مغامرة الجسيمات..(*)

[نوبل]

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته


بارك الله فيك أختي  جنين و زادك الله علما

جهد مشكور

موضوع رائع اضاف الكثير إلى معلوماتي القليلة حول الجسيمات الأولية
خصوصا بعد أن تركت الفيزياء - رغم حبي لها - و إتجهت إلى الهندسة الميكانيكية

و شكرا على الموقع
موقع جميل حقيقة لكن ترجمتك أسهل '>


تابعي و أفيدينا

أخوك نوبل
'> '> '>

[جنين]

وعليكم لسلام ورحمة الله وبركاته,,

 يا أهلين أخوي نوبل '>  ما شاااااااء  الله  (هندسة ميكانيكية)..... الله يوفقك والمسلمين أجمعين.

 العفو أخوي,, تسعدني إفادتك.

 بإذن الله سوف أتابع ترجمته ,, ولكن سوف ءأجل ذلك إلى أن تسمح لي الفرصة( والمزاج  '> )
بين فترة وأخرى.

                                  والسلام عليكم..

[د. ماس]

بسم الله

موضوع جميل يا خسارة انه لم يكمل. ساحاول تلخيص و مراجعة بعض الامور ثم
نتكلم عن الجزء الثاني التفاعلات الاربعة الاساسية
لعل الاخوة يهتموا ...

اولا: لي ملاحظة سريعة ... النيوترينو لا يحمل شحنة كهربية لكنه يحمل شحنة
المجال النووي الضعيف!!! لا يوجد جسيم بلا شحنة كيف يتفاعل مع الكون؟

ساقوم بالترجمة بالمعنى و ليس حرفيا

الموضوع بتلخيص يحاول الاجابة على

"What is the world made of?"

and

"What holds it together?"

مما يتكون العالم و كيف يتماسك سويا

 the matter of the world is made from a few fundamental building blocks of nature.

المادة في "الكون" تتكون من وحدات اساسية بمعنى

The word "fundamental" is key here. By fundamental building blocks we mean objects that are simple and structureless -- not made of anything smaller

تتكون من اشياء بسيطة و ليس لها هيكل - اي لا تتفكك الى مكونات اصغر
ثم يتكلم عن الذرة ...
احب ان اضيف التالي: الذرة كانت نموذج اقرب ما يكون فلسفي الى بداية القرن العشرين
تجارب تصادمات راذفورد و تفسير اينشتاين للحركة البروانية Brownian Motion

المهم المادة حولنا جزيئات ثم ذرات و الذرات(متعادلة كهربيا)  تتكون من فراغ "ضخم" و انوية (شحنة موجبة) تدور حولها الكترونات (شحنة سالبة).

نموذج بور




النواة تتكون من بروتانات(شحنة موجبة)  و نيوترنات (شحنة كهربية = صفر)





لكن و بعد جهد جهيد متواصل

- نظري : منشأه بناء نموذج للنواة و ترتيب و تفسير كم هائل من الجسيمات
الواقع العدد قد يكون تجاوز الالف و ليس 200
 تم الكشف عنها بداية من الثلاثينات فصاعدا فطرح السؤال اي هذه الجسيمات اساسي
و كان الجواب المادة مكونة اساسا من كواركات و الكترونات و نيوترينو..

- عملى تم اكتشاف "بطرق" غير مباشرة عن
طريق تحليل نتائج تجارب تصادمات scattering . البروتنات و النترونات
و الهادرونات (الجسيمات التي تشارك فى التفاعلات النووية القوية) فعلا مكونة من
لبنات اصغر.



الان



6 كواركات و 6 ليبتونات و المضادات ثم Force carrier particles
حاملات القوى ... لا تقلق سنرجع لها بالتفصيل

اكبر مشكلة في الفيزياء النظرية ما لوحظ عمليا و هناك جائزة نوبل في انتظار
من يثبه نظريا ... الكواركات لا توجد ابدا طليقة مفردة بل
Like social elephants, quarks only exist in groups with other quarks and are never found alone. Composite particles made of quarks are called Hadrons

دوما الكوركات تكون هادرونات (الاكثر من الف جسيم باعلى) و تتكون من نوعين
ميزونات و باريونات





راجع هذه الصفحة

فبلوكات المادة الاساسية



راجع الصفحة السابقة ترجمة الاخت جنين لهذه الصفحات لترى بعض خواص و تفاعلات الليبتونات


...

[د. ماس]

باذن الله اكمل What Holds it Together?     The Four Interactions
الليلة

[جنين]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته,,
                           أهلاً بك أخي د ماس,,
بداية, أشكر لك إهتمامك , وبإذن الله سوف تجدنا من المهتمين..
ثانياً لدي تعليق على بعض النقاط::
1) بالنسبة لإكمال الموضوع,, كنت ناوية بإذن الله أن أكمله,, وقد قرأت فعلاً التفاعلات الأربع الأساسية ومعظم الجزء إلى أن وصلت إلى مايسمى بكلور شارج وهي في الحقيقة أول مرة أسمع بها فخلال دراستي لم أتعرض لما يسمى بذلك, لذلك رأيت أنني لكي أترجمها يجب أن أعرف مهيتها جيداً وذلك سوف يأخذ مني وقت, وقد كنت مضغوطة في هذه الفترة لذلك أجلته..

2) بالنسبة لقولك::

اقتباس

: لي ملاحظة سريعة ... النيوترينو لا يحمل شحنة كهربية لكنه يحمل شحنة المجال النووي الضعيف!!! لا يوجد جسيم بلا شحنة كيف يتفاعل مع الكون؟

نحن متأكدين أنه لا يحمل شحنة كهربائية وذلك  لأنه يجب أن يحقق قوانين الحفظ,,وذلك ظهر عند دراسة جسيمات بيتا,,وأيضاً تأخر في إكتشافه لأنه يتفاعل بضعف مع المادة,, إما إذا كنت تقصد , بحمله لشحنة الضعيفة ( ذلك نتيجة حمله لأسبين) فأنا حقيقه لم أفهم ماتقصده بهذه الجملة؟؟!!!!
ياليت توضح قليلاً , لكي نستفيد أكثر...

                        والسلام عليكم..

[د. ماس]

اذن عرفنا الجسيمات الاساسية و يأتي السؤال كيف تتفاعل
كل القوى الموجودة في الطبيعة منشأها اربع تفاعلات اساسية
المجال التثقالى Gravitational Field
المجال الكهرومغناطيسي Electromagnetic Field
المجال النووى القوي Strong Nuclear Field
المجال النووي الضعيف Weak Nuclear Field

ثم مناقشة بيزنطية عن الفرق بين القوى و التفاعل

كيف تتفاعل الجسيمات المادية (دون تلامس مثل المغناطيس او الشمس و الارض)
على مستوى الجسيمات الاولية/الاساسية التفاعلات هو حدث بيني(تبادل مصالح)  يعنى تأثير بين الجسيمات
و لا يغير شئ من كينونيتها (هي لا تنضغط او تتكسر)
على هذا الربط ترى تفاعل بين لاعبين = تمرير الكرة
..

Interaction

...

اذن التفاعلات الغير مرئية و غير تلامسية  بين الجسيمات الاولية هي تبادل الجسيمات حاملات المجال
"بصراحة هذا الموضوع يحتاج لكتابة المجلات و معادلات القوى و رؤية الصيغ الرياضية
لكن الموضوع يوسع فاقبلوا هذه الفرضية علما بان تثبت رياضيا"

الجسيم حامل شحنة مجال معينة يشع حاملات هذا المجال. الالكترون (-) او مضاد الالكترون
البوزيتون (+) يشعوا و يمتصوا فوتونات (حاملات المجال الكهرومغناطيسي).
بينما النيوترينو لا يحمل شحنة كهربية اذن لا يشع و لا يمتص الفوتونات.

يعني "لكل جسيم طعامه الخاص و لا يسطو على اكل غيره"....


أفضل ان أبدأ من حيث انتهى
1- المجال التثاقلي
هو اقدم المجالات على المستوى الكلاسيكي "التقليدي" مفهوم في عالمنا الكبير
قانون نيوتن على مستوى اكبر في الفلك النسبية العامة نجحت حيث فشل نيوتن
و لكن هناك اوجه قصور مثل وجود الثقب الاسود "كارثة فيزيائية" النسبية العامة
تعجز عن التعامل معه و على المستوى الغير تقليدي اي مستوى الكم لا نعرف تقريبا
شئ عن كييفية التعامل مع المجال التثاقلى و كيف يتافعل مع غيره من المجالات!!
الجسيم الحامل للمجال التثاقلى اسمه جرافيتون  spin 2 hbar  و للاسف لم يتم رصده عمليا نظرا
لضعف الموجات التثاقلية مما يصعب من اكتشاف تأثيرها.

2- المجال الكهرومغناطيسي يظن انه افضل المجالات فهما "يظن و ليس يعتقد مجرد ظن"
الشحن المختلفة كهربيا تتجاذب و الشحن المتماثلة كهربيا تتنافر.
طبعا فهمنا لهذا المجال ينبع من تطبيقات الموجات الكهرومغناطيسية "المستوى التقليدي"
و فهمنا للذرة و مستويات الطاقة "المستوى الكمى" الجسيم الحامل لهذا المجال الفوتون الرهيب
كم الطاقة الذي فرضه بلانك و اثبته اينشتاين spin 1 hbar  
و الفوتونات بطاقتها المختلفة تتوزع على الطيف الكهرومغناطيسي من اشعة اكس الى الضوء المرئي
و هكذا..على حد علمنا كتلة الفوتون صفر و سرعته في الفراغ 300000 كم في الثانية.


ثم  يتطرق للقوى "الفائضة" و كيف تتكون الجزيئات







ماذا عن النواة .....!!!!

[د. ماس]

اختى الفاضلة
و عليكم السلام و رحمة الله و بركاته
لكل مجال في الوجود شحنته و الكون ليس فقط كهربيا...
هناك اربع مجالات و سنتعرض باذن الله لشحنات الجسيمات




فكما تري مثلا في الصورة باعلى الكواركات و الليبتونات برتقالي
اي تحمل weak charge و الكواركات و الجلونات اخضر اي تحمل
strong charge وw+, w-, quarks and charged leptons a
لونها بني اي Electromagnetic

[د. ماس]

بالفعل لقد ترجمت الباقي (التفاعلات الاربع)
فهل اكمل...

.....

[جنين]

أي  أنك تقصد قوى ضعيفة بمعنى أخر ,, أننا نعامل الشحنة كوحدة وليست حكراً على المجال لكهربي!! جيد شكراً على التوضيح..
بناءً على ذلك ,, ماهي الشحنة التي يحملها الفوتون؟؟؟ حيث أني عندما قرأت هذه الجملة,,
( أن الجسيمات الحاملة للقوة (أوللمجال) تمتص أو تنبعث فقط من الجسيمات المتأثرة بهذا المجال* ثم ذكر كمثال الفوتونات( حاملات المجال الكهرومغناطيسي) وذكر بعد ذلك أنها لا تحمل شحنة>>>>> تقبلت ذلك في البداية كمعلومة بديهية من دون أن أتصورها حيث أنه من المعروف أن الفوتون يعتبر من الأشعة الكهرومغناطيسة, وهو كذلك لايحمل شحنة.. ........ ولكن بعد ذلك عندما تكلم عن كلور شارج(Color charge ) وبينوا أن الحاملات التي تتبادلها هي حاملة لشحنة ليست كالفوتونات,, هناااااااا أدركت أن الصورة غير واضحة لي,, كيف الفوتونات حاملة للمجال الكهرومغناطيسي وفي نفس الوقت لا تحمل شحنة,إذا ما الذي أكسبها خاصية حمل المجال الكهرومغناطيسي؟؟؟؟؟؟؟؟!!!!!!!!
 ( أعلم أن الفوتونات فسرت على حسب بلانك على أنها كمات حاملة لطاقة ولكن مالذي جعلها تختص بالكهرومغناطيسة لماذا لم تحمل قوى أخر؟؟!!!) ,,
لذلك قبل قليل حاولت مراجعة أصل تكون الموجات الكهرومغناطيسي* لعلي أجد مايفيد* فحصلت على التالي::
أن الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات حاملة لطاقة, والطاقة الموجودة فيها هي في الأصل طاقة حركة الإلكترونات , أثناء تزايد العجلة التسارعية لها أي عند إكتساب الإلكترونات عجلة تسارعية وتباطئية بصورة متتالية( إهتزاز الإلكترون بصورة مترددة) فتتولد موجات كهرومغناطيسية في المنطقة المحيطة>>>>>> هنا وجدت إرتباط الإلكترونات بالمجال الكهرومغناطيسي, ولكن لم أصل بعد لعلاقة ذلك بالفوتونات؟؟؟!!!!!
---------

اقتباس

فهل اكمل...

بتأكيد نتمنى أن تكمل,, ولكن لا نعرف الطريقة التي تفضلها,, هل تفضل أن تسترسل بالترجمة من دون مقاطعة قد تنحى بالموضوع منحى أخر,,,أم تفضل أن يتخلله مناقشه..

                                            وجزاك الله خير..
                                                       والسلام عليكم..

[د. ماس]

أختى الفاضلة

أسألى براحتك أنا اعلم تماما لضيق الوقت و عدم التحضير
هناك امور مبهمة لغويا و تعبيرات خاطئة و اخطاء لغوية لكن ما لا يدرك كله لا يترك جله
فالاسئلة هي مرشد ممتاز فرجاء حار أسئلى و اتمنى مشاركة الاغلبية الصامتة
99.999999% ما شاء الله عليهم بنكلم خواجات.
كنت انوى التسجيل معكم في المنتدى منذ اكثر من عام لكن بسبب التسويف
لم افعل و عندما علمت ان منتداكم يغيظ الامريكان قررت ان اشارككم الثواب "فاستحملوني"

لي عودة ان شاء الله هذه الليلة

[د. ماس]

متسلسلات فوريير Fourier Series

[جنين]

ماتصدق قديش فرررررحت بردك,, كأنك عرفت بضبط وش أقصد بجملتي الأخيرة,,, خفت أضايقك بأسئلتي* فأنا أعترف أني كثيرة الأسئلة ولحوحه أيضاً '>

من حسن حظي, أستاذي الكريم أني لحقت عليك,, حيث أنه في الفترة الأخيرة أصبحت كأني أخاطب نفسي وأتناقش معها, لقلة رواد منتدى الفيزياء, وتقاعس البعض عن التفكير..

وإنشاء الله, بعد يوم السبت سوف يتوفر لي وقت للقيام بما يستهويني من دون قيد أوشرط,, ولن أكون ثقيلة جداً بكثرة الأسئلة بل سأحاول بذل جهدي للوصول للإجابات, وفعل ماتشير علي به........وأتمنى أن تقضي معنا أوقات ممتعة تستهويك..

أما بنسبة لرابط:::
فالحقيقة أني لا أهوى الرياضيات , بل أجده مملللل ( أعلم أن الفيزياء يرتكز على الرياضيات) ولكني لا أحبذ القيام بشي لا أجد فيه متعة* ولكن يمكن أجد متعة صحححح؟؟!!!! إذا كانت مهمة جداً سأحاول,, لأني أخر مرة حليت تمرين كان أيام الثانوي, لذلك فمستواي فيها إنخفض جداً جداً
 '>
                                              مع خالص شكري لك..
    
                                                               والسلام عليكم..

[د. ماس]

ما شاء الله عليك اخت جنين تقرئي و تبحثي عن المعلومة ليتنا نكون في مثل اجتهادك
بعد اذنك هناك مصطلحات يستعملها هذا الموقع ليست قياسية

فنتفق على بعض المصطلحات القياسية
الكون يتكون من Matter and Fields مادة و مجالات
الجسيمات تحمل شحنة مجال ما و قد تحمل شحنات مختلفة لاكثر من مجال
فالكترون يحمل شحنة المجال الكهرومغناطيسي و شحنة المجال النووي الضعيف و يحمل
شحنة المجال التثاقلي (شحنة المجال التثاقلي هي الكتلة)  و لكنه لا يحمل شحنة المجال النووي القوي

ثم المجالات هو يتكلم عن حاملات مجال Field Carrier هذا الاسم "بلدي حبتين" اللفظ القياسي
نقول كمات المجال فالمجال يتكون من كمات"طاقة او قوى او مجال" و نقول اختصارا كمات المجال الفلاني
فلكل مجال كماته المجال الكهرومغناطيسي كماته الفوتونات
الكمات قد تحمل شحنة المجال و قد لا تحمل
الفوتون لا يحمل شحنة كهربية ... الجرافيتون كمات المجال التثاقلي يفترض انها عديمة الكتلة اي لا
تحمل شحنة. كمات المجال النووي القوي هى الجلونات تحمل شحنة المجال النووي القوي( اللون )

اللون .... ماذا يعني .... تسمية الشحنات او الترميز لها هو مجرد اصطلاح
فالمجال التثاقلى له شحنة وحيدة و ليس لها ضد (لا يوجد جسيم ذو كتلة مضادة سالبة)
المجال الكهربي له شحنة و حيدة لها ضد اصطلح ان نرمز لشحنة الالكترون بسالب و ضده بموجب.
المجال النووي القوي له ثلاث شحنات و ثلاث اضداد ... مساكين العلماء ماذا يرمزوا لها فاصطلح
علميا ان يرمز لشحنة المجال النووي باللون color و عادة نستخدم الالوان الرئيسية الثلاثة RGB
R=Red G=Green B=Blue  و لها الثلاث اضداد antiblue, antired, antigreen
فالكوارك يحمل شحنة المجال النووي القوي اذا الكوارك يحمل لون يعنى عندنا ستة كواركات تأتي
بثلاث الوان فالواقع لدينا 18 كوارك!!!
فالكلور شارج color charge اي الشحنات اللونية اي شحنات المجال النووي القوي...
 

طيب اليس هناك شئ يفرق بين الجسيمات و الكمات ... هناك شئ
كل الجسيمات كواركات و ليبتونات لها سبين نصف hbar
بينما الكمات لها وحدات من السبين ثم هناك نظرية اسمها spin and statistics تنص
على ان سبين الجسيمات او الكمات الاولية لا يتعدى اثنين hbar
الكمات التالية كهربية-نووية ضعيفة-نووية قوية سبينها 1hbar
ماذا يبقى المجال التثاقلي كماته الجرافيتون سبينها 2 hbar.
....
أعلم أن الفوتونات فسرت على حسب بلانك على أنها كمات حاملة لطاقة ولكن مالذي جعلها تختص بالكهرومغناطيسة لماذا لم تحمل قوى أخر؟؟!!

ما الذي أكسبها خاصية حمل المجال الكهرومغناطيسي؟؟؟؟؟؟؟؟!!!!!!!!

....
هل وضحت الاجابة الكمات قد تحمل شحنة مجالها فقط و قد لا تحمل  ... لماذا ... الامر يحتاج لرياضة فما
فلكل مجال معادلة "حركة" نسميها معادلة مجال عندما نكتبها و ننظر في حلولها تأتي الفيزياء على اساس علمي رياضي
لكن نحن نقوم بعرض وصفي بسيط فلذلك هناك فجوات. اذا كنت تريدي اجابة رياضية فالسبب
ان المجال الكهرومغناطيسي اسمه Abelian Field بينما المجالان النوويان Non-Abelian
فالمجال توصيفه الرياضي مختلف و كل له لاجرانجيان مختلف و بالتالى معادلة مجال مختلفة
حتى نراها نحتاج لامور رياضية ... من يعلم مع الاصرار و المثابرة قد نتطرق اليها في المستقبل
اممممممم   ... الله أعلم ...

...
"فتتولد موجات كهرومغناطيسية في المنطقة المحيطة>>>>>> هنا وجدت إرتباط الإلكترونات بالمجال الكهرومغناطيسي, ولكن لم أصل بعد لعلاقة ذلك بالفوتونات؟؟؟!!!!!
...

الالكترونات تشع فوتونات هذه الفوتانات=مجال كهرومغناطيسي
والجسيمات لا تشع الا كمات المجال التي تحمل شحنته
فالالكتون لا يشع الا كمات معينة (كهربية-نووية ضعيفة-ومفترض جرافيتون) لكنه مستحيل
للالكترون ان يشع جلونات.
"

نحتاج نتكلم اكثر عن الفوتونات و الثنائية Duality باذن الله هذا امر ليس صعب جدا اوعدك ان شاء الله
باذن الله نرى مثلا كيف نفسر ظاهرة موجية للمجال الكهرومغناطيسي مثل الحيود باستخدام مفهوم الكمات الفوتونات
امر يحتاج Feynam Path Integrals سنأخذ ان شاء الله حالة بسيطة  لنرى الفوتون و سلوكه
ومثال أخر تصادم كومبتن لكن ان شاء الله خلال اجازة نصف العام. الان باذن الله نكمل الشرح "الوصفي"

[د. ماس]

لا اله الا الله نسيت تعريف بسيط كلمتين لكنه مهم
فرميونات و بوزونات
الفرميونات fermions يعنى اشياء لها half integers hbar spin  مثل نصف(واحد على اثنين) ؛
ثلاث انصاف (ثلاث على اثنين) ؛ خمس انصاف (خمسة على اثنين) و هكذا
البوزنات Bosons يعني اشياء لها integrs hbar spin مثل صفر واحد اثنين ثلاثة ..

فالجسيمات من عائلة الفرميونات
و الكمات من عائلة البوزنات


أن شاء الله نكمل هذا الموضوع بعد يوم السبت ...
بالفعل تكلمنا على امور عدة و جزيئات مختلفة من  The Four Interactions
فما ينقصنا الان الا القليل ثم اعادة ترتيب لما ذكر

[جنين]

شرح الله صدرك وزادك من علمه ونوره...
إحساس جميل جداً عندما تبدء الأمور تتضح أمامك ويتكشف غموضها,, فتشعر بإرتسام إبتسامة لا إرادية على محياك..
                           بارك الله فيك..  
 بالنسبة للفيرميونات والبوزونات,, أذكر أني أخذتها في الفيزياء الحرارية, أليس أحدهما لاتقبل أن توجد مجتمعة بل إنعزالية ,, بينما الأخرى فهي تعيش حيات أسرية مستقرة  '>  ( أي توجد على شكل جماعات)

                               والسلام عليكم..