عرض مصدر نموذج الكوارك

{{لا مصدر|تاريخ=يناير 2022}}
'''نموذج الكوارك''' في الفيزياء هو عبارة عن نظام لتصنيف [[هادرون]]ات من حيث [[كوارك]] المكافئ— حيث يعطي الكوارك وضديده [[عدد كمي|رقم كم]] للهادرون. ولتلك الأرقام الكمية أسماء تحدد بها الهادرونات، وهي من نمطين. مجموعة تأتي من [[تناظر بوانكاريه]]<!--[[زمرة بوانكاريه]]-->— ''J''<sup>''PC''</sup> حيث ''J'', ''P'' و''C'' ترمز إلى [[الزخم الزاوي الإجمالي]]<!--[[total angular momentum]]--> و[[تناظر التكافؤ]] و[[تناظر الشحنة]] على التوالي. والباقي هو [[نكهة (فيزياء الجسيمات)#نكهات أعداد الكم|نكهات أعداد الكم]] مثل [[لف نظائري]] و[[الغرابة]] و[[سحر (رقم كمي)|السحر]] وهكذا. ويعتبر نموذج كوارك متابعة لنظام تصنيف طريق الثمان لفات.

تحدد الكواركات كلها [[عدد باريون|رقم باريون]] ل{{كسر مائل|1|3}}. فلدى [[كوارك علوي|الكوارك العلوي]] و[[كوارك ساحر|الساحر]] و[[كوارك قمي|القمة]] [[شحنة كهربائية]] تعادل +{{كسر مائل|2|3}}، بينما [[كوارك سفلي|الكوارك السفلي]] و[[كوارك غريب|الغريب]] و[[كوارك قعري|القعري]] لديها شحنة كهربائية −{{كسر مائل|1|3}}. أما ضديد الكواركات فلديها رقم كمي معاكس. ولدى الكوارك أيضا [[لف مغزلي|دوران مغزلي]] -[[لف مغزلي-½|{{كسر مائل|1|2}}]] من الجسيمات، ويعني بأنها [[فرميون]]ات.

تتكون [[ميزون|الميزونات]] من زوج كوارك مكافئ-ضديد كوارك (مما يعني أن لديها رقم باريون = 0)، بينما تتكون [[باريون|الباريونات]] من ثلاث كواركات (مما يعني أن رقم الباريون لديها= 1). ويناقش المقال هنا نموذج الكوارك لنكهات الكوارك العلوية والسفلية والغريبة. هناك تعميمات لأعداد أكبر من النكهات.
[[ملف:8foldway.svg|تصغير|'''شكل 1:''' كمية عددية غير صحيحة تساعية لميزون، فيرى الأعضاء الثمانية باللون الأخضر، والمنفرد باللون الأرجواني. فاسم طريق الثمان لفات {{إنج|Eightfold Way}} مستمدة من هذا التصنيف.]]
== البداية ==
في ظل التطوير لنظام تصنيف [[هادرون|الهادرونات]] أضحت هناك أسئلة ساخنة بعد كشف أساليب فنية تجريبية جديدة، فأصبح واضحا أن لا يمكن أن تكون جميعها أولية. فقد أدت تلك الاكتشافات إلى [[فولفغانغ باولي]] بأن يصرخ قائلا:«ماكنت أتوقع ذلك، وإلا كنت سأصبح عالم نبات» ولكن [[لويس ألفاريز]] الذي أخذ بها جائزة نوبل في فيزياء الجسيمات التجريبية كان في طليعة تلك التطورات. هناك العديد من المقترحات المبكرة ولكن لم تكن لها القدرة على الشرح الكامل لتلك المعطيات مثل مقترح سويجي ساكوتا. ثم أتت النسخ المطورة من مويونج هان و[[يويتشيرو نامبو]] التي أضحت أنه لايمكن الاعتماد عليها بعد ذلك. فتم تطوير صيغة جيلمان-نشيجيما على نحو تكوين جديد ومطور لنموذج الكوارك بين [[موري جيلمان]] و[[كازهيكو نشيجيما]]. ثم تلقى هذا النموذج دعم ومساهمة من يوفال نعمان و[[جورج زفايج|جورج سويج]]. فالذي تنبأ بهذا النموذج هو لف {{كسر مائل|3|2}} [[باريون أوميغا|باريون {{جسيم دون ذري|Omega-}}]] وهو أحد الحالات البسيطة، واكتشفه جيلمان عن طريق تجربة في مختبر BNL واستحق جائزة نوبل على عمله هذا على تطوير نموذج الكوارك.

== الميزونات ==
{{أيضا|ميزون|لائحة الميزونات}}
[[ملف:Meson nonet - spin 0.svg|تصغير|'''شكل 2:''' كمية عددية كاذبة لميزونات اللف 0 بشكل تساعي.]]
[[ملف:Meson nonet - spin 1.svg|تصغير|'''شكل 3:''' ميزونات اللف 1 بشكل تساعي]]
سمي تشكيل طريق الثمان لفات بعد الأمر التالي. إذا اخذنا 3 نكهات من الكواركات، ستكون الكواركات في التمثيل الأساسي، '''3''' (وتسمى ثلاثي) من [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهة]] SU3. ويكون ضديد الكوارك في التمثيل المعقد المقارن {{سطر فوقي|'''3'''}}. وتصنع الحالات التسع (تساعي) من زوج يمكن أن يتحلل إلى التمثيل الكاذب '''1''' ويسمى المفرد، والتمثيل المشترك '''8''' (يسمى ثُماني). والترميز لهذا التحلل هو
:<math>\mathbf{3}\otimes \mathbf{\overline{3}} = \mathbf{8} \oplus \mathbf{1}</math>.
فالشكل الأول يظهر تطبيق تحلل الميزونات. فإذا كان تناظر النكهة متكاملا، فستصبح كل الميزونات التسع متساوية الكتلة. ويشمل المحتوى المادي للنظرية مراعاة كسر التناظر الناتج من اختلاف كتل الكواركات وأيضا مراعاة الخلط بين التعدد المختلف (مثل الثُماني والمفرد). فالصدع ما بين {{جسيم دون ذري|Eta}} و{{جسيم دون ذري|Eta prime}} هو أكبر من استيعاب نموذج الكوارك.

الميزونات هي هادرونات لها صفر [[عدد باريون|رقم باريون]]. فإن كان زوج الكوارك-ضديد الكوارك في حالة عزم زاوي مداري ''L'' ولهما [[لف مغزلي]] ''S''، فإنه:
* |''L'' − ''S''|{{يم}} ≤ ''J'' ≤ ''L'' + ''S''، حيث ''S'' ={{يم}}0 أو 1،
* ''P'' ={{يم}} (−1)<sup>''L'' + 1</sup>، حيث 1 في الأس نشأ من [[جوهر التكافؤ]] لزوج الكوارك-ضديد الكوارك.
* ''C'' ={{يم}} (−1)<sup>''L'' + ''S''</sup> للميزونات التي ليس لها [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهة]]. أما الميزونات ذات النكهة فلها قيمة غير محددة ل''C''
* في [[لف نظائري|اللف النظائري]] ''I'' = حالتي 1 و 0، أحدهما يمكنه تحديد رقم كمي مضاعف جديد ويسمى تكافؤ-G{{يم}}<!--[[G-parity]]--> مثل هذه {{بدون لف|''G''{{يم}} {{=}} (−1){{يم}}<sup>''I'' + ''L'' + ''S''</sup>'''}}.
* إن كانت ''P'' ={{يم}}(−1)<sup>''J''</sup> فإنه يترتب على ذلك أن ''S'' ={{يم}}1، بالتالي ''PC'' ={{يم}}1. تسمى الحالات مع تلك الأرقام الكمية '''بحالات تكافؤ طبيعي'''، بينما تسمى حالات الأرقام الكم الأخرى '''بالشاذة''' (مثل حالة {{بدون لف|''J''<sup>''PC''</sup> {{=}} 0<sup>−−</sup>}})

== باريونات ==
{{أيضا|باريون|قائمة الباريونات}}
[[ملف:Baryon octet.png|تصغير|200px|يمين|'''Figure 4'''. The ''S''&nbsp;=&nbsp;{{كسر مائل|1|2}} ground state baryon octet]][[ملف:Baryon decuplet.png|تصغير|200px|يمين|'''Figure 5'''. The ''S''&nbsp;=&nbsp;{{كسر مائل|3|2}} baryon decuplet]]
<!--

Since quarks are [[فرميون]]s, the [[spin-statistics theorem]] implies that the [[دالة موجية]] of a baryon must be antisymmetric under exchange of any two quarks. This antisymmetric wavefunction is obtained by making it fully antisymmetric in colour and symmetric in flavour, spin and space put together. With three flavours, the decomposition in flavour is
:<math>\mathbf{3}\otimes\mathbf{3}\otimes\mathbf{3}=\mathbf{10}_S\oplus\mathbf{8}_M\oplus\mathbf{8}_M\oplus\mathbf{1}_A</math>.
The decuplet is symmetric in flavour, the singlet antisymmetric and the two octets have mixed symmetry. The space and spin parts of the states are thereby fixed once the orbital angular momentum is given.

It is sometimes useful to think of the [[حالة كمومية]]s of quarks as the six states of three flavours and two spins per flavour. This approximate symmetry is called spin-flavour [[زمرة وحدوية خاصة]]. In terms of this, the decomposition is
::<math>\mathbf{6}\otimes\mathbf{6}\otimes\mathbf{6}=\mathbf{56}_S\oplus\mathbf{70}_M\oplus\mathbf{70}_M\oplus\mathbf{20}_A</math>

The 56 states with symmetric combination of spin and flavour decompose under flavour [[SU(3)]] into
::<math>\mathbf{56}=\mathbf{10}^\frac{3}{2}\oplus\mathbf{8}^\frac{1}{2}</math>

where the superscript denotes the spin, ''S'', of the baryon. Since these states are symmetric in spin and flavour, they should also be symmetric in space—a condition that is easily satisfied by making the orbital angular momentum ''L''&nbsp;=&nbsp;0. These are the ground state baryons. The ''S''&nbsp;=&nbsp;{{كسر مائل|1|2}} octet baryons are the two [[نوية (ذرة)]]s ({{جسيم دون ذري|Proton+}}, {{جسيم دون ذري|Neutron0}}), the three [[Sigma baryon|Sigmas]] ({{جسيم دون ذري|Sigma+}}, {{جسيم دون ذري|Sigma0}}, {{جسيم دون ذري|Sigma-}}), the two [[Xi baryon|Xis]] ({{جسيم دون ذري|Xi0}}, {{جسيم دون ذري|Xi-}}), and the [[Lambda baryon|Lambda]] ({{جسيم دون ذري|Lambda0}}). The ''S''&nbsp;=&nbsp;{{كسر مائل|3|2}} decuplet baryons are the four [[Delta baryon|Deltas]] ({{جسيم دون ذري|Delta++}}, {{جسيم دون ذري|Delta+}}, {{جسيم دون ذري|Delta0}}, {{جسيم دون ذري|Delta-}}), three [[Sigma baryon|Sigmas]] ({{جسيم دون ذري|Sigma*+}}, {{جسيم دون ذري|Sigma*0}}, {{جسيم دون ذري|Sigma*-}}), two [[Xi baryon|Xis]] ({{جسيم دون ذري|Xi*0}}, {{جسيم دون ذري|Xi*-}}), and the [[أوميغا]] ({{جسيم دون ذري|Omega-}}). Mixing of baryons, mass splittings within and between multiplets, and magnetic moments are some of the other questions that the model deals with.
-->

== انظر أيضًا ==
* [[جسيم دون ذري]]
* [[هادرون]]ات، [[باريون]]ات, [[ميزون]]ات [[كوارك]]ات
* [[هادرون شاذ]]: [[ميزون شاذ]] [[باريون شاذ]]
* [[ديناميكا لونية كمية|ديناميكا لونية كمومية]]، [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهة]]، [[QCD vacuum]]

== مصادر ووصلات خارجية ==
{{مراجع}}

* {{استشهاد ويب
 |مؤلف=J.R. Christman
 |سنة=2001
 |مسار=http://35.9.69.219/home/modules/pdf_modules/m282.pdf
 |عنوان=SU(3) and the quark model
 |المعرف=MISN-0-282
 |عمل=[[Project PHYSNET]]
 |ناشر=[[جامعة ميشيغان]]
 |تاريخ الوصول=2009-07-24
|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20060221233528/http://35.9.69.219/home/modules/pdf_modules/m282.pdf|تاريخ أرشيف=2006-02-21}}
* {{استشهاد بدورية محكمة
 |مؤلف=S. Eidelman ''et al.'' ([[Particle Data Group]]
 |سنة=2004
 |مسار= http://pdg.lbl.gov/2004/reviews/quarkmodrpp.pdf
 |عنوان=Review of Particle Physics
 |صحيفة=[[Physics Letters B]]
 |المجلد=592 |صفحة=1
 |doi=10.1016/j.physletb.2004.06.001
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20201129101855/https://pdg.lbl.gov/2004/reviews/quarkmodrpp.pdf
|تاريخ أرشيف=2020-11-29}}
* {{استشهاد بكتاب
 |مؤلف=H. Georgi
 |سنة=1999
 |عنوان=Lie algebras in particle physics
 |ناشر=[[Perseus Books]]
 |ردمك=0-7382-0233-9
}}
* {{استشهاد بكتاب
 |مؤلف=J.J.J. Kokkedee
 |سنة=1969
 |عنوان=The quark model
 |مسار=https://archive.org/details/quarkmodel0000kokk
 |ناشر=[[W. A. Benjamin]]
 |المعرف={{رتاق|B001RAVDIA}}
}}
{{النموذج المعياري للفيزياء}}
{{جسيمات}}
{{شريط بوابات|الفيزياء}}

[[تصنيف:كوارك]]
[[تصنيف:هادرونات]]