جسيمات في الطبيعة.. أثارت حيــرة الفيزيائييـن

تأتي هذه الجسيمات بأنواع مختلفة و أحجام متنوعة، بعضها يكون بشكل أزواج يفني أحدها الآخر، فيما يلي عدد من هذه الجسيمات التي تثير حيرة الفيزيائيين..

1- بوزون هيغز

نتيجة أهميته الكبيرة في العلم أطلق عليه العلماء اسم “الجسيم الإله” يعتقد أنه يعطي الكتلة لكافة الجسيمات الأخرى.

وضعت النظرية التي تقترح وجود هذا الجسيم عام 1964، عندما تساءل العلماء عن سبب وجود جسيمات أكبر من جسيمات أخرى.

يرتبط بوزون هيغز مع وجود ما يسمى حقل هيغز، و هو عبارة عن شبكة تملأ الكون، وهما مسؤولان عن إعطاء الجسيمات الأخرى كتلتلها. يأمل العلماء  أن تكمل آلية هيغز أحجية النموذج الفيزيائي المعياري للجسيمات.

2- Quarks

هي اللبنات الأساسية المكونة  للبروتونات و النترونات ، ولا توجد لوحدها أبداً بل على شكل مجموعات. القوة التي تربط الكواركات ببعضها تزداد مع المسافة ، فكلما حاولنا عزل كوارك أو فصله، فإن هذا الكوارك سيمانع ذلك بشكل أكبر، لذلك  فالكواركات لا توجد حرة في الطبيعة. هذه الجسيمات الأساسية لها ستة أنواع..

Up, Down, Charm, Strange, Top, Bottom

على سبيل المثال فإن البروتونات و النترونات مؤلفة من 3 كواركات ، كل بروتون يحوي كواركين من نوع  up و كوارك من نوع  down، بينما النترونات تملك كواركين من نوع down و كوارك up.

الكواركات من نوع up,down تملك أصغر الكتل  بين أنواع الكواركات وهي الأكثر شيوعاً، لأن الأنواع الأخرى تتفكك بشكل سريع لتصبح up أو down. و لكن يمكن إنتاج الكواركات الثقيلة من خلال التصادمات العالية الطاقة كما في صادمات الذرات القوية.

3- Sparticles

وهي اختصار ل “supersymmetric particles” يتنبأ العلماء بوجودها من خلال نظرية التناظر الفائق “supersymmetry”

التي تفترض أن لكل جسيم أخ آخر لم نكتشفه بعد، مثلاً الإلكترون له أخ آخر اسمه سيلكترون selectron ، الكوارك أخوه السكوارك والفوتون فوتينو.

لماذا لا نرصد هذه الجسيمات في كوننا حتى الآن؟

يعتقد العلماء أن هذه الجسيمات أثقل من أخواتها، لذلك فزمن حياتها يكون قصيراً فهي تبدأ بالتفكك فور إنتاجها أو نشوئها.

يتطلب إنتاج ال sparticles كميات كبيرة جداً من الطاقة، مثل التي نتجت بعد الإنفجار العظيم “Big Bang” و ربما من الممكن أن تنتج في مسرعات الجزيئات الكبيرة مثل الصادم الهدروني الكبير LHC.

4- Neutrinos

جسيمات تحت ذرية “subatomic” خفيفة الوزن أصغر من الذرة تتحرك بسعة قريبة من سرعة الضوء. في الحقيقة فإن تريليونات من النترينو تتدفق من خلال أجسامنا في أية لحظة، لكنها من النادر أن تتفاعل مع المادة العادية .

بعضها يأتي من الشمس ، بينما تأتي البقية من الأشعة الكونية التي تتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض، و من مصادر فلكية أخرى كالنجوم المتفجرة في مجرة درب التبانة والمجرات الأخرى.

5- Antimatter

يعتقد أن كل جسيمات المادة الطبيعية (العادية) تملك شركاء أو جسيمات مناظرة من المادة المضادة (المظلمة) ، تملك هذه الجسيمات نفس الكتلة ولكن بشحنة مختلفة، عندما يلتقي جسيم من المادة المضادة مع نظيره من المادة العادية فإنهما يفنيان بعضهما البعض.

جسيم المادة المضادة المقابل للبروتون هو الأنتيبروتون (Antiproton) و المنظر للإلكترون هو Positron.

6- Graviton

في مجال الميكانيك الكوانتية تكون كل القوى الأساسية محمولة من خلال الجسيمات ، على سبيل المثال الضوء مكون من جسيمات ليس لها كتلة تسمى الفوتونات تحمل القوة الكهرمغناطيسية، و مثل ذلك فإن ال Graviton هو جسيم نظري إفتراضي يحمل قوة الجاذبية.

لم يكتشف العلماء بعد وجود الغرافيتون، و مهمة اكتشافه ستكون صعبة لأنه يتفاعل بشكل ضعيف مع المادة.