Particles - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

في بداية عام 1920 توقع باول ديراك وجود جسيم خاص بكل نوع من الجسيمات. وللإلكترون والبروتون نفس الكتلة ومقدار الشحنة، ومع ذلك فإن إشاريتي شحنتيهما متعاكستان. وقد يظن البعض أن طاقة جسيمات بيتا تساوي الفرق بين طاقة الإلكترون والبوزترون معاً، فإن كلا منهما يُفنى الآخر، وينتج عن ذلك طاقة

9-15 كما هو موضح في الشكل

لقد كان نموذج الذرة الذي اكتشفه عام 1930 بسيطاً للغاية؛ فالذرة فيه متكونة من بروتونات ونيوترونات محاطة بالإلكترونات. ثم عملت الدراسات العميقة للإضمحلال الإشعاعي على تطوير هذه الصورة المبسطة. فبينما جسيمات ألفا وجسيمات جاما التي تنبعث من النواة المشعة لها طاقات أحادية تعتمد على النواةضمحلال، فإن جسيمات بيتا تنبعث بمدى واسع من الطاقات. وقد يظن البعض أن طاقة جسيمات بيتا تساوي الفرق بين طاقة الإضمحلال وطاقة النواة الناتجة عن الإضمحلال. والحقيقة أن المدى الواسع للإلكترونات المنبعثة خلال اضمحلال بيتا نبهت العالم نيـلز بور إلى وجود جسيم آخر يمكن أن يشارك في التفاعل النووي؛ حيث يحمل جزءاً من الطاقة. توقع العالم الألماني "باولي" عام 1931م وجود جسيم متعادل غير مرئي ينبعث مع جسيم بيتا. وقد أطلق عليه فيرمي اسم النيوترينو، ويعني في الإيطالية "جسيم صغير متعادل"، ولكن في الواقع فإن هذا الجسيم كان ضد النيوترينو، ولم يلاحظ مباشرة حتى عام 1956م. أظهرت دراسات أخرى وجود جسيمات أخرى، منها الميون الذي يبدو كإلكترون ثقيل، وقد اكتشف عام 1937م. ففي عام 1935م شجعت فرضية الفيزيائي الياباني هيديكي يوكاوا الجديرة بالاهتمام على إجراء بحوث كثيرة في السنوات التالية؛ حيث افترض يوكاوا وجود جسيم جديد يستطيع حمل القوة النووية خلال الفراغ، تماماً كما يحمل الفوتون القوة الكهرومغناطيسية. وفي عام 1947م اكتشف الجسيم المفترض وهو البوزون. وعلى الرغم من أنه لم يكن يحمل القوة النووية خلال الفراغ، تماماً كما يحمل الفوتون القوة الكهرومغناطيسية.

لقد نتج عن التجارب التي أجريت على مسارعات الجسيمات معرفة المزيد عن جسيمات أخرى جديدة، بعضها ذو كتلة متوسطة، وبعضها الآخر ذو كتلة أكبر من كتلة البروتون. وتحمل الآخر شحنات موجبة أو سالبة، أو لا تحمل شحنة، وبعضها له فترة حياة غير محددة. من جهة أخرى سُئل العالم فيرمي "ماذا أستطيع أن أتذكر أسماء جميع هذه الجسيمات؟" فعندئذ سأكون "عالم نـ" "

لقد أصبح واضحاً في أواخر عام 1960م أن البروتونات والنيوترونات والبيونات ليست جسيمات أولية، بل مكونة من مجموعة من الجسيمات تسمى الكواركات (quarks). وباعتقاد العلماء الآن وجود ثلاث عائلات من الجسيمات الأولية وفقاً للنموذج المعياري وهي: الكواركات، واللبتونات، وحاملات القوى (البوزونات).

وزارة التعليم

Ministry of Education

2025 - 1447

في بداية عام 1920 توقع باول ديراك وجود جسيم خاص بكل نوع من الجسيمات. وللإلكترون والبروتون نفس الكتلة ومقدار الشحنة، ومع ذلك فإن إشاريتي شحنتيهما متعاكستان. وقد يظن البعض أن طاقة جسيمات بيتا تساوي الفرق بين طاقة الإلكترون والبوزترون معاً، فإن كلا منهما يُفنى الآخر، وينتج عن ذلك طاقة 9-15 كما هو موضح في الشكل --- SECTION: Particles --- لقد كان نموذج الذرة الذي اكتشفه عام 1930 بسيطاً للغاية؛ فالذرة فيه متكونة من بروتونات ونيوترونات محاطة بالإلكترونات. ثم عملت الدراسات العميقة للإضمحلال الإشعاعي على تطوير هذه الصورة المبسطة. فبينما جسيمات ألفا وجسيمات جاما التي تنبعث من النواة المشعة لها طاقات أحادية تعتمد على النواةضمحلال، فإن جسيمات بيتا تنبعث بمدى واسع من الطاقات. وقد يظن البعض أن طاقة جسيمات بيتا تساوي الفرق بين طاقة الإضمحلال وطاقة النواة الناتجة عن الإضمحلال. والحقيقة أن المدى الواسع للإلكترونات المنبعثة خلال اضمحلال بيتا نبهت العالم نيـلز بور إلى وجود جسيم آخر يمكن أن يشارك في التفاعل النووي؛ حيث يحمل جزءاً من الطاقة. توقع العالم الألماني "باولي" عام 1931م وجود جسيم متعادل غير مرئي ينبعث مع جسيم بيتا. وقد أطلق عليه فيرمي اسم النيوترينو، ويعني في الإيطالية "جسيم صغير متعادل"، ولكن في الواقع فإن هذا الجسيم كان ضد النيوترينو، ولم يلاحظ مباشرة حتى عام 1956م. أظهرت دراسات أخرى وجود جسيمات أخرى، منها الميون الذي يبدو كإلكترون ثقيل، وقد اكتشف عام 1937م. ففي عام 1935م شجعت فرضية الفيزيائي الياباني هيديكي يوكاوا الجديرة بالاهتمام على إجراء بحوث كثيرة في السنوات التالية؛ حيث افترض يوكاوا وجود جسيم جديد يستطيع حمل القوة النووية خلال الفراغ، تماماً كما يحمل الفوتون القوة الكهرومغناطيسية. وفي عام 1947م اكتشف الجسيم المفترض وهو البوزون. وعلى الرغم من أنه لم يكن يحمل القوة النووية خلال الفراغ، تماماً كما يحمل الفوتون القوة الكهرومغناطيسية. لقد نتج عن التجارب التي أجريت على مسارعات الجسيمات معرفة المزيد عن جسيمات أخرى جديدة، بعضها ذو كتلة متوسطة، وبعضها الآخر ذو كتلة أكبر من كتلة البروتون. وتحمل الآخر شحنات موجبة أو سالبة، أو لا تحمل شحنة، وبعضها له فترة حياة غير محددة. من جهة أخرى سُئل العالم فيرمي "ماذا أستطيع أن أتذكر أسماء جميع هذه الجسيمات؟" فعندئذ سأكون "عالم نـ" " --- SECTION: The Standard Model --- لقد أصبح واضحاً في أواخر عام 1960م أن البروتونات والنيوترونات والبيونات ليست جسيمات أولية، بل مكونة من مجموعة من الجسيمات تسمى الكواركات (quarks). وباعتقاد العلماء الآن وجود ثلاث عائلات من الجسيمات الأولية وفقاً للنموذج المعياري وهي: الكواركات، واللبتونات، وحاملات القوى (البوزونات). وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: نتائج تصادم البوزترون والإلكترون لإنتاج أشعة جاما Description: Diagram showing an electron and a positron colliding, producing two gamma rays. Arrows indicate incoming particles and outgoing radiation. Context: Illustrates matter-antimatter annihilation producing energy in the form of photons (gamma rays). **FIGURE**: Untitled Description: Image of a Nobel Prize medal, likely representing the physics prize. Context: Likely references the Nobel Prize awarded for neutrino research, as mentioned in the caption. **DIAGRAM**: بالرغم من أن لللكواركات شحنات جزئية فإن جميع الجسيمات التي تكونها لها عدد صحيح من الشحنات. Description: Diagrams illustrating the composition of a proton, neutron, and pion from quarks. Each quark is represented by a circle with its charge (e.g., +2/3e, -1/3e). Data: Shows quark composition: Proton (u, u, d), Neutron (u, d, d), Pion (u, d-bar). Key Values: Proton: +2/3e + 2/3e - 1/3e = +1e, Neutron: +2/3e - 1/3e - 1/3e = 0e, Pion: +2/3e - 1/3e = +1/3e (charge not explicitly shown for pion, but implied by composition) Context: Explains how composite particles like protons and neutrons have integer charges despite being made of quarks with fractional charges.