۞ منتديات كنوز الإبداع ۞


 
الرئيسيةس .و .جبحـثالأعضاءالمجموعاتالتسجيلدخولاليومية

شاطر | 
 

 بوزون

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
الباتريوت

عضو جديد  عضو جديد
avatar

الجنس : ذكر


العمر : 38
الموقع مخزن الصواريخ
التسجيل : 31/03/2012
عدد المساهمات : 15

مُساهمةموضوع: بوزون   الإثنين 09 أبريل 2012, 4:49 pm



بوزون



النموذج المعياري للجسيمات الأساسية، وفيها بوزونات قياسية في العمود الأخير.


تصنف جميع الجسيمات الأولية باعتبارها بوزونات أو فرميونات . يمكن للبوزونات أن تشكل حالات كمومية مركبة متناظرة كليا ، ونتيجة ذلك فهي تخضع لاحصاء بوز-أينشتاين . تقول مبرهنة احصائيات السبين أن البوزونات يجب أن تملك سبيناً صحيحاً، كما أن البوزونات هي الجسيمات الوحيدة القادرة على شغل نفس الحالة الكمومية.

البوزونات القياسية gauge bosons هي جسيمات أولية تعمل كجسيم حامل للقوى الأساسية مثل : بوزون الشعاع W بالنسبة للقوة الضعيفة، الگلوونات بالنسبة للقوى القوية، الفوتونات بالنسبة للقوى الكهرطيسية ، الگراڤيتون بالنسبة لقوى الثقالة .


الفرق بين البوزونات و الفرميونات

تتبع الفرميونات إحصاء فيرمي ديراك ، حيث لا يمكن لأكثر من فرميون واحد أن يحتلوا نفس الحالة الكمومية . مثال على الفرميونات نجده في الإلكترون . وتشغل الإلكترونات مستويات طاقة مختلفة في الذرة مكونة الأغلفة والمدارات حول نواة الذرة . ولا يمكن بصفة عامة لإثنين أو أكثر من الإلكترونات شغل نفس مستوي الطاقة (الكمومي) في الذرة .ولكن من الممكن أن يشغل إلكترونان نفس المستوى من الطاقة في غلاف الذرة بشرط أن يكون اتجاه عدد كم مغزلي لأحدهما +1/2 (أي علوي up spin ) ، أما الإلكترون الآخر فيكون عدده الكمومي المغزلي -1/2 (أي سفلي down spin ) . من هنا يتبين أهمية العزم المغزلي للجسيم الأولي : فإذا كان عزم الجسيم المغزلي (وهي إحدى خصائص الجســـيمات الأولية) مقـــداره 1/2 مثل الإلكترون فإنه يتبع في توزيعه في نظام مثل الذرة إحصاء فيرمي-ديراك .

نجد في الشكل المجاور 12 من الجسيمات الأولية التي تمتلك عزما مغزليا Spin مساوي 1/2. تلك الجسيمات هي الثلاثة جسيمات الأولى في كل سطر (من اليسار إلى اليمين) . نجدها في السطر الأول والثاني والثالث والرابع ، أي أن عدد الجسيمات ذات عزم مغزلي 1/2 هي 12 جسيم .

أما البوزونات فهي لا تتبع إحصاء فيرمي-ديراك وإنما تتبع إحصاء بوز-أينشتاين في نظام يحتويها ، ونجد منها نوعان من الجسيمات الأولية : الجسيمات الخفيفة مثل الفوتون و الجلوون g وكل منهما له عزما مغزليا مساوي 1 . وكذلك الجسميان الأوليان الآخرين بوزون Z و بوزون W وكلاهما من الجسيمات الأولية الثقيلة ، ولكل منهما عزما مغزليا صحيحا يساوى 1 .

وطبقا لنظرية الحقل الكمومي تكون الجسيمات الأولية ذات عزما مغزليا صحيحا من البوزونات وتتبع إحصاء بوز-أينشتاين عند تواجدها في نظام ، أما الجسيمات الأولية ذات العزم المغزلي 1/2 فتكون من الفرميونات وهي تتبع إحصاء فيرمي-ديراك عند تواجدها في نظام ، مثل توزيع الإلكترونات على مستويات الطاقة الكمومية في نظام مثل الذرة.


بوزونات مركبة

بالإضافة إلى البوزونات التي تعتبر من الجسيمات الأولية توجد بوزونات مركبة مثل بعض الذرات و بعض أنوية الذرات وبعض الهادرونات . هذا يرجع إلى الدور لذي يلعبه العزم المغزلي في انتماء الجسيم الحامل للعزم المغزلي ونوع توزيع الجسيمات في نظام كبير منها ، أي الدور الذي يلعبه العزم المغزلي في الإحصاء . فإذا كان الجسيم مركبا من عدد ازدواجي من الفرميونات (كل منها ذو عزممغزلي 1/2) يكون لجسيم المركب بوزونا حيث تصبح محصلة عزمه المغزلي عددا ضحيحا .

وعلى سبيل المثال تعتبر الحالات القادمة بوزونات مركبة:

الميزون يحتوي على 1 كوارك و 1 مضاد كوارك فرميوني ، فهو لذلك يكون بوزونا مركبا ،
نواة ذرة الكربون-12 ، فهي تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات وجميعهم من الفرميونات ، فتلك النواة تعتبر من البوزونات المركبة،
ذرة الهيليوم-4 (4He) بأكملها تحتوي نواتها على 2 من البروتونات ، و 2 من النيوترونات ، و2 من الإلكترونات ومحصلة عزمها المغزلي يكون بالتالي عددا صحيحا ، ولذلك فذرات الهيليوم-4 من البوزونات ، وتتبع بالتالي إحصاء بوز-أينشتاين .

ولا يحدد وجود عدد من البوزونات الداخلة في تكوين جسيم أكبر مكون منها ومن جسيمات أولية آخرى مرتبطة بعضها البعض وحده عما إذا كان الجسيم المركب بوزونا أم فرميونا ، وإنما تحدده محصلة العزم المغزلي للجسيم المركب.


بوزونات دبليو وزد

هي جسيمات أولية تتوسط التآثر الضعيف. اعتبر اكتشاف هذه الجسيمات نجاحا كبيرا لنظرية النموذج العياري لفيزياء الجسيمات.

سمي الجسيم دبليو من الحرف الرول لكلمة ويك من القوة النووية الضعيفة (بالإنجليزية: weak nuclear force) أما الجسيم زد سمي اعتباطا زد الحرف الأخير في الأبجدية اللاتينية لأنه اعتبر آخر جسيم يحتاج للاكتشاف. وهناك تفسير آخر للتسمية زد التي تأتي من كلمة صفر (بالإنجليزية: zero) لأنه لا يحمل شحنة كهربائية (أي شحنة صفر)


الخصائص الأساسية

يوجد نوعان من البوزونات دبليو واحد يحمل شحنة موجبة والآخر يحمل شحنة سالبة أو بتعبير آخر البوزون W+ هو الجسيم المضاد للبوزون W. أما البوزون زد هو محايد كهربائيا وهو يشكل الجسيم المضاد لنفسه. الجسيمات الثلاثة لها عمر نصف قصير بحوالي 3×10−25 s.

هذه البوزونات هي ذات كثل ثقيل بالنسبة جسيمات أولية. تشكل كتلة الجسيمات دبليو وزد 80.4 GeV/c2 و91.2 GeV/c2، على التوالي، مائة مرة كتلة البروتون وهي أثقل من ذرة الحديد. ترجع أهمية كتلة هذه البوزونات لأنها تعمل كحامل قوة وبهذا تحد كتلتهما من مجال التآثر الضعيف. على الطرف النقيض القوة الكهرومغناطيسية لها مجال لانهائي لأن حامل قوتها (الفوتون) هو عديم الكتلة.

تمتلك الجسيمات الثلاثة لفا مغزليا مساوي لواحد. انبعاث بوزون W+ أو بوزون W⁻ يزيد وينقص الشحنة الكهربائية للجسيم الباعث بوحدة ويغير اللف بوحدة. وفي نفس الوقت يمكن للبوزون دبليو أن يغير جيل جسيم، على سبيل المثال يغير كواركا غريبا إلى كوارك علوي. لا يمكن للبوزون Z أن يغير لا الشحنة الكهربائية ولا أية شحنة أخرى (مثل السحر والغرابة) لذا فهو لا يغير الجيل أو النكهة ولكن يمكنه تغيير اللف والزخم.




_________________
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
بوزون
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
۞ منتديات كنوز الإبداع ۞ :: ۞ المنتديات العلمية ۞ ::  ₪ العلوم والتقنية ₪-
انتقل الى: