كوارك‌ها نوعي از ذرات مادي هستند كه ما آنها را در فيزيك ذرات بنيادي بنيادي‌ترين ذرات تشكيل دهنده‌ي عالم مي‌دانيم. منتهي تاكنون. البته در اين بين ذرات ديگري نيز هستند كه در ادامه خواهيم گفت. بيش‌تر ماده‌اي كه ما در عالم مي‌بينيم از پروتون ها و نوترون‌ها تشكيل شده‌اند، كه خود اينها از كوارك‌ها تشكيل شده‌اند. 6 نوع كوارك داريم ولي فيزيك‌دان‌ها مايلند تا آنها را به صورت زوج ذرات بيان كنند: بالا/پايين(up/down)، آرامش/شگفت (charm/strange)، بالا/پايين(top/bottom) كه تكراري نيست در انگليسي كلمات متفاوت هستند. هر كدام از اين كوارك‌ها، پادكوارك هم دارند. نام‌هايي كه انتخاب شده بيش‌تر براي بهتر به خاطر سپردن بوده است. همچنان كه در بيش‌تر بخش‌هاي فيزيك از اين شيوه استفاده مي‌كنيم.
كوارك‌ها مشخصه‌هايي دارند كه كمي شايد براي شما عجيب باشد، ولي جزو مشخصات كوانتمي آن‌هاست. مثل بار الكتريكي، مثلاً الكترون و پروتون كه دوبار متفاوت مثبت و منفي دارند و البته عدد صحيح هستند. در مدل كوارك‌ها، رنگ بار داريم!! كه چيزي شبيه بار الكتريكي است. ولي كلمه‌ي رنگ هم چيزي جز يكي از ويژگي‌هاي فيزيكي نيست كه باز دلخواه نام‌گذاري شده است.
يكي از اسرار آميزترين كوارك‌ها TOP كوارك است كه در سال 1995 كشف شد. منتهي به صورت نظري و نه در تجربه. در شتاب‌دهنده هايي چون سرن و فرمي فيزيكدانان به دنبال اين كوارك هستند. نام كوارك ابتدا توسط موراي گلمان و جرج زوايك پيشنهاد شد كه خود واضح اصلي اين مدل در فيزيك ذرات بنيادي بودند. در داستان بيداري فيننگان اثر جيمز جويس چنين جمله‌اي نوشته است: «three quarks for Muster Mark!» و همين مبدا تعيين نام از طرف اين دو فيزيكدان ذرات بنيادي بود. ويژگي هاي كوارك‌ها هم مثل بقيه‌ي ذرات بنيادي كوانتمي است و به همين ترتيب هم از يكديگر مجزا مي‌شوند.
كوارك‌هاي طعم‌هاي (Flavor) متفاوتي دارند كه جزو سبك‌ترين‌ها هم هستند (البته بايد متذكر شويم كه اين هم از آن عناوين دلخواه و جذاب فيزيك ذرات بنيادي است. دنبال اينكه طعم واقعاً مهنتي خاصي دارد نباشيد!؟)
كوارك‌هاي بالا و پايين (up/down). كوارك سوم «شگفت». بعد از مراحل تحقيق جالبي كه در آزمايشگاه‌هاي ذرات انجام شد از ذرات K شناسايي شد كه اولين تركيب از ذراتي بودند كه اين نوع كوارك را داشتند. چهارمين كوارك «آرامش» در سال 1974 تقريبا همزمان در دو آزمايشگاه slac شتابدهنده‌ي خطي استانفورد و آزمايشگاه بروكهاون كشف شد. پنجمي و ششمي را گاهي زيبايي و حقيقت هم مي‌نامند. شايد بهتر باشد براي اشتباه نكردن در فارسي اين دو نام را به كار ببريد به جاي بالا و پايين. اول حروف انگليسي آنها با هم يكي است. پس مشكلي پيش‌نمي‌آيد. كوارك «پايين» (bottom) يا «زيبايي» (beauty) اول بار در آزمايشگاه فرمي به سال 1977 در ذره‌ي تركيبي به نام اپسيلون كشف شد. كوارك «بالا» (Top) يا «حقيقت» (Truth) اخيرا در آزمايشگاه فرمي به سال 1995 كشف شد. اين كوارك سنگين‌ترين كوارك است. مدت‌هاست كه فيزيك نظري آن را پيش‌بيني كرده ولي هنوز مشاهده نشده است. توجه كنيد كه هيچ كواركي هنوز مستقيماً ديده نشده و به صورت غيرمستقيم آنها را در فيزيك ذرات بنيادي مشاهده مي‌كنند.
و بايد ديد آيا باز هم ذرات بنيادي‌تري وجود دارد يا خير؟ |