كوارك غريب

الكوارك الغريب أو كوارك s (نسبةً إلى رمزه s) هو ثالث أخف الكواركات ، وهو نوع من الجسيمات الأولية . توجد الكواركات الغريبة في جسيمات دون ذرية تُسمى الهادرونات . من أمثلة الهادرونات التي تحتوي على كواركات غريبة: الكاونات ( K )، وميزونات D الغريبة ( D)._s )،والباريونات سيجما(Σ)، وغيرها منالجسيمات الغريبة.

بحسب الاتحاد الدولي للفيزياء البحتة والتطبيقية (IUPAP )، يُعدّ الرمز s الاسم الرسمي، بينما يُعتبر مصطلح "strange" مجرد وسيلة تذكيرية. ^{[ 2 ]} كما استُخدم اسم sideways لأن قيمة I³ للكوارك s (وكذلك الكواركات الثلاثة المتبقية) تساوي صفرًا، بينما تبلغ قيمة _{I³ للكوارك} u ("أعلى") والكوارك d ("أسفل") نصف ونصف و - نصف على التوالي . ^{[ 3 ]}

إلى جانب الكوارك الساحر ، يُعدّ جزءًا من الجيل الثاني للمادة. يحمل شحنة كهربائية مقدارها - 1/3 e وكتلة أساسية مقدارها 95 +9 −3 MeV/ c ²  . ^{[ 1 ]} مثل جميع الكواركات ، يُعد الكوارك الغريب فرميونًا أوليًا ذو لف مغزلي 1/2 ، ويخضع للتفاعلات الأساسية الأربعة : الجاذبية ، والكهرومغناطيسية ، والتفاعلات الضعيفة ، والتفاعلات القوية . الجسيم المضاد للكوارك الغريب هو الكوارك المضاد الغريب (يُسمى أحيانًا الكوارك المضاد الغريب أو ببساطة المضاد الغريب )، والذي يختلف عنه فقط في أن بعض خصائصه لها نفس المقدار ولكن بإشارة معاكسة .

اكتُشف أول جسيم غريب (جسيم يحتوي على كوارك غريب) على يد جورج روتشستر وكليفورد بتلر في قسم الفيزياء والفلك بجامعة مانشستر عام 1947 ( الكاونات ). وفي عام 1964، افترض موراي جيل مان وجورج زويج وجود الكوارك الغريب نفسه (وكواركات الأعلى والأسفل ) لتفسير نظام التصنيف الثماني للهادرونات . وجاء أول دليل على وجود الكواركات عام 1968، في تجارب التشتت غير المرن العميق في مركز ستانفورد للمسرع الخطي . أكدت هذه التجارب وجود كواركات الأعلى والأسفل، وبالتالي وجود الكواركات الغريبة، إذ كان وجودها ضروريًا لتفسير نظام التصنيف الثماني .

في بدايات فيزياء الجسيمات (النصف الأول من القرن العشرين)، كان يُعتقد أن الهادرونات ، مثل البروتونات والنيوترونات والبيونات، هي جسيمات أولية . إلا أنه مع اكتشاف هادرونات جديدة، ازداد عدد الجسيمات المكتشفة من بضعة جسيمات في أوائل الثلاثينيات والأربعينيات إلى عشرات منها في الخمسينيات. وكانت بعض الجسيمات أطول عمراً من غيرها؛ إذ تحللت معظم الجسيمات بفعل التفاعل القوي ، وكان عمرها حوالي 10⁻²³ ^ثانية . أما عند تحللها بفعل التفاعل الضعيف ، فكان عمرها حوالي 10⁻¹⁰ ^ثانية . أثناء دراسة هذه الاضمحلالات، طوّر موراي جيل مان (عام 1953) ^{[ 4 ] [ 5 ]} وكازوهيكو نيشيجيما (عام 1955) ^{[ 6 ]} مفهوم الغرابة (الذي أطلق عليه نيشيجيما اسم شحنة إيتا ، نسبةً إلى ميزون إيتا ( η )) لتفسير "غرابة" الجسيمات الأطول عمراً. وتُعدّ صيغة جيل مان-نيشيجيما ثمرة هذه الجهود لفهم الاضمحلالات الغريبة.

على الرغم من جهودهم، ظلت العلاقات بين كل جسيم والأساس الفيزيائي وراء خاصية الغرابة غير واضحة. في عام 1961، اقترح كل من جيل مان ^{[ 7 ]} ويوفال نعمان ^{[ 8 ]} بشكل مستقل نظامًا لتصنيف الهادرونات يُعرف باسم " الطريقة الثمانية" ، أو " تناظر النكهة SU(3)" . وقد رتب هذا النظام الهادرونات في مضاعفات إيزوسبينية . لم يُشرح الأساس الفيزيائي لكل من الإيزوسبين والغرابة إلا في عام 1964، عندما اقترح كل من جيل مان ^{[ 9 ]} وجورج زويج ^{[ 10 ] [ 11 ]} بشكل مستقل نموذج الكواركات ، الذي كان يتألف آنذاك من الكواركات العلوية والسفلية والغريبة فقط. ^{[ 12 ]} كانت الكواركات العلوية والسفلية حاملة للإيزوسبين، بينما كان الكوارك الغريب حاملًا للغرابة. في حين أن نموذج الكواركات فسّر " الطريقة الثمانية" ، لم يُعثر على أي دليل مباشر على وجود الكواركات حتى عام 1968 في مركز ستانفورد للمسرع الخطي . ^{[ 13 ] [ 14 ]} أشارت تجارب التشتت غير المرن العميق إلى أن البروتونات لها بنية فرعية، وأن البروتونات المكونة من ثلاثة جسيمات أساسية تفسر البيانات (مما يؤكد نموذج الكوارك ). ^{[ 15 ]}

في البداية، كان الناس مترددين في تحديد الأجسام الثلاثة على أنها كواركات، مفضلين بدلاً من ذلك وصف ريتشارد فاينمان للجسيمات الأولية ، ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} ولكن بمرور الوقت أصبحت نظرية الكواركات مقبولة (انظر ثورة نوفمبر ). ^{[ 19 ]}

• غرابة
• نموذج الكوارك
• مادة غريبة
• إنتاج الغرابة
• سترينجليت
• نجم غريب

• ر. نيف. "الكواركات" . هايبرفيزيكس . جامعة ولاية جورجيا ، قسم الفيزياء وعلم الفلك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-06-2008 .
• أ. بيكرينغ (1984). بناء الكواركات . مطبعة جامعة شيكاغو . الصفحات 114-125 . ISBN  978-0-226-66799-7.