غلوون: الفرق بين النسختين

	Feynmann Diagram Gluon Radiation.svg;
التكوين	جسيم أولي
العائلة	بوزون
المجموعة	بوزون أساسي
التفاعل	تفاعل قوي
واضع النظرية	موراي جل مان (1962)
المكتشف	مجموعة تاسو في مركز ديسي الألماني (1979)
الرمز	g
عدد الأنواع	8
الكتلة	0 MeV/c2 (تقييم نظري) ; <20 MeV/c2 (حدود التجربة)
الشحنة الكهربائية	0 شحنة أولية
شحنة لونية	octet (8 types)
الدوران	1
	تعديل مصدري - تعديل

تصفح التاريخ تفاعلياً

[نسخة منشورة]

→ التعديل السابق التعديل اللاحق ←

تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى

مرئينص الويكي

مضمن

نسخة 05:13، 15 يوليو 2020

الغلوون (Gluon) هي الجسيمات الأولية التي تتواسط قوى التآثر القوي (بالإنجليزية: interaction Strong)‏ بين الكواركات طبقا للديناميكا اللونية الكمية (كروموديناميك الكمومي). وهي عبارة عن بوزون اتجاهي (بالإنجليزية: vector boson)‏ ، له عزم مغزلي 1 (بالإنجليزية: Spin 1)‏، ما يميزه عن غيره من البوزونات الإتجاهية التي تمتلك عادة ثلاث حالات للعزم المغزلي. و لكن التباين القياسي (بالإنجليزية: gauge invariance)‏ ينقص عدد حالات الزخم المغزلي (سبين) للغلوون إلى حالتين اثنتين فقط.

الغلوونات gluons هي جسيمات تآثر تنقل التآثر القوي . يوجد منها 8 أنواع تعمل بين الكواركات ؛ الكواركات هب الجسيمات البنائية للجسيمات الأكبر ، مثل الهادرونات ، و الباريونات التي من ضمنها البروتونات و النيوترونات، والميزونات ) كل هذه الجسيمات الأولية الكبيرة "تلصقها" الغلوونات . كما من الممكن أن تتفاعل (تتآثر)الغلوونات مع بعضها البعض بحيث يمكنها تكوين جسيمات أخرى ؛ جسيمات أخرى مكونة من غلوونات فقط ، وهذه الجسيمات تسمى" غلووبول " gluoball أي كرة غلوونات أو كرات غلوونات gluoballs.

الغلوون أحد أعضاء النموذج العياري للجسيمات

رمز الغلوون هو الرمز g في النموذج العياري (أو القياسي ) التالي:

الإلكترون موجود من ضمنها ورمزه e

اما البروتون فهو مكون من 3 كواركات: u u d

والنيوترون مكون من 3 كواركات: d d u

والفوتون رمزه γ

خصائص الغلوونات

الغلوونات ليست لها شحنة وتعتبر في النمودج القياسي بلا كتلة، إلا أن التجارب عليها تشير إلى كتلة في حدود عدة MeV (أي عدة ملايين إلكترون فولط) ، فكونهم ذوي ليس ببعيد ، فالبحث مستمر. للغوونات شحنة لونية تتميز بأنها تتكون من " لونا " و "لونا مضادا" سويا. ولهذا يوجد منها عدة غلوونات مختلفة . من خلال نظرية المجموعات يمكن استخلاص عدد امكانيات التباديل والتوافيق لهذه الألوان والألوان المضادة للغوونات ، الاحصائية التالية:

3\otimes {\bar {3}}=8\oplus 1\,.

(تـُقرأ من اليسار إلى اليمين وتقول: حاصل ضرب ثلاثي اللون في ثلاثي مضاد-اللون يعطي النتيجة : 8 حالات (Octet) وحالة واحدة منفردة Singulet [أنظر أسفله].)

الحالة المنفردة لا تستطيع تغيير لون الكوارك حيث أنها تمثل حالة تناطرية تماما.ويمكن مقارنة تلك الخاصية بحالات العزم المغزلي . كل الغلوونات الموجودة في الطبيعة تحمل محصلة لون (تعادل العزم المغزلي الكلي وهو لا يساوي صفرا. ) الحالة الفردية Singulett $(r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}$ ^[6] لا لون لها ( ${\hat {=}}$ والعزم المغزلي الكلي لها يساوي 0)

حيث :

r أحمر ، و

{\bar {r}}

مضاد الأحمر

b أزرق ، و

{\bar {b}}

مضاد الأزرق

g أخضر ، و

{\bar {g}}

مضاد الأخضر

عد الغلوونات

بعكس الفوتون المنفرد طبقا للديناميكا اللونية الكمومية QED أو الثلاثة W و Z bosons الفعالة في التآثر النووي الضعيف فإنه توجد 8 من الغلوونات المستقلة في الميكانيكا اللونية الكمومية.

ربما يكون ذلك صعبا في الفهم . الكواركات تحمل ثلاثة أنواع من الشحنات اللونية ؛ والكواركات المضادة تحمل ثلاثة ألوان مضادة. ويمكن اعتبار أن الغلوونات تحمل كلا من لون ولون مضاد . هذا يجعل من "الممكن " الحصول على 9 ترافقات للون واللون المضاد للغلوونات. الجدول التالي يعطي تلك الثمانية ترافقات وأسمائهم:

red-antired ( $r{\bar {r}}$ ), red-antigreen ( $r{\bar {g}}$ ), red-antiblue ( $r{\bar {b}}$ )
green-antired ( $g{\bar {r}}$ ), green-antigreen ( $g{\bar {g}}$ ), green-antiblue ( $g{\bar {b}}$ )
blue-antired ( $b{\bar {r}}$ ), blue-antigreen ( $b{\bar {g}}$ ), blue-antiblue ( $b{\bar {b}}$ )

تلك هي ليست حالات الألوان "الحقيقية" التي تظهر في الغلوونات ولكنها "حالات فاعلية" effective states. وبغرض فهم كيفية تقارنهم (ترافقهم) فمن الضروري الأخذ في الاعتبار رياضيات الشحنات اللونية بتعمق أكبر.

حالة لونية منفردة

يقال عادة أن الجسيمات المستقرة المتآثرة ( مثل البروتون و النيوترون ؛ وهما ينتميان إلى الهادرونات) التي نشاهدها في الطبيعة بأنها لا لون لها، أو بمعنى أصح أنهم في حالة :لون منفرد color singlet state ، التي هي تماثل في حساب الرياضيات "حالة عزم مغزلي منفردة". spin single state.^[7] تلك الحالات تسمح تآثر مع حالات لونية منفردة أخرى ، ولكن ليس مع حالات لونية أخرى، لأن تآثرات الغلوون طويلة المدى لا وجود لها ؛ وهذا يوضح أن غلوونات في الحالة المنفردة لا توجد كذلك . ^[7]

الحالة اللونية المنفردة هي:^[7]

(r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}.

أو بمعنى آخر ، إذا كنا نستطيع قياس لون الحالة فإنه توجد عدة احتمالات لأن تكون أحمر-أحمر مضاد أو أزرق-أزرق مضاد أو أخضر-أخضر مضاد.

ثمانية غلوونات لونية

بالإضافة إلى الحالة الفردية توجد أيضا 8 حالات لونية للغلوون ، وهي تمثل الـ 8 أنواع من الغلوونات . ونظرا لأنه من الممكن خلط الألوان لتكوين "حالات " للغلوونات فتوجد عدة أمكانيات لتمثيل تلك الحالات , هي تعرف بـ "لون الثمانية حالات " "color octet". وتمثلها القائمة التالية::^[7]

$(r{\bar {b}}+b{\bar {r}})/{\sqrt {2}}$		$-i(r{\bar {b}}-b{\bar {r}})/{\sqrt {2}}$
$(r{\bar {g}}+g{\bar {r}})/{\sqrt {2}}$		$-i(r{\bar {g}}-g{\bar {r}})/{\sqrt {2}}$
$(b{\bar {g}}+g{\bar {b}})/{\sqrt {2}}$		$-i(b{\bar {g}}-g{\bar {b}})/{\sqrt {2}}$
$(r{\bar {r}}-b{\bar {b}})/{\sqrt {2}}$		$(r{\bar {r}}+b{\bar {b}}-2g{\bar {g}})/{\sqrt {6}}.$

كما يمكن وصف تلك الحالات ب مصفوفات غيل-مان. وهي حالات مستقلة عن الحالة الفردية . الحالات الثمانية هي T3² − 1 أو 2³. ولا يمكن إجراء اقتران بينها أو لبعضها لإنتاج حالات أخرى ؛ وإنه من المستحيل جمعهم لتكوين rr, أو gg, أو bb^[8] فهذا لا يحدث وتلك هي طبيعتهم.

الحجز

نظرا لأن الغلوونات تحمل شحنة لونية فهم يشتركون في التآثرات القوية (تفاعلات) . هده التآثرات بالغلوون-غلوون يحصر حقل اللون ويجعله في هيئة حلقة وترية (وهي تسمى في الميكانيكا اللونية الكمومية " فيض أنبوبي" Flux tube ، يشتد قوة عند اطالته . وبسبب هده القوة فإن الكواركات محصورة في في جسيمات تحويها ، وتلك الجسيمات تسمى هادرونات ومن ضمنها البروتون و النيوترون .وهدا يحصر مدى التآثر القوي في حيز نحو 1×10⁻¹⁵ متر, وهده حدود نواة الذرة . خارج هذه المسافة تشتد الحلقة الرابطة للكواركين شديدا. وإدا اشتدت أكثر من الازم بسبب طاقة خارجية فإن هده الطاقة الزائدة تتحول إلى زوج كوارك- كوارك مضاد من الفراغ ولا تزداد الحلقة flux tube طولا.

ومن خصائص الغلوونات أنها تبقى محصورة في داخل جسيمات أكبر و هي الهادرونات. بالتالي لا تشترك الغلوونات مباشرة في التفاعلات النووية التي تحدث بين الهادرونات . القوى بين الهادرونات تتوسط فيها ميزونات. والميزونات تنتمي أيضا للهادرونات.

مشاهدات التجارب

تظهر الكواركات والغلوونات (الملونة) نفسها بأنها تتفتت إلى كواركات وغلوونات ، وهذه تتراكب لتصبح هادرونات في هيئة جسيمات لا لون لها . في عام 1978 أثناء انعقاد المؤتمر الصيفي لبحوث الجسيمات الأولية ,^[9] وتناول العلماء نتائج مكشاف بلوتو الموجود في مصادم الإلكترون والبوزيترون في ديزي أتى المكشاف بأول ما يشير إلى أن تحلل الهادرونات في الرنين ( Υ(9.46 يمكن تفسيره على أنه حدث ثلاثة نفاثات اصدرت ثلاثة من الغلوونات. وقد سرد المنشور الذي عقب ذلك المؤتمر التحليلات الخاصة بهده التجربة وأيدت التفسير ، كما أيدت أيضا أن الغلوون له عزم مغزلي ( سبين) 1 . ^[10]^[11] (أنظر أيضا ^[9] تجارب بلوتو ).

المصادر

^ Gell-Man, F. (1962). "Symmetries of Baryons and Mesons". Physical Review. ج. 125: 1067–1084. DOI:10.1103/PhysRev.125.1067. مؤرشف من الأصل في 2019-12-11.
^ R. Brandelik et al. (TASSO collaboration) (1979). "Evidence for Planar Events in e⁺e^- Annihilation at High Energies". Phys. Lett. B. ج. 86: 243–249. DOI:10.1016/0370-2693(79)90830-X.
^ Flegel, I; Söding, P (2004). "Twenty-Five Years of Gluons". DESY: Cern Courrier. مؤرشف من الأصل في 2018-06-03.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
^ ^ا ^ب W.-M. Yao et al., J. Phys. G 33, 1 (2006) Retrieved December, 2007 نسخة محفوظة 2017-02-22 في Wayback Machine
^ Yndurain, F. (1995). "Limits on the mass of the gluon*1". Physics Letters B. ج. 345: 524. DOI:10.1016/0370-2693(94)01677-5.
^ David J. Griffiths: Introduction to Elementary Particles. Wiley, John & Sons, New York 1987, ISBN 0-471-60386-4.
^ ^ا ^ب ^ج ^د David Griffiths (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ص. 280–281. ISBN:978-0-471-60386-3.
^ فهدا ممنوع مثل الحالة المنفردة الممنوعة أيضا . J. Baez. "Why are there eight gluons and not nine?". مؤرشف من الأصل في 2019-12-21. اطلع عليه بتاريخ 2009-09-13. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة)
^ ^ا ^ب B.R. Stella and H.-J. Meyer (2011). "Υ(9.46 GeV) and the gluon discovery (a critical recollection of PLUTO results)". European Physical Journal H. ج. 36 ع. 2: 203–243. arXiv:1008.1869v3. Bibcode:2011EPJH...36..203S. DOI:10.1140/epjh/e2011-10029-3.
^ Berger, Ch.؛ وآخرون (PLUTO collaboration) (1979). "Jet analysis of the Υ(9.46) decay into charged hadrons". Physics Letters B. ج. 82 ع. 3–4: 449. Bibcode:1979PhLB...82..449B. DOI:10.1016/0370-2693(79)90265-X. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |displayauthors= تم تجاهله يقترح استخدام |إظهار المؤلفين= (مساعدة)
^ Berger, Ch.؛ وآخرون (PLUTO collaboration) (1981). "Topology of the Υ decay". Zeitschrift für Physik C. ج. 8 ع. 2: 101. Bibcode:1981ZPhyC...8..101B. DOI:10.1007/BF01547873. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |displayauthors= تم تجاهله يقترح استخدام |إظهار المؤلفين= (مساعدة)

@@ سطر 133: / سطر 133: @@
 تظهر الكواركات والغلوونات (الملونة) نفسها بأنها تتفتت إلى كواركات وغلوونات ، وهذه تتراكب لتصبح هادرونات في هيئة جسيمات لا لون لها . في عام 1978 أثناء انعقاد المؤتمر الصيفي لبحوث الجسيمات الأولية
+,<ref name="SMY">
-,<ref name="SMY"/> وتناول العلماء نتائج مكشاف بلوتو الموجود في مصادم الإلكترون والبوزيترون في [[ديزي]] أتى المكشاف بأول ما يشير إلى أن تحلل الهادرونات في الرنين ( Υ(9.46 يمكن تفسيره على أنه حدث ثلاثة نفاثات اصدرت ثلاثة من الغلوونات. وقد سرد المنشور الذي عقب ذلك المؤتمر التحليلات الخاصة بهده التجربة وأيدت التفسير ، كما أيدت أيضا أن الغلوون له [[عزم مغزلي]] ( سبين) 1 . <ref>{{استشهاد بدورية محكمة |author=Berger, Ch. |displayauthors=etal |collaboration=PLUTO collaboration |year=1979 |title=Jet analysis of the Υ(9.46) decay into charged hadrons |journal=[[Physics Letters B]] |volume=82 |page=449 |bibcode=1979PhLB...82..449B |doi=10.1016/0370-2693(79)90265-X |issue=3–4 |df=dmy-all}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة |author=Berger, Ch. |displayauthors=etal |collaboration=PLUTO collaboration |year=1981 |title=Topology of the Υ decay |journal=[[Zeitschrift für Physik C]] |volume=8 |page=101 |bibcode=1981ZPhyC...8..101B |doi=10.1007/BF01547873 |issue=2 |df=dmy-all}}</ref> (أنظر أيضا <ref name="SMY"/>  [[تجارب بلوتو  ]]).
+{{cite journal
+ |author=B.R. Stella and H.-J. Meyer
+ |year=2011
+ |title=Υ(9.46 GeV) and the gluon discovery (a critical recollection of PLUTO results)
+ |journal=[[European Physical Journal H]]
+ |volume=36 |issue=2 |pages=203–243
+ |arxiv=1008.1869v3
+ |bibcode=2011EPJH...36..203S
+ |doi=10.1140/epjh/e2011-10029-3
+}}</ref> وتناول العلماء نتائج مكشاف بلوتو الموجود في مصادم الإلكترون والبوزيترون في [[ديزي]] أتى المكشاف بأول ما يشير إلى أن تحلل الهادرونات في الرنين ( Υ(9.46 يمكن تفسيره على أنه حدث ثلاثة نفاثات اصدرت ثلاثة من الغلوونات. وقد سرد المنشور الذي عقب ذلك المؤتمر التحليلات الخاصة بهده التجربة وأيدت التفسير ، كما أيدت أيضا أن الغلوون له [[عزم مغزلي]] ( سبين) 1 . <ref>{{استشهاد بدورية محكمة |author=Berger, Ch. |displayauthors=etal |collaboration=PLUTO collaboration |year=1979 |title=Jet analysis of the Υ(9.46) decay into charged hadrons |journal=[[Physics Letters B]] |volume=82 |page=449 |bibcode=1979PhLB...82..449B |doi=10.1016/0370-2693(79)90265-X |issue=3–4 |df=dmy-all}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة |author=Berger, Ch. |displayauthors=etal |collaboration=PLUTO collaboration |year=1981 |title=Topology of the Υ decay |journal=[[Zeitschrift für Physik C]] |volume=8 |page=101 |bibcode=1981ZPhyC...8..101B |doi=10.1007/BF01547873 |issue=2 |df=dmy-all}}</ref> (أنظر أيضا <ref name="SMY">
+{{cite journal
+ |author=B.R. Stella and H.-J. Meyer
+ |year=2011
+ |title=Υ(9.46 GeV) and the gluon discovery (a critical recollection of PLUTO results)
+ |journal=[[European Physical Journal H]]
+ |volume=36 |issue=2 |pages=203–243
+ |arxiv=1008.1869v3
+ |bibcode=2011EPJH...36..203S
+ |doi=10.1140/epjh/e2011-10029-3
+}}</ref>  [[تجارب بلوتو  ]]).
 == المصادر ==

ع ن ت ميكانيكا الكم
خلفية	مقدمة تاريخ جدول زمني ميكانيكا تقليدية نظرية الكم القديمة معجم
أساسيات	قاعدة بورن رمز براكيت مكاملة مصفوفة الكثافة مستوى طاقة حالة قاعية حالة مثارة مستويات الانفطار طاقة النقطة-صفر تشابك هاملتوني تداخل إزالة الترابط القياس غير موضعي حالة كمومية تراكب كمي نفق نظرية التشتت التناظر في ميكانيكا الكم الريبة دالة موجية انهيار ازدواجية موجة-جسيم
صيغ	صياغة رياضية هايزنبرغ التآثر ميكانيكا المصفوفة شرودنغر صيغة تكامل المسار فضاء الطور
معادلات	ديراك كلاين-غوردون باولي ريدبرغ شرودنغر
تفسيرات	تفسيرات بيشان التواريخ المتوافقة كوبنهاغن دي بروي-بوم فرقة المتغير الخفي المحلي العوالم المتعددة انهيار موضوعي منطق كمومي العلائقي المعاملات فون نيومان-ويغنر
تجارب	عدم مساواة بيل دافيسون-جيرمر ممحاة الكم للاختيار المتأخر شقي يونغ فرانك-هرتز مقياس التداخل ماخ–زيندر إليزور-فايدمان بوبر الممحاة الكمومية شتيرن-غيرلاخ الاختيار المتأخر لويلر
علوم	علم الأحياء الكمومي كيمياء الكم شواشية كمومية علم الكون الكمي حساب التفاضل الكمي ديناميكا الكم هندسة كمية معضلة القياس الكمي حساب التفاضل والتكامل العشوائي الكمي زمكان كمي
تقانة	خوارزمية الكم مضخم كمي ناقل كمومي أتمتة خلوية كمية أتمتة محدودة كمية قناة كمية دائرة كمومية نظرية التعقيد الكمومي حساب كمومي جدول زمني تشفير كمومي إلكترونيات الكم تصحيح الخطأ الكمي تصوير كمي معالجة الصور الكمومية معلومات كمومية تعمية كمومية منطق كمومي بوابة منطق كمي آلة كمية التعلم الآلي الكمي مادة خارقة كمية علم القياس الكمي شبكة كمية شبكة عصبية كمية بصريات الكم برمجة كمومية استشعار كمي محاكاة كمية انتقال آني كمي
ملحقات	تأثير كازيمير ميكانيكا الإحصاء الكمومي نظرية الحقل الكمومي تاريخ جاذبية كمية ميكانيكا الكم النسبية
متعلق	قطة شرودنغر في الثقافة الشعبية تصوف كمي
التصنيف • البوابة • كومنز