کوارک

بیشتر ماده ای كه ما درعـــالم می شناسیم ، ستاره هـــا ، سحابی ها ، سیارات وغبارهـــای مــــیان ستاره ای و . . . . از پروتون ها و نوترون ها ساخته شده اند . تا مـدت ها گمان براین بــودكه این ذرارت ( پروتون . نوترون و الكترون ) ذرات بنیادی سازنده عـــالم هستند ونمی توان آنــهارا به اجزای كوچكتــری تقسیم كرد . ایــن باور هنوز در مورد الكترون وجـود دارد .
اما تبدیل پروتون و نوترون به یكدیگر دربرخی واكنش های هسته ای وآزمایش هـای پیشرفـته تــری كه درشتاب دهنده هــای ذرات بنیادی انجام شد ، نشان دادكه آنـها از ذرات سازنده كوچكتـری به نام كوارك ساخته شده اند . البته كوارك هـانیزانواع مختلفی دارند .
تـا كنون شش نوع كـوارك شناخته شـــده است كه با اسامی جالبی نـامگذاری شده انــد:
۱) بالا (up) ،
۲) پایین (down) ،
۳) افسون (charm)
۴) شگفت (strange)
۵) سر (dottom)
۶) ته (top) .
انتخاب ایـــن اسامی معنی خاصی ندارد ، چــون كـوارك هــا نه بالا و پایین دارنــد ونه سر وته ! پروتون هــا ونوترون هـا از دو كـوارك اول ساخـته می شونـد.
دو كوارك d ویك كوارك u پروتون رامی سازنـد. دوكوارك u و یـك كواركd نـــوترون را می سازنــد . بــرای نـــگه داشتن كوارك هـا كنار یكدیگرچسب مخصوصی لازم است . این وظیفه به عهده ذرات دیــگری است كه گلوئون نام دارنـد . درحالت طبیعی نمی تـوان كوارك هـا را بـه صورت آزاد و مـنفرد یافت . بیشتر مـاده موجــود درعــالم از كوارك هــا ساخته شده است .
ایــن كوارك ها درگروهای سه تایی دربسته ای از جنس گلوئون ها مقید شده انـد . اما در مـركز یك ستاره نوترونی بی انـدازه چگال ممكن است نوترون ها آن چنان فشرده شونـد كه ساختارشان درهم بشكند و ماده به دریایی ازكوارك های آزاد وگلوئون ها و الكترونها تبدیل شود. حروف u و d كوارك های اولیه در نوترون و پروتون و s كوارك دیگری است كه دراین تبد یل وتحت فشار زیاد به وجـود آمده است. e الكترون و g گلوئون است .
اما اگر چگالی و فشارآن قـدرزیاد باشدكه ساختار پروتون هـا و نوترون هـا درهـم بشكند . شاید ماده جدیدی خلق شودكه دیگر ساختارشناخته شده قبلی ماده را ندارد . دیگرنمی توان از ذره یا ذرات به صورت مشخص نام برد ، چرا كه ماده به دریای یكپارچه ای از كوارك ها ، الكترون ها وگلوئون ها تبد یل شده است . چگالی این مـاده از چگالی هستهء اتـم هـاكه شامل پروتون ها ونوترون هـای مجزاست ، بسیار بیشتر است و خاصیت های آن نیز با خواص ماده معمولی بسیار متفاوت خواهد بود . دانشمندان این ماده جدید را ماده كواركی یا "ماده شگفت" نامیده‌اند .
ماده شگفت ممكن است پایدارترین شكل ممكن ماده باشد . تا كنون این عنوان به هسته اتم آهن اطلاق می شد كه نقطه پایانی واكنش های هسته ای در مركز ستاره های سنگین و پر جرم است . اگر چنین باشد ، پس ازساخته شدن ماده شگفت ، برای نگهداری آن به همین شكل فشرده نیازی به گرانش نخواهد بود . برخی نظریه پردازان معتقد ند این ماده بسیار چگال می تواند هر شكل دیگری از ماده راكه با آن برخوردكند درهم بشكند وتبدیل به ماده شگفت كند .
اما جای نگرانی نیست ، چــرا كه حتی اگرایــن اتفاق بیفتد ، سرعت انجام آن بسیار كم است . به هرحال اگر كمی ماده شگفت روی زمین یا خورشید بریزد ، به سرعت به سمت مركز می رود و در همان جا باقی می ماند ، بدون اینكه آسیبی به محیط اطراف وارد كند .
فیزیكدانان ذرات بنیادی نیز امیدوارند بتوانند با استفاده از شتاب دهنده نسبیتی آزمایش بروكهاون در مدت بسیار كوتاهی كوارك وگلوئون های آزاد ایجاد كنند (كه البته این وضعیت بسیار ناپایدار است). آسمان بالای سر ما و اجرام گوناگونی كه در این فضای بی انتها قرار دارند آزمایشگاهی طبیعی در اختیار اختر شناسان قرار داده اند تا بتوانند گاهی فیزیكدان ها را پشت سر بگذارند و خیلی سریعتر از آزمایشگاه های زمینی به نتیجه برسند.
منبع:
شبکه فیزیک هوپا