النموذج القياسيّ لأنواع الجسيمات الأوّليّة، ومن ضمنها البوزون جوج وهوفي العمود اليمينيّ من الشكل .

تُصنّف جميع الجسيمات الأولية باعتبارها بوزونات أوفرميونات.

البوزونات هي الحقول التي تحمل الطاقة وهي موجودة في جميع مكان حتى في الفراغ لذلك يمكن تسميتها عربياً بحاملات الطاقة وهي التي تحمل الطاقات الكونية الأربع: القوة النووية القوية والقوة النووية الضعيفة والكهرومغناطيسية وقوة الجاذبية.

يمكن للبوزونات حتى تشكّل حالاتٍ كموميّة مركّبة مُتناظرة كلّيًّا، ونتيجة لذلك، فهي تخضع لإحصاء بوز-آينشتاين. تقول مُبرهنة إحصائيّات العزم المغزليّ للجسيمات الأوليّة: أنّ البوزونات يجب حتى تملك عزمًا مغزليًّا سليمًا، كما أنّ البوزونات هي الجسيمات الوحيدة القادرة على شغلِ نفس الحالة الكموميّة لنظامٍ منها.

الفرق بين البوزونات والفرميونات

تتبع الفرميونات إحصاء فيرمي ديراك ، حيث لا يمكن لأكثر من فرميونٍ واحدٍ حتى يحتلّوا نفس الحالة الكموميّة. مثال على الفرميونات نجده في الإلكترون . وتشغل الإلكترونات مستويات طاقة مختلفة في الذرة مكوِّنةً الأغلفة والمدارات حول نواة الذرة. ولا يمكن بصفة عامة لاثنين أوأكثر من الإلكترونات، شغل نفس مستوى الطّاقة (الكموميّ) في الذّرة. ولكن من الممكن حتى يشغل إلكترونان نفس المستوى من الطّاقة في غلاف الذّرة، بشرط حتىقد يكون اتجاه عدد كم مغزلي لأحدهما +1/2 (أي علويّ up spin ) ، أما الإلكترون الآخر فيكون عدده الكمومي المغزلي -1/2 (أي سفليّ down spin ). من هنا يتبيّن أهميّة العزم المغزليّ للجسيم الأوّليّ: فإذا كان عزم الجسيم المغزليّ (وهي إحدى خصائص الجســـيمات الأوّليّة) مقـــداره 1/2 مثل الإلكترون، فإنّه يتبع في توزُّعِه في نظام مثل الذرة إحصاء فيرمي-ديراك.

نجد في الشّكل المجاور 12 من الجسيمات الأولية التي تمتلك عزمًا مغزليًّا Spin مساوٍ 1/2. تلك الجسيمات هي الثلاثة جسيمات الأولى في كلّ سطر (من اليسار إلى اليمين). نجدها في السّطر الأوّل والثّاني والثّالث والرّابع، أي أنّ عدد الجسيمات ذات عزم مغزلي 1/2 هي 12 جسيم.

أمّا البوزونات، فهي لا تتبع إحصاء فيرمي-ديراك، وإنّما تتبع إحصاء بوز-أينشتاين في نظامٍ يحتويها، ونجد منها نوعان من الجسيمات الأولية: الجسيمات الخفيفة مثل الفوتون والجلوون g وكلّ منهما له عزمًا مغزليًّا يساوي 1. وكذلك الجسميان الأوّليّان الآخران بوزون Z وبوزون W وكلاهما من الجسيمات الأوّليّة الثّقيلة، ولكلٍّ منهما عزمًا مغزليًّ سليمًا يساوي 1.

وطبقًا لنظرية الحقل الكمومي، تكون الجسيمات الأولية ذات عزمٍ مغزليٍّ سليمٍ من البوزونات، وتتبع إحصاء بوز-أينشتاين عند تواجدها في نظام، أمّا الجسيمات الأولية ذات العزم المغزليّ 1/2، فتكون من الفرميونات وهي تتبع إحصاء فيرمي-ديراك عند تواجدها في نظامٍ، مثل توزيع الإلكترونات على مستويات الطّاقة الكموميّة في نظام مثل الذرة.

بوزونات مركبة

بالإضافة إلى البوزونات التي تعتبر من الجسيمات الأولية توجد بوزونات مركبة مثل بعض الذرات وبعض 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 مركّبًا من عدد ازدواجيّ من الفرميونات (كلّ منها ذوعزممغزلي 1/2)قد يكون لجسيم المركب بوزوناً حيث تصبح محصلة عزمه المغزليّ عددًا سليمًا.

وعلى سبيل المثال، تُعتبر الحالات القادمة بوزونات مركبة:

  • الميزون يحتوي على 1 كوارك و1 مضاد كوارك فرميوني، فهولذلكقد يكون بوزوناً مركباً،
  • نواة ذرة الكربون-12 ، فهي تحتوي علىستة بروتونات و6 نيوترونات وجميعهم من الفرميونات، فتلك النواة تعتبر من البوزونات المركبة،
  • ذرّة الهيليوم-4 (4He) بأكملها تحتوي نواتها على 2 من البروتونات، و2 من النيوترونات، و2 من الإلكترونات ومحصّلة عزمها المغزليقد يكون بالتالي عددا سليما، ولذلك فذرّات 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 مرتبطٌ البعض منها مع البعض الآخر وحده، عمّا إذا كان الجسيم المركّب بوزونًا أم فرميونًا، وإنّما تحدّده محصّلة العزم المغزليّ للجسيم المركب.

مراجع

  1. ^ Notes on Dirac's lecture Developments in Atomic Theory at Le Palais de la Découverte,ستة December 1945, UKNATARCHI Dirac Papers BW83/2/257889. See note 64 to p. 331 in "The Strangest Man" by Graham Farmelo
  2. ^ Carroll, Sean (2007) Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe, Guidebook Part 2 p. 43, The Teaching Company, ISBN 1598033506 "...boson: A force-carrying particle, as opposed to a matter particle (fermion). Bosons can be piled on top of each other without limit. Examples include photons, gluons, gravitons, weak bosons, and the Higgs boson. The spin of a boson is always an integer, such as 0, 1, 2, and so on..."
  3. ^ Sakurai, J.J. (1994). Modern Quantum Mechanics (Revised Edition), p. 362. أديسون-ويسلي , ISBN 0-201-53929-2.
تاريخ النشر: 2020-06-02 00:43:52
التصنيفات: بوزونات, فيزياء المواد المكثفة, فيزياء ذرية, مفاهيم فيزيائية, نظرية الحقل الكمومي, صفحات بها وصلات إنترويكي, الصفحات التي تستخدم وصلات ISBN السحرية, صفحات بها بيانات ويكي بيانات, صفحات تستخدم خاصية P4732, صفحات تستخدم خاصية P683, معرفات مركب كيميائي, بوابة ميكانيكا الكم/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات, صفحات تستخدم خاصية P244, صفحات تستخدم خاصية P227, صفحات تستخدم خاصية P268

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

نتيجة تظلمات الثانوية العامة 2022.. رابط وخطوات الاستعلام

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:49
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 57%

تنسيق الأزهر 2022.. موعده وكل ما تريد معرفته فى سطور

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:56
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 65%

تعرف على مؤشرات تنسيق كلية الذكاء الاصطناعى 2022- 2023

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:55
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 52%

مصرع طيارين اثنين جراء تحطم طائرة خفيفة في بيلاروسيا

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:21:50
مستوى الصحة: 40% الأهمية: 47%

روسيا: على زيلينسكى العودة إلى طاولة المفاوضات قبل فوات الأوان

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:21:19
مستوى الصحة: 45% الأهمية: 62%

كوريا الشمالية تنتقد دعم أمين عام الأمم المتحدة لنزع سلاحها النووي

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:16:33
مستوى الصحة: 85% الأهمية: 94%

مواعيد قطارات السكة الحديد على خطوط الوجهين البحرى والقبلى

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:21:51
مستوى الصحة: 33% الأهمية: 48%

روسيا تطلق تحذيرا جديدا لأمريكا

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:53
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 57%

قتيلان بحادث تحطم طائرة فى ولاية إلينوى الأمريكية

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:51
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 50%

الانتهاء من 430 مشروعا ضمن المرحلة الأولى بقرى حياة كريمة فى الغربية

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:21:53
مستوى الصحة: 38% الأهمية: 37%

بهذه الكلمات.. بايدن يعلق على حادث طعن سلمان رشدى

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:50
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 70%

مسئول روسي: كييف لن تستأنف المفاوضات معنا دون إذن من الغرب

المصدر: اليوم السابع - مصر التصنيف: غير مصنف
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:21:52
مستوى الصحة: 40% الأهمية: 43%

نهاية أعمال تنسيق المرحلة الأولى 2022 غدا - أخبار مصر

المصدر: الوطن - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:20:27
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 64%

بعد جفاف بحيرة «فطناس».. أزمة بيئية جديدة في واحة سيوة (صور)

المصدر: موقع الدستور - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:21:03
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 62%

اليونسكو: تضرر 10 آلاف مبنى في صنعاء التاريخية وحملة لإعادة التأهيل 

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-14 06:16:55
مستوى الصحة: 76% الأهمية: 87%

تحميل تطبيق المنصة العربية