بوابة فيزياء
لفظ الفيزياء هو لفظ مشتق من اللفظة الإغريقية فيزيكوس φυσικη (طبيعي)، والكلمة مشتقة من الجذر فيزيس φύσις (طبيعة). الفيزياء هي علم الطبيعة والميكانيكا، فبدءًا من الكوارك البالغ الصغر الذي نجده في نوايا الذرية إلى الأجرام السماوية عظيمة الكبر والمجرات في الكون العظيم الممتد. تحاول الفيزياء صياغة قوانين رياضية تصف سلوك هذا العالم المادي الطبيعي وسبر أغوار تركيب المادة ومكوناتها الأساسية، والقوى الأساسية التي تتبادلها الجسيمات والأجسام المادية، إضافة إلى نتائج هذه القوى. أحيانًا في الفيزياء الحديثة تضاف لهذه المجالات دراسة قوانين التناظر والانحفاظ، مثل قوانين حفظ الطاقة والزخم والشحنة الكهربائية. و لأجل هذا يدرس الفيزيائيون مجالًا واسعًا من الظواهر الفيزيائية تمتد من المجالات الصغيرة المدى إلى المجالات الواسعة المدى، ومن الجسيمات دون الذرية التي تتكون منها جميع المادة الباريونية (فيزياء الجسيمات) إلى دراسة سلوك وتكوين الأجسام الكبيرة في عالم الميكانيكا الكلاسيكي إلى دراسة تطور وحركة النجوم في الفضاء المادي. سواء ضمن السرعات العادية أو القريبة من سرعة الضوء، وأخيرًا دراسة الكون بمجمله.
بروتون متكون من عدد 2 كوارك علوي وواحد كوارك سفلي.
التكوين: جسيم أولي
العائلة: فرميون
الجيل: أول، ثاني، ثالث
التفاعل: كهرومغناطيسية, جاذبية, قوي, ضعيف
جسيم مضاد: مضاد الكوارك (q)
واضع النظرية: موري جيلمان (1964)
جورج سويج (1964)
المكتشف: SLAC (~1968)
الرمز: q
عدد الأنواع: 6 (علوي, سفلي, ساحر, غريب, قمي, وقعري)
الشحنة الكهربائية: +2⁄3 e, −1⁄3 e
شحنة لونية: Yes
الدوران: 1⁄2
رقم باريون: 1⁄
الكوارك هو جسيم أولي وأحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة ولكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عند حدوث تصادم شديد بين البروتون والالكترون. وقد اطلق موري جيلمان هذا الاسم علي الكوارك. ويوجد ستة أنواع من الكواركات.
للكواركات جسيمات مضادة مثل بقية الجسيمات الأولية تدعى (كواركات مضادة)، حيث تتميز الكواركات والكواركات المضادة بأنها الجسيمات الوحيدة التي تتآثر مع بعضها باستخدام القوى الأربع الرئيسة الموجودة في الطبيعة. تشكل الكواركات معظم الجزء الدخلي للمادة، وهي مترابطة مع بعضها بقوى شديدة. هذه القوى التي تربط الكوارك مع بعضها البعض تدرس في فرع من الفيزياء يدعى الكروموديناميكا الكمية (بالإنجليزية: quantum-chromodynamic QCD).
تجتمع الكواركات معا لتشكل جسيمات مركبة تسمى هادرونات، الأكثر استقرارا التي هي البروتونات والنيوترونات، وهي مكونات نواة الذرة[1].لا يمكن أن تظهر الكواركات بشكل مفرد حر فهي دائما محتجزة ضمن هادرونات ثنائية (ميزونات) أو ثلاثية (باريونات) مثل البروتونات والنيوترونات[2][3]، وتسمى هذه الظاهرة بالحبس اللوني (بالإنجليزية: color confinement)، لهذا السبب فمعظم المعلومات عن الكواركات تم استخلاصها من ملاحظات الهادرونات نفسها.
للكوارك ست أنواع وتسمى بالنكهات وهي: علوي, سفلي, ساحر, غريب, قمي, وقعري[4]. كلا من الكوارك العلوي والسفلي لهما الكتلة الأقل من باقي الكواركات الأخرى. فالكواركات الأثقل تتحول إلى علوي وسفلي بسرعة خلال عملية تسمى اضمحلال الجسيم: حيث تتحول حالة الكتلة الأثقل إلى حالة كتلة أخف. لهذا فالكوارك العلوي والسفلي هما الأكثر استقرارا ووجودا في الكون، في حين أن الكواركات المسماة ب: الساحر والغريب والقمي والقعري يتم إنتاجها فقط من خلال اصطدامات عالية الطاقة (مثل المستخدمة في الأشعة الكونية ومعجلات الجسيمات).
لدى الكوارك خصائص أساسية مثل الشحنة الكهربية والشحنة اللونية والدوران المغزلي والكتلة. فالكواركات هي الجسيمات الأولية الوحيدة في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التي تُظهِر جميع القوى الأساسية الأربع المسماة بالتفاعلات الأساسية وهي الكهرومغناطيسية والجاذبية والتآثر القوي والضعيف، بلإضافة إلى أنها الجسيمات الوحيدة التي شحنتها الكهربائية ليست مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية. ولكل كوارك لديه جسيم مضاد وهو نظير مطابق له، لديه نفس قدر شحنة الكوارك ولكن بشحنة معاكسة.
كان ظهور نموذج الكوارك سنة 1964 بواسطة فرضية موري جيلمان وجورج سويج لشرح نماذج الهادرونات[5]، وقد كان هناك دليل ضعيف على وجودها المادي حتى سنة 1968[6][7]. تمت ملاحظة جميع نكهات الكوارك الست في تجارب المعجلات؛ وقد كان الكوارك القمي هو آخر ماتم اكتشافه من الكواركات وذلك سنة 1995 عندما تمت ملاحظته لأول مرة في معهد فيرميلاب[5]