المحاضره الثامنه
يهتم علم فيزياء الجسيمات بوصف الجسيمات المتعددة و دراسة القوى ما بينه و بيعتمد في هذا على بعض النماذج و نظريات أساسية مثل النظرية الكهرومغناطيسية الكمومية أو المعروفة بالالكتروديناميكة الكمومية و التى بتوصف بشكل رئيسي تفاعل الضوء و المادة و الكروموديناميكة الكمومية اللي بتوصف القوى النووية الشديدة المتبادلة ما بين جسيمات أساسية اسمها الكواركات.
و في حين أن معظم الرسوم والأشكال بتظهر لنا الجسيمات دي كانها كرات بلياردو صغيرة بتتصادم فيما بينها لكن الحقيقة معقدة اكتر من كدا شوية … فكل جسيم من الجسيمات دي بيمتلك خواص زي خواص الجسيمات و خواص تانية زي خواص الأمواج و الحقول و بُتعد الطبيعة المزدوجة للجسيمات دي موضوع جدل دائر لغاية دلوقتي … و بتُسمى النظريات المستخدمة لوصف الجسيمات دي نظريات حقل كمومية لأن الجسيمات زي ما قولنا بُتعبر عن حقول مش جسيمات تقليدية … و توالى اكتشاف الجسيمات دي من ثلاثينيات القرن اللي فات و قبلها مكناش نعرف غير الالكترون والبروتون والنيترون و لكن اكتشاف الجسيمات المتنوعة و عددها الكبير جدا خلى الفيزيائيين شبهوا تنوع الجسيمات العشوائي وكانها “حديقة حيوانات”.
و تم تنظيم و ترتيب التنوع دا و دراسة التفاعلات ما بين الجسيمات المختلفة ضمن عدة نظريات آخرها النموذج المعياري اللي وضعه بشكل أساسي شيلدون جلاشو و ستيفن واينبرج و محمد عبد السلام و نتيجة لتطابق التنبؤات مع التجربة فاز الثلاثة بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1979.
ممكن وصف الجسيمات تبعا للنموذج المعياري بأنها تنقسم لقسمين:
1-الجسيمات المادية أو “الفيرميونات”: و بتوصف الجسيمات المكونة للمادة و المادة المضادة و بتتألف من قسمين : الكواركات وليها 6 أنواع و الليبتونات زي الالكترون و هو اشهر الليبتونات … أما بقية الجسيمات فهي بتتكون من تركيب للجسيمات اللي فاتت دي بس بقواعد معينة مثلا بيتألف البروتون من ثلاثة كواركات.
2-جسيمات القوى أو البوزونات : وهي الجسيمات التي بتمثل حقول القوى الأساسية زي القوة الكهرومغناطيسية و القوة النووية الشديدة و القوة النووية الضعيفة أما القوة الأخيرة و هي قوة الجاذبية مش موجودة في النموذج المعياري للجسيمات و بيعتبر ايجاد نظرية واحدة بتشمل القوى الاربعة من أهم الاشياء في الفيزياء النظرية.
النموذج المعياري فيه برضه جسيم كمان مسؤول انه يدي الكتلة للجسيمات الباقية اسمه “جسيم هيغز” أو ” بوزون هيغز” اللي تم الاعلان في 2012 عن رصد جسيم بتتشابه صفاته مع بعض صفات جسيم هيغز المفترض و دا كان في مصادم الهادرونات الكبير في سيرن- سويسرا … و ضمن النموذج المعياري وصف القوة الكهرومغناطيسية و القوة النووية الضعيفة بشكل موحد و اللي كان خطوة لوصف القوى الأساسية الأربعة بصيغة موحدة رغم المشاكل المعقدة اللي بتنتج عند محاولة ضم تأثيرات الجاذبية للنظرية … و برغم النجاح الكبير للنموذج المعياري في حسابات تفاعلات الجسيمات مع بعضها و ايجاد الجسيمات الناتجة باحتمالات بتتفق مع التجربة لغاية دلوقتي و اكتشاف الجسيمات اللي بيتنبأ بها النموذج زي الكوارك القعري Bottom Quark عام 1977 و الكوارك الكمّي Top Quark عام 1995 و نترينو التّاو عام 2000 فإن النموذج المعياري بيستلزم وجود 19 ثابت لازم نحسبها بالتجربة … و النموذج مقدرش يقدم تفسير قيمها و اللي خلاها من اهم الأسئلة في الفيزياء … و عشان كدا بتوجد عدة فرضيات و نظريات بتتنبأ كل منها بوجود جسيمات بخواص معينة بيبحثوا عنها في بعض التجارب زي مصادم الهادرونات الكبير في سيرن و بيصدموا الجسيمات ببعضها بسرعة عالية قريبة من سرعة الضوء و قياس الجسيمات الناتجة للبحث عن دلائل لفيزياء ما بعد النموذج المعياري … و من الفرضيات دي اشهرها التناظر الفائق بين الجسيمات … و فيه نظريات دمجت وصف الجاذبية مع بقية القوى الأساسية زي نظرية الأوتار والجاذبية الكمومية الحلقية و هنتكلم عنهم المحاضره القادمه ان شاء الله.
