الباريونات

تتركب الباريونات كما أشرنا سابقاً من ثلاثة كواركات. وضديداتها من ثلاثة ضديدات للكواركات. ومن ثم فإننا نتوقع أن يكون هناك 27 باريون. وبتطبيق نظرية المجموعات ((3)Su) فإن هذه تنقسم إلى مجموعات من:

جسيم. 10 + 8 + 8 + 1

يبين الشكل (1) الباريونات في فضاء (S, I_z) حيث يبين الشكل (1 .أ) مجموعة الجسيمات ذات (⁺1/2 =^πJ)، أما الشكل (1 .ب) فيبين مجموعة الجسيمات ذات (⁺3/2 = ^πJ). أما المحتوى الكواركي لهذه الباريونات فنبينه في الجدول (1).

ومن الجدير بالذكر هنا أن افتراض وجود الكواركات قد آتي ثماره فقد أمكن عن طريق هذا الفرض تفسير بعض التحللات لبعض الجسيمات الأولية. كما أنه تم بواسطته توقع وجود جسيمات أخرى. وقبل أن نبين هذه المعطيات دعنا أولاً أن نذكر قاعدة مهمة في هذا المجال وهي قاعدة زويز (Zweiz's Rule)

الشكل (1)

الجدول (1)

التي تنص على ما يلي:

«لكي يتم تفاعل معين فيجب ان يكون عدد الكواركات الداخلة مساوياً لعدد الكواركات الخارجة».

هذا يعني قانون حفظ الكواركات.

لقد استنتجت هذه القاعدة بناءاً على تفاعل خاص بتحلل ميزون ∅ (أنظر الجدول (1) حيث وجد أن التفاعل:

(1)............

تفاعل مشاهد. أما التفاعل:

(2)     ............

فلم يشاهد:

فلماذا لم يستطع (∅) أن يتحلل إلى ثلاثة بايونات كما هو متوقع؟

يبين الجدول (1) المحتوى الكواركي للبايونات وكذلك لميزون (∅) حيث نجد أن البايونات تتكون من الكواركين (d, u) أو ضديداتهما. أما الميزون (∅) فيتكون من الكواركين (S ,). ومن ثم فإنه لا يمكنه أن يتحلل إلى بايونات لأن الكوارك الغريب (S) لن يظهر في نواتج التفاعل - يبين ذلك بوضوح الشكل (2) الذي يسمى الشكل الثنائي Duality Diagram. في الشكل (2 .أ) نجد أنه لا يمكن أن يتحلل (∅) إلى بايونات وذلك بسبب عدم وجود الكواركات الداخلة في نواتج التفاعل الخارجة. أما في الشكل (2 .ب) فنجد أنه يمكن لميزون ∅ أن يتحلل إلى , K حيث نجد أن الكواركين (S ،) يظهران في , K.

أما مساهمة الكواركات في اكتشاف جسيمات جديدة فهذا يتضح من تحلل

الشكل (2)

جسيم ψ. فإن هذا الجسيم يحتوي على كوارك جديد هو الكوارك الجذاب (C) . وعند دراسة تحلل هذا الجسيم وجد أنه لا يتحلل إلى بايونات ثلاثة وذلك كما نبينه في الشكل (3 .أ) حيث نجد أن البايونات لاتحتوي على هذا الكوارك الجديد، ومن ثم فإن هذا التحلل ممنوع الحدوث. أما في الشكل (3 .ب) فنجد أن هذا الجسيم يتحلل إلى جسيمين محتواهما الكواركي هو (C ) ,( U ). ومن ثم فهذين جسيمين جديدين لم يتم التعرف عليهما من قبل. وأطلق على هذين الجسيمين ميزونا D، ، أي أن (ψ) يتحلل حسب العلاقة:

(3)  .............

وبالفعل تم اكتشاف هذين الجسيمين ( ,D) عام 1976 وبلغت كتلة الجسيم D 1.87 ج.أ.ف. وأعطي الأعداد الكمية التالية: C = 1 ،I = 1/2، ^-O = ^πJلاحظ أن مجموع كتلتي D،  يساوي 1.87 × 2 =3.74 ج . أ. ف. وهذه تساوي كتلة الجسيم ψ المشار إليه سالفاً.

كما وتم أيضاً اكتشاف حالات رنينية لهذا الجسيم وهي ^*D عند طاقة تساوي 2.01 ك.أ.ف. وأعطيت الأعداد التالية: 1/2 = I ,^-1 = J^π.

وهناك احتمالات لاكتشاف جسيمات جديدة (F) عند طاقة 2,03 ج. أ. ف. وإذا وجدت هذه الجسيمات فسوف يكون محتواها الكواركي هو .