوع من الكواركات يعرف باسم " الكوارك الغريب " strange وذلك لغرابة طول فترة عمر دقائق ( K )هK particle والتي اكتشفت فيها أول مرّة.
رابع أنواع الكواركات " الكوارك الجذاب " ، وقد اكتشف عام 1974م بالتزامن في كل من مركز مسارع ستانفورد الخطيومختبرات بروخافن الدولية.
الكوارك الخامس يعرف باسم " الكوارك السفلي " وقد اكتشف أول مرّة
في مختبرات فيرمي الدولية عام 1977م من مكونات دقيقة تعرف باسم
ابسيلون
الكوارك السادس يعرف باسم " الكوارك العلوي "وقد اكتشف مؤخراً في مختبرات فيرمي عام 1995م، وهو أكثر الكواركات كتلة وقد تنبأ العلماء بوجوده قبل عشرين عام من ذلك التاريخ ولكنهم لم يلاحظوه بنجاح إلا عام 1995م .
بالرغم من أن الكوارك العلوي يتفتت أو ينحل دون أن يُلاحظ فإنه يترك ( يُخلِّف ) وراءه جسيمات تعطي دليلاً على وجوده .
يمكن للكوارك العلوي أن يتحلل بأكثر من طريقة واحدة . وبما أن الكوارك العلوي يظهر مرة واحدة من بين عدة بلايين من التصادمات ، فلذا كان من الضروري إجراء تريليونات التصادمات .
لا يزال الفيزيائيون غير قادرين على فهم الكتلة الكبيرة للكوارك العلوي . أنه أثقل 40 مرة من كوارك تالي وحوالي 35000 مرة أثقل من الكوارك الفوقي أو الكوارك السفلي التي تكون معظم المادة التي نراها حولنا . وفي الحقيقة لا يزال السؤال قائماً وهو لماذا تمتلك الجسيمات مثل هذه الكتل المختلفة .و جدير بالذكر أن للكواركات شحنة مغايرة أيضا تسمى (شحنة الطابع).
وتوجد الكواركات فقط في مجموعات مع كواركات أخرى ولا
يمكن وجودها منفردة وهي تشبه سلوك الفيلة الاجتماعي

 

[ليالي الشتاء]

? تتحد الكواركات مع بعضها لتشكل نوعان من الجسيمات الأولية:
1) الهادرنات:
بالرغم من أن الكواركات المنفردة لها شحنات كهربائية كسرية ، إلا أنها تتجمع بحيث أن الهادرونات لها شحنة كهربائية محصلة عبارة عن عدد صحيح .
هناك نوعان من الهادرونات:
1-الميزونات:
v تحتوي على كوارك واحد (q) وضديد الكوارك (-q)
v وكمثال للميزون هو البايون ( +p ) والذي يتكون من كوارك فوقي وضديد كوارك سفلي .
v الجسم الضديد للميزون له كوارك وضديد كوارك معكوسان، ولذا فإن ضديد البيون ( ـ p) يتكون من كوارك سفلي وضديد كواراك فوقي .
وبما أن الميزون يحتوي على جسيم وضديد جسيم فإنه غير مستقر Very unstable .
v يعيش ميزون الكاون Kaon ( ـ K ) أطول بكثير من معظم الميزونات ، ولهذا السبب سمي " غريباً " وأُعطي هذا الاسم للكوارك الغريب والذي هو أحد مكوناته .
2-الباريونات:
v هي أي هادرون يتكون من ثلاث كواركات (qqq)
v إن البروتونات تتكون من كواركين فوقيين وكوارك سفلي ( uud ) وبالتالي فهي باريونات
v وكذلك النيوترونات ( uud ) التي تتكون من كوارك فوقي وكواركين سفليين .
والشيء الغريب في الهادرونات أن الكواركات لا تشارك إلا في جزء ضئيل من كتلتها فعلى سبيل المثال البروتون ( uud) له كتلة أكبر بكثير من مجموع كتل كواركاته .
بروتون = كوارك سفلي + كوارك فوقي + كوارك فوقي
u + u + d = Proton
:i 0.003 + 0.003 + 0.006 ≠ 0.936 Gev / C الكتلة
تجيء معظم الكتلة التي نشاهدها للهادرون من طاقة الحركة والوضع , هذه الطاقات تتحول إلى كتلة الهادرون حسب معادلة آينشتاين التي تربط الطاقة والكتلة E = mc2 (الطاقة = الكتلة × مربع سرعة الضوء في الفراغ ) .
2) اللبتونات:
وهو النوع الآخر من الجسيمات الأولية للكواركات.
هُنالك ست لبتونات ثلاث منها لها شحنة كهربائية وثلاث منها ليس لها شحنة كهربائية.
تبدو اللبتونات كجسيمات نقطية بدون تركيب داخلي . إن أفضل لبتون معروف هو الإلكترون ( ـ e) . واللبتونين المشحونين الآخرين هما الميون والتاو كلاهما مشحون مثل الالكترون ولكن كتلة الواحد منها أكبر بكثير من كتلة الالكترون .
إن اللبتونات الأخرى هي ثلاثة أنواع من النيوترينو انظر الشكل (1-6) وهي ليس لها شحنة.
كهربائية وكتلتها صغيرة جداً ويصعب الحصول عليها ، بعكس الكواركات تتصرف بشكل اجتماعي حيث توجد فقط في الجسيمات المركبة مع كواركات أخرى ، بينما نجد أن اللبتونات هي جسيمات انفرادية ويمكنك تخيل اللبتونات المشحونة كقطط منفردة ويصاحبها براغيث النيوترينو التي تصعب مشاهدتها .
لكل لبتون يوجد هناك مرافق هو ضديد لبتون مقابل . ضديد الالكترون له اسم خاص وهو " البوزيترون
- انحلال اللبتون:
لا توجد اللبتونات الأثقل وزناً في المادة العادية على الإطلاق. يرجع هذا إلى أنها تنحل أو تتفتت بسرعة عند تكوينها أو تتحول إلى لبتونات أخف . أحياناً يتحلل لبتون التاو إلى كوارك ، وضديد كوارك ونيوترينو خاص بلبتون التاو .
عندما يتحلل لبتون ثقيل فإن أحد الجسيمات الناتجة عنها دائماً نيوترينو مصاحب له ( الخاص به ) . ويمكن أن تكون الجسيمات الأخرى كوارك وضديده أو لبتون آخر وضديد النيوترينو الخاص به .
لاحظ الفيزيائيون أن بعض أنواع تفتت ( تحلل ) اللبتونات ممكنة وبعضها الآخر غير ممكن .
ولتفسير هذا فقد قسموا اللبتونات إلى ثلاث عائلات :
1-الإلكترون والنيوترينو الخاص به.
2-الميون والنيوترينو الخاص به.
3-والتاو والنيوترينو الخاص به.
وعدد الأفراد في كل عائلة يجب أن يبقى ثابتاً في كل انحلال ( جسيم وضديد الجسيم في نفس العائلة يعملان على إلغاء بعضهما بحيث يجعل مجموعهما مساوياً للصفر ) . رغم أن اللبتونات انفرادية إلا أنها موالية أو مخلصة دائماً لعوائلها .
النيوترينوات :
لقد اقترح الفيزيائيون وجود النيوترينو من خلال الدراسة الدقيقة للتحلل الإشعاعي .
النيوترينوات هي كما ذكرنا نوع من اللبتون . وبما أنها لا تملك شحنة كهربائية فلا تتفاعل مع أي جسيمات أخرى . تسير معظم النيوترينوات خلال الأرض دون أن تتفاعل مع ذرة واحدة منها .
على سبيل المثال:
في التحلل الإشعاعي النووي ، يتحلل نيوترون في حالة سكون معطياً بروتون وإلكترون.
ولكن بسبب قانون حفظ كمية التحرك ( العزوم ) ، فإن النواتج التي نحصل عليها من التفتت يجب أن يكون لها كمية تحرك مساوية للصفر، والتي يبدو واضحاً فيها أن البروتون والالكترون لا يعطيان ذلك .
لذا ، نحتاج لاستنتاج وجود جسيم آخر له كمية تحرك مناسبة للحصول على اتزان للحدث, نفترض انبعاث ضديد نيوترينو ، ولقد أكدت التجارب أن هذا ما يحدث فعلاً . وبما أن النيوترينوات أنتجت بغزارة كبيرة عند بداية الكون ولندرة تفاعلها مع المادة ولصُغر كتلتها وعددها الضخم يمكن أن تُُساهم في الكتلة الكلية للكون .
إن التمييز ما بين النيوترينو وضديد النيوترينو يلفت النظر. ويكون برم النيوترينو عندما يشاهد من الخلف بالاتجاه المعاكس لاتجاه حركته، أي أن النيوترينو يدور عكس عقرب الساعة. لذلك يمكن تصور حركة النيوترينو في الفضاء تشبه حركة لولب يساري Ieft-handed screw وأن حركة ضديد النيوترينو تشبه حركة لولب يميني right-handed screw وكان الافتراض السائد قبل عام 1956 أن النيوتيرينو يستطيع أن يدور باتجاه أو عكس اتجاه عقرب الساعة، وذلك على أساس أنه ليس هناك فرق بين النيوترينو وضد يده عدا اتجاه برميهما. وبذلك فالنيوترينو وضديده هما جسيمان متشابهان، وترجع جذور هذا الافتراض إلى وقت لايبنز Leibniz (معاصر نيوتن، الذي اكتشف بصورة مستقلة حساب التفاضل والتكامل). ويمكن توضيح أساس الافتراض على النحو التالي: من الناحية الأساسية أن الظواهر الفيزيائية المشاهدة مباشرة تكافئ الظواهر الفيزيائية المشاهدة معكوسة من مرآة. وحسب التعريف، فإن الظواهر الفيزيائية المختلفة يجب أن تتباين جوهرياً فيما بينها وإلا فإنها متشابهة. والفرق الوحيد بين الظواهر الفيزيائية المشاهدة مباشرة ونفس الظواهر مشاهدة معكوسة من مرآة هو تبديل اليسار باليمين واليمين باليسار، وعليه فنظرية لايبنز تنص على أن يسار و يمين جميع الأشياء والحوادث يجب أن تحدث بنفس الاحتمالية. والحقيقة أن هذه النظرة محققة عملياً في حالة التفاعلات النووية والتفاعلات الكهرومغناطيسية. ومع هذا فهي لم تدرس لغاية عام 1956 لحالة التفاعلات التي ينتج عنها نيوترينات. وفي هذه السنة اقترح لي T.D. Lee ويانك C.N. Yang بأنه يمكن إزالة كثير من التناقضات النظرية بافتراض أن النيوترينو وضديد النيوترينو لهما برمان متعاكسان، على الرغم من أنهما لا يمثلان صورة مرآة بعضهما للآخر. وأثبتت التجارب التي أجريت حال اقتراح لي ويانك أن النيوترينو وضديد النيوترينو جسيمان مختلفان، لهما برم يساري وبرم يميني، على التوالي. ونلاحظ أن عدم وجود تناظر يمين – يسار في النيوترينات يظهر فقط في حالة أن كتلة النيوترينو تساوي صفراً. وعليه فنظرية لي ويانك تحقق القيمة التجريبية للنيوترينو والتي تساوي صفراً.
7توليد أجيال المادة:
إن جميع المادة المرئية في الكون تتكون من الجيل الأول من الجسيمات المادية. كواركات فوقية، كواركات سفلية، والكترونات
ويعزى هذا إلى أن الجيل الثاني والثالث من الجسيمات غير مستقر ويتحلل بسرعة إلى الجيل الأول المستقر من الجسيمات. يحق لنا الآن أن نتسائل . إذا كانت الأجيال العليا من المادة تتحلل بسرعة ، ونادرة الملاحظة ، ولا تكوِّن أي مادة مستقرة حولنا، فلماذا نعتبرها موجودة من الأساس
التفاعلات الأربعة:
هناك أربع تفاعلات أساسية بين الجسيمات ، وجميع القوى في العالم يمكن أن ترجع لهذه التفاعلات الأربع .
فمثلا قوى الاحتكاك ، مغناطيسية ، جاذبية ، تفتت نووي ، وما إلى ذلك فإن سببها هو أحد هذه التفاعلات الأربع الأساسية وهي التفاعل القوي والتفاعل الكهرومغناطيسي والتفاعل الضعيف وتفاعل الجاذبية ولكن قبل أن نشرح هذه الأنواع تفصيلا" نريد معرفة كيفية تفاعل الجسيمات أصلا"
? الفرق بين القوة والتفاعل:
يصعب التمييز بين القوة والتفاعل . إن القوة بكلام مباشر هي تأثر الجسيم نتيجة لوجود جسيمات أخرى . إن التفاعلات تشمل جميع القوى التي تؤثر عليه ، ولكنها تشمل أيضاً التحللات والاضمحلال التي يمكن للجسيم أن يمر خلالها .
كيف تتفاعل المادة?
وهو سؤال حير الفيزيائيين لسنوات طويلة .
المعضلة هي أن الأشياء تتفاعل دون تلامس ! فمثلاً كيف يشعر
مغناطيسان كلٍ بوجود الآخر وبناء عليه يتجاذبان أو يتنافران شكل (1-10)
وكيف تجذب الشمس الأرض ؟
نعرف الأجوبة لهذه الأسئلة وهي "المغناطيسية" و"الجاذبية"
ففي الأساس ، ليست القوة شيئاً يحدث للجسيمات بل شيء يتبادل بين جسيمين
التأثير غير المرئي:
يُمكنك التفكير بالقوى كما لو كانت تشبه الوضع التالي :
شخصان يقفان على سطح بركة جليد , الشخص الأول يحرك ذراعيه ويُدْفع للخلف ، وفي لحظة متأخرة يقبض الشخص الآخر على جسم غير مرئي ويُدْفع للخلف . ورغم أنك لا تستطيع رؤية كرة سلة ، يُمكنك أن تتخيل أن الشخص الأول قذف كرة سلة للشخص الآخر لأنك ترى تأثيرها على الشخصين .
يبدو أن جميع التفاعلات الأربعة التي تؤثر على الجسيمات المادية، هي نتاج تبادل جسيمات حاملة للقوة مختلفة كلية عن الجسيمات المادية. إن هذه الجسيمات وتمثلها هنا كرات السلة ، حيث (تبعث) بين الجسيمات المادية (ويمثلها هنا اللاعبون) . وما نعتقده عموماً بشأن "القوى" هو في حقيقة الأمر تأثير الجسيمات حاملة القوة على الجسيمات المادية .
إن نموذج كرة السلة المتحرك بالطبع هو تشبيه بدائي حيث يفسر قوى التنافر ولا يتطرق إلى كيفية حدوث وتفسير قوى التجاذب بين الجسيمات. نرى أمثلة لقوى التجاذب في حياتنا اليومية (مثل المغناطيسات والجاذبية) ، ونأخذها بصورة مسلم بها: إن وجود جسم يؤثر على جسم آخر . توصلنا هذه الأمثلة إلى السؤال الأعمق ، " كيف يستطيع جسمان التأثير أحدهما على الآخر دون تلامس ؟ كما تبين لهم أن القوى التي يؤثر بها جسيم على آخر تنجم عن تبادل في هذه الجسيمات الحاملة للقوة .
شيء واحد مهم يجب معرفته عن حاملات القوة أنه يمكن امتصاص أو إنتاج جسيم معين حامل للقوة من جسيم مادي يتأثر بهذه القوة المعينة . فعلى سبيل المثال فإن الالكترونات والبروتونات يحمل كل منها شحنة ، لذا يمكنها إنتاج أو امتصاص جسيم حامل القوة الكهرومغناطيسية وهو الفوتون . ولكن النيوترينوات لا تحمل شحنة كهربائية لذا لا يمكنها امتصاص أو إنتاج فوتونات

 

[ليالي الشتاء]

1- التفاعل الكهرومغناطيسي
تسبب القوة الكهرومغناطيسية تنافر الأشياء المتشابهة بالشحنة الكهربائية وتجاذب الأشياء المختلفة إن عدة قوى مألوفة لنا تسببها القوة الكهرومغناطيسية مثل الاحتكاك ، فعلى سبيل المثال فإن القوة التي تحفظك من الوقوع خلال انزياح الذرات المكونة لمادة قدمك و ذرات أرض الغرفة هي القوة الكهرومغناطيسية .
إن الجسيم الحامل القوة الكهرومغناطيسية هو الفوتون. تُكوّن الفوتونات التي لها طاقات مختلفة الطيف الكهرومغناطيسي والأشعة السينية والضوء المرئي وأمواج الراديو وغيرها.
وكما نعلم وحسب معرفتنا فإن كتلة الفوتون صفر ، ويتحرك دائماً بسرعة الضوء والتي تساوي تقريباً 300.000.000 م / ث ، أو 186.000 ميل / ث في الفراغ .
? القوة الكهرومغناطيسية المتبقية:
تحتوي الذرات على نفس العدد من البروتونات والالكترونات . لذا فهي ( الذرات ) متعادلة كهربائياً ، لأن البروتونات الموجبة تعادل تأثير الالكترونات السالبة . مادامت الذرات متعادلة فما الذي يجعلها تلتحم معاً لتكون جزيئات مستقرة ؟
الجواب على هذا التساؤل غريب بعض الشيء : لقد اكتشف أن الأجزاء المشحونة من ذرة أخرى . يسمح هذا لذرات مختلفة أن ترتبط معاً ، ويسمى هذا بالتأثير المتبقي للقوة الكهرومغناطيسية . إن القوة الكهرومغناطيسية هي التي تسمح للذرات بالارتباط مكونة جزيئات وهكذا يبقى العالم متماسك
إن جميع التراكيب الموجودة في العالم هي ببساطة بسبب أن البروتونات والالكترونات لها شحنات متعاكسة !
2 - التفاعل الضعيف:
هناك ست أنواع من الكواركات وست أنواع من اللبتونات كما ذكرنا سابقا . ولكن جميع المادة المستقرة الموجودة في الكون تظهر مكونة من الكواركين الأقل كتلة وهما كوارك علوي وكوارك سفلي واللبتون ذو الكتلة الصغرى ( الإلكترون ) والنيوترونات .
إن التفاعلات الضعيفة هي المسؤولة عن تفتت الكواركات واللبتونات الثقيلة إلى كواركات ولبتونات أقل كتلة عندما تتحلل الجسيمات الأساسية نلاحظ فناءالجسيم وينتج عن ذلك جسيمان مختلفان أو أكثر
اً
ورغم أن الكتلة الكلية والطاقة محفوظان فإن بعض كتلة الجسيم الأصلي تتحول إلى طاقة حركة للجسيمات الناتجة والتي دائماً تكون لها كتلة أقل من الجسيم الأصلي الذي تحلل . إن المادة المستقرة والموجودة من حولنا مكونة من الكواركات واللبتونات الصغرى والتي لا تستطيع أن تتفتت بعد ذلك .
عندما يغير كوارك أو لبتون نوعه ( يتغير ميون إلى الكترون مثلاً ) فإنه يقال أنه قد غير المذاق. إن جميع تغيرات المذاق هي نتيجة التفاعل الضعيف . إن الجسيمات الناقلة ( الحاملة ) للتفاعلات الضعيفة هي W+ ، W-i و Z . إن جسيمات W مشحونة كهربائياً وجسيم Z متعادل كهربائياً .
يمتلك كل من الكواركات مذاقا مختلفاً ( هذا المصطلح يستخدمه الفيزيائيون للتمييز بين أنواع الكواركات الست ( على سبيل المثال مذاق الكوارك الفوقي هو ببساطة فوق
تمتلك اللبتونات أيضاً مذاقا وبما أن لها عدد الكتروني عدد ميوني وعدد تاو فإن حدوث التفاعلات الضعيفة تحفظ العدد الالكتروني والميوني والتاو كل على انفراد.
تستطيع التفاعلات الضعيفة وحدها تغيير مذاق جسيم لكن التفاعلات الضعيفة التي يشترك بها جسيم Z المتعادل كهربائياً لا تستطيع تغيير مذاق الجسيم .
في النموذج القياسي ضُمّ كل من التفاعل الكهرومغناطيسي والتفاعل الضعيف في تفاعل واحد موحد وجُمعا في التفاعل الكهروضعيف .
? التفاعل الكهروضعيف:
لقد اعتقد الفيزيائيون منذ زمن طويل أن القوى الضعيفة وثيقة الصلة بالقوى الكهرومغناطيسية . وأخيراً اكتشفوا أنه على مسافات قصيرة جداً ( حوالي 10-18 متر ) تكون قوة التفاعل الضعيف قريبة من قوة التفاعل الكهرومغناطيسي . ومن جهة أخرى فعلى بعد مسافة ثلاثين ضعفاً من تلك المذكورة أعلاه ( 3 × 10-18 متر ) فإن قوة التفاعل الضعيف هي 1/410 من قوة التفاعل الكهرومغناطيسي . وعلى مسافات 10-15 متر
للكواركات الموجودة في البروتون أو النيوترون ( 10-15 متر ) فإن القوة تزداد ضعفا . لقد استنتج الفيزيائيون من ذلك قوة التفاعل تعتمد بشكل أساسي على كل من كتلة الجسيمان الحاملان للقوة وعلى المسافة بينهما .
- تفاعلات الجاذبية:
الجاذبية واحدة من التفاعلات الأساسية لكن النموذج المقبول لها حتى الآن لا يستطيع إعطاء تفسير مرضٍ لها. إن هذه واحدة من المسائل الرئيسة التي ليس لها جواب في الفيزياء المعاصرة.
هذا إلى جانب أن الجسيم الحامل لقوة الجاذبية لم يعثر عليه بعد .و قد تم التنبؤ بوجوده وربما يعثر عليه يوماً ما إنه "الجرافتون".
ولحسن الحظ فإن تأثيرات تفاعلات الجاذبية متناهية الصغر في معظم مواضيع فيزياء الجسيمات مقارنة بالتفاعلات الثلاث الأخرى لذا فإن النظرية والتجربة يمكن الربط بينها في الحسابات دون إدخال تفاعلات الجاذبية بين الدقائق. فنحن نعرف كيف نحسب قوى الجاذبية ولكن لا نعرف كيف ندخلها في الرياضيات الخاصة بنظرية الكم للنموذج القياسي (المثالي). وبسبب شدة ضعف تفاعلات الجرافتون ، فإنه نادراً ما يكشف عنها واستخدامها في النماذج الرياضية .
لقد أصبحت الحاجة ملحة إلى إدخال تعديلات على قوانين نيوتن في الحركة ، فحسب آينشتاين القوانين صحيحة ولكنها تحتاج إلى تعديل لتشمل حالات السرعات العالية ، كما نحتاج لتعديل النموذج المثالي ( القياسي ) بنظرية جديدة والتي تفسر الجاذبية بصورة متمكنة .
? قوة النواة:
تحتوي نواة الذرة على مجموعة من البروتونات ومجموعة من النيوترونات متجمهرة معاً . وبما أن النيوترونات ليس لها شحنة كهربائية والبروتونات لها شحنة كهربائية موجبة يتنافر كل واحد منها مع الآخر ، فلم لا تتناثر النواة ؟يوضح شكل (1-16) محتويات النواة.
لا نستطيع تفسير بقاء مكونات النواة معاً بالقوة الكهرومغناطيسية وحدها.فقد تساءل العديد من العلماء عن القوى الأخرى التي يحتمل أن تساعد على ذلك ، أهي الجاذبية ؟ لا فقوة الجاذبية ضعيفة لدرجة لا يمكنها التغلب على القوة الكهرومغناطيسية ( قوة التنافر ) ولا يمكن تفسير بقاء مكونات النواة معاً بالقوة الضعيفة أيضا" .
في النموذج القياسي ضُمّ كل من التفاعل الكهرومغناطيسي والتفاعل الضعيف في تفاعل واحد موحد وجُمعا في التفاعل الكهروضعيف .
? التفاعل الكهروضعيف:
لقد اعتقد الفيزيائيون منذ زمن طويل أن القوى الضعيفة وثيقة الصلة بالقوى الكهرومغناطيسية . وأخيراً اكتشفوا أنه على مسافات قصيرة جداً ( حوالي 10-18 متر ) تكون قوة التفاعل الضعيف قريبة من قوة التفاعل الكهرومغناطيسي . ومن جهة أخرى فعلى بعد مسافة ثلاثين ضعفاً من تلك المذكورة أعلاه ( 3 × 10-18 متر ) فإن قوة التفاعل الضعيف هي 1/410 من قوة التفاعل الكهرومغناطيسي . وعلى مسافات 10-15 متر للكواركات الموجودة في البروتون أو النيوترون ( 10-15 متر ) فإن القوة تزداد ضعفا . لقد استنتج الفيزيائيون من ذلك قوة التفاعل تعتمد بشكل أساسي على كل من كتلة الجسيمان الحاملان للقوة وعلى المسافة بينهما .

3- تفاعلات الجاذبية:
الجاذبية واحدة من التفاعلات الأساسية لكن النموذج المقبول لها حتى الآن لا يستطيع إعطاء تفسير مرضٍ لها. إن هذه واحدة من المسائل الرئيسة التي ليس لها جواب في الفيزياء المعاصرة.
هذا إلى جانب أن الجسيم الحامل لقوة الجاذبية لم يعثر عليه بعد .و قد تم التنبؤ بوجوده وربما يعثر عليه يوماً ما إنه "الجرافتون".
ولحسن الحظ فإن تأثيرات تفاعلات الجاذبية متناهية الصغر في معظم مواضيع فيزياء الجسيمات مقارنة بالتفاعلات الثلاث الأخرى لذا فإن النظرية والتجربة يمكن الربط بينها في الحسابات دون إدخال تفاعلات الجاذبية بين الدقائق. فنحن نعرف كيف نحسب قوى الجاذبية ولكن لا نعرف كيف ندخلها في الرياضيات الخاصة بنظرية الكم للنموذج القياسي (المثالي). وبسبب شدة ضعف تفاعلات الجرافتون ، فإنه نادراً ما يكشف عنها واستخدامها في النماذج الرياضية .
لقد أصبحت الحاجة ملحة إلى إدخال تعديلات على قوانين نيوتن في الحركة ، فحسب آينشتاين القوانين صحيحة ولكنها تحتاج إلى تعديل لتشمل حالات السرعات العالية ، كما نحتاج لتعديل النموذج المثالي ( القياسي ) بنظرية جديدة والتي تفسر الجاذبية بصورة متمكنة .
? قوة النواة:
تحتوي نواة الذرة على مجموعة من البروتونات ومجموعة من النيوترونات متجمهرة معاً . وبما أن النيوترونات ليس لها شحنة كهربائية والبروتونات لها شحنة كهربائية موجبة يتنافر كل واحد منها مع الآخر ، فلم لا تتناثر النواة ؟يوضح شكل (1-16) محتويات النواة.
لا نستطيع تفسير بقاء مكونات النواة معاً بالقوة الكهرومغناطيسية وحدها.فقد تساءل العديد من العلماء عن القوى الأخرى التي يحتمل أن تساعد على ذلك ، أهي الجاذبية ؟ لا فقوة الجاذبية ضعيفة لدرجة لا يمكنها التغلب على القوة الكهرومغناطيسية ( قوة التنافر ) ولا يمكن تفسير بقاء مكونات النواة معاً بالقوة الضعيفة أيضا" .
بعد عدة تجارب وتساؤلات تبين أن هناك قوة جديدة هي التي تجعل مكونات النواة مترابطة معا" هي القوة الشديدة و لفهم ذلك نحتاج لفهم أعمق وأكثر عن الكواركات التي تكوِّن البروتونات والنيوترونات في داخل النواة . تمتلك الكواركات شحنة كهرومغناطيسية (شحنة كهربائية ) ،وكما ذكرنا لها أيضاً شحنة مختلفة تماما( شحنة الطابع) .
إن القوة بين الجسيمات تنشأ عن شحنة طابع قوية جداً ، ولهذا تدعى هذه القوة ( القوة المركزة أو الشديدة ).
4- التفاعل القوي:
تربط القوة المركزة الكواركات معاً لتكون هادرونات ، ولذا فإن الجسيمات الحاملة لها تدعى جلونات Gluon لأنها تقوم بغراء الكواركات معاً بصورة لصيقة
تتصرف شحنة الطابع بصورة مختلفة عن الشحنة الكهرومغناطيسية . تمتلك الجلونات نفسها شحنة طابع ، والذي يبدو غريباً ولا يشبه إطلاقاً الفوتونات التي ليس لها شحنة كهرومغناطيسية . وبينما تمتلك الكواركات شحنة طابع ، فإن الجسيمات التي تتكون من هذه الكواركات ليس لها شحنة طابع محصلة ( إنها متعادلة لونياً ) . لهذا السبب فإن القوة المركزة تظهر على المستوى الخفيف من تفاعلات الكواركات والذي يؤدي إلى عدم الاهتمام بالقوة المركزة ( الشديدة ) على مستوى الحياة اليومي .
وكما تتبادل الجسيمات المشحونة كهربائياً فوتونات في حالة التفاعلات الكهرومغناطيسية ، تتبادل الجسيمات ذات الشحنة اللونية جلونات في حالة التفاعلات
القوية. عندما يقترب كواركان من بعضهما فإنهما يتبادلان جلونات وينشأ مجال شحنة طابع شديد يعمل على ربط الكواركات
ويزداد تأثير مجال القوة بحيث تصبح أقوى كلما ابتعدت الكواركات عن بعضها . تعمل الكواركات على تغيير شحنة الطابع المصاحبة لها عندما تتبادل بعض الجلونات كواركات مع أخرى . وهناك ثلاث شحنات لون وثلاث شحنات ضديد لون مقابلة يحمل كل كوارك أحد شحنات اللون الثلاث ويحمل كل ضديد كوارك أحد شحنات ضديد اللون . وكما أن خليطاً من الضوء الأحمر والأخضر والأزرق ينتج ضوءاً أبيض ، ففي حالة أي باريون فإن مزيجاً من شحنات لون "حمراء" و"خضراء" و"زرقاء" تعطي لوناً متعادلاً ، وفي حالة ضديد باريون يعطي "ضديد أحمر" ، و"ضديد أخضر" و"ضديداً أزرق" أيضاً لوناً متعادلاً . الميزونات هي أيضاً متعادلة لونياً لأنها تحمل مجموعتين مثل "أحمر" و"ضديد أحمر
وبما أن انبعاث الجلون أو امتصاصه يعمل على تغيير اللون واللون يدل على كمية محددة من الطاقة فإن هذا يقودنا للتفكير بأن الجلونات تحمل شحنة لون وضديد شحنة لون. وبما أنه يوجد تسع احتمالات لمجموعات ( التراكيب ) اللون وضديد اللون لذا نتوقع تسعة شحنات للجلونات ، ولكن الرياضيات تعمل بحيث يكون هناك فقط ثمانية مجموعات (تراكيب ) لسوء الحظ ، لا يوجد تفسير بديهي لهذه النتيجة .

يتبــــــــــــــــــــــــــــــــــع ..في القريب العاجل بإذن الله

 

[ليالي الشتاء]

شحنة اللون لا علاقة لها بالألوان المرئية . إنها فقط تسمية منطقية لنظام رياضي طوّره الفيزيائيون لشرح وفهم مشاهداتهم حول الكواركات في الهادرونات .
مجال قوة اللون:
تتبادل الكواركات في هادرون معين الجلونات بشكل جنوني وعجيب . لهذا السبب يتكلم الفيزيائيون عن مجال قوة اللون و التي تتألف من جلونات تمسك حفنة الكواركات معاً أو تجعلها متلاصقة
إذا أُبْعِدَ أحد الكواركات في هادرون معين بعيداً عن جيرانه ، فإن مجال قوة اللون يبذل جهداً كبيراً بين ذاك الكوارك وجيرانه وبذلك ، فإن طاقة أكثر تضاف إلى مجال قوة اللون كلما ابتعدت الكواركات عن بعضها .
وعند نقطة معينة (حد معين ) يصبح من الأفضل فيما يخص الطاقة التي لمجال قوة اللون أن ينهار عندها إلى زوج جديد من الكوارك وضديد الكوارك وعندما يتم عمل هذا فإن الطاقة تحفظ لأن طاقة مجال قوة اللون تحول إلى كتلة زوج الكواركات الجديد ، وبعدها يسترخي ويعود مجال قوة اللون إلى الحالة غير باذلة الجهد القوي . لا تستطيع الكواركات التواجد منفردة لأن قوة اللون تزداد كلما سحبت هذه الكواركات جانباً عن بعضها .

إن بعض الأرقام الكمية الهامة للجسيمات هي :
الشحنة الكهربائية : تمتلك الكواركات ± 1/3 أو ± 2/3 شحنة الإلكترون ولكنها فقط 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.
الكواركات تبعث جلونات:
شحنة الطابع دائماً محفوظة عندما يطلق أو يمتص كوارك جلون ، فإن لون هذا الكوارك سيتغير وذلك لحفظ شحنة الطابع , على سبيل المثال ، لنفرض أن كوارك أحمر يتغير إلى كوارك أزرق مطلقاً جلون أحمر / ضديد أزرق إن شحنة اللون المحصلة لا زالت حمراء . إن هذا بسبب – بعد انبعاث الغراء / اللون الأزرق للكوارك واللون ضديد الأزرق للغراء. ويبقى بعد ذلك اللون الأحمر للغراء.
تنبعث وتمتص الجلونات بصورة مستمرة من الكواركات في داخل أي هادرون، ولهذا ليس هناك طريقة لمشاهدة أو ملاحظة لون ( شحنة الطابع ) لكوارك منفرد . وفي داخل أي هادرون ، تتغير شحنة اللون لأي كواركين يتبادلان جلون بطريقة تحفظ النظام المرتبط (الهادرون ) في حالة شحنة متعادلة اللون .
? التفاعل الشديد المتبقي:
نحن نعرف الآن أن القوة الشديدة تربط الكواركات معاً بسبب امتلاك الكواركات شحنة طابع . لكن هذا لا يزال غير قادر على تفسير ربط مكونات النواة معاً ، حيث تتنافر البروتونات الموجبة الشحنة الكهربائية معاً من خلال القوة الكهرومغناطيسية شكل (1-20) وأما البروتونات والنيوترونات فهي متعادلة لونياً .
لذا ما الذي يمسك مكونات النواة معاً ؟
الجواب على هذا هو أن القوة الشديدة بين الكواركات في أحد البروتونات والكواركات في بروتون آخر لها من التأثير ما يكفي لتطغى على قوة التنافر الكهرومغناطيسية ويسمى هذا الأمر بالتفاعل الشديد المتبقي وهو ما يعمل على لصق مكونات النواة معاً