کورتە ناساندنێکی پلازمای کوارکی و گلۆنی

نوسین و ئامادەکردنی: هیوا ئەبوبەکر
بەپێچەوانەی چاوەڕوانیەکانەوە، گەردونە فراوانەکەمان پێکهاتووە تەنها لە چەند تەنۆلکەیەکی سەرەتایی کە ژمارەیان لەپەنجەکانی دەست تێپەڕناکات. ئەم تەنۆلکانە دەتوانرێت پۆلێن بکرێن بەپێی بادرانەکانیان(spin)، وەکو (١) تەنۆلکە ماددیەکان، ئەمە فێرمیۆنەکان دەگرێتەوە کە بادرانەکانیان ژمارەی نیوەییە، (٢) تەنۆلکە نێوەندگیرەکان، ئەو تەنۆلکانە دەگرێتەخۆی کە بادرانەکانیان ژمارەی تەواوە و پێیان دەوترێت بۆزۆنەکان. تەنۆلکە ماددیەکان دوو جۆرن، کوارکەکان و لیپتۆنەکان. کوارکەکانیش شەش جۆرن، کوارکی سەروو، خواروو، نامۆ، دڵبەر، بنکە، لوتکە. بەهەمان شێوە شەش جۆر لیپتۆنمان هەیە کە بریتین لە ئەلیکترۆن، میۆن، تاو، نیوترینیۆی ئەلیکترۆنی، نیوترینیۆی میۆنی، نیوترینیۆی تاوی. تەنۆلکە نێوەندگیرەکان، ئەوانەن کە هەڵگری هێزەکانن، وەکو گلۆنەکان (بەرپسن لە کارلیکی بەهێز)، فۆتۆن (دوو بارگەی کارەبایی کارلێک دەکەن بەهۆی گواستنەوەی فۆتۆنێک لە نێوانیاندا)، تەنۆلکەکانی W و Z (بەرپرسن لە کارلیکی لاواز) وە گراڤیتۆن (هێشتا نە دۆزراوەتەوە و وەکو هەڵگری هێزی کێشکردن گریمانە کراوە). تەنۆلکە ماددیەکان دەتوانرێت بەشێوەیەکی تریش پۆلێن بکرێن، کە پێکدێن لە سێ نەوە. هەرنەوەیەک دوو کوارک و دوو لیپتۆنی تێدایە، بۆ نمونە، نەوەی یەکەم کوارکەکانی سەروو و خواروو وە ئەلیکترۆن و نیوترینیۆی ئەلیکترۆنی لەخۆی دەگرێت، نەوەی دووەم پێکدێت لە کوارکەکانی نامۆ و دڵبەر وە میۆن و نیوترینیۆی میۆنی، کۆتا نەوەش لەکوارکەکانی بنکە و لوتکە وە تاو و نیوترینیۆی تاوی پێکدێت. تایبەتمەندی تەنۆلکەکان لەنەوەیەکەوە بۆ نەوەیەکی تر ناگۆڕێت جگە لە بارستاییەکانیان. بارستایی زیاد دەکات بەشێوەیەکی زنجیرەی بۆ نەوە یەک لەدوای یەکەکان. بۆ هەرتەنۆلکەیەکی ماددی، دژە-تەنۆلکەیەک بونی هەیە، بۆنمونە، پۆزیترۆن دژە-تەنۆلکەی ئەلیکترۆنە کەبارگەی کارەبایی موجەبی هەیە. تەنۆلکە سەرەتاییەکان تەنها دەتوانن بە چوار شێواز کارلێک بکەن لەگەڵ یەکتردا لەڕێگەی (١) کارلێکی بەهێز، (٢) کارلێکی کارۆموگناتیسی، (٣) کارلێکی لاواز، (٤) کارلێکی کێشکردن.

پلازمای گلۆن- کوارک

لەزانستی فیزیای تەنۆلکە سەرەتاییەکاندا، کوانتەم کرۆمۆداینامیکس (Quantum Chromodynamics ) دادەنرێت بە بیردۆزی بنەڕەتی بۆ کارلێکی بەهێز. بەپێی ئەم بیردۆزەیە، هەموو هادرۆنەکان (بە تەنۆلکەکانی وەکو پرۆتۆن و نیوترۆن دەوترێت هادرۆن) پێکدێن لە کوارکەکان. کوارکەکان سەرەڕای بونی بارگەی کارەبایی، جۆرێکی تر بارگەیان هەیە کە ناودەبرێت بە ڕەنگە بارگە(color charge) (کرۆمۆ لەزمانی یۆنانی کۆندا بە مانای ڕەنگ دێت). ڕەنگە بارگەکان سەرچاوەی ڕەنگە بوارن(color field) هەروەکوو چۆن بارگەی کارەبایی سەرچاوەی بواری کارەباییە. کوارکەکان کارلێک دەکەن لەڕێگەی ڕەنگە بوارەوە. جیاوازی سەرەکی لەنێوان بارگەی کارەبایی و ڕەنگە بارگەدا ئەوەیە کە ڕەنگە بارگە بڕێکی ئاڕاستەبڕە (vector quantity) کە سێ پێکهێنەری هەیە کە ناودەبرێن بە سور، سەوز، شین.
لە کوانتەم کرۆمۆداینامیکسدا کۆمەڵێک تایبەتمەندی جیاکراوە هەن کە لە کوانتەم کارۆداینامیکسدا (کوانتەم کارۆداینامیکس لە کارلێکی کارۆموگناتیسی دەکۆڵێتەوە). بەداخەوە هەتاوەکو ئێستا شیکاری تەواوی هاوکێشە بنەڕەتیەکانی کوانتەم کرۆمۆداینامیکس بەنەزانراوی ماوەتەوە، لەبەرئەوە دەبێت پشت بە مۆدێلەکان ببەسترێت بۆ هەژمارکردنەکان. جیاوازی بنچینەیی نێوان کرۆمۆداینامیکس و کارۆداینامیکس سەرهەڵدەدات لە گۆڕانی ئەرکەوە(potential) لەگەڵ دوریدا، ڕەنگە ئەرکی (color potential) نێوان دوو ڕەنگەبارگە ڕاستەوانە دەگۆڕێت لەگەڵ دوری نێوانیاندا V∝ r^α، لەکاتێکدا ئەرکی کارەبایی کەمدەکات بەبڕی 1/ r. ئەمە پێمان دەڵێت ئەگەر بمانەوێت دوو ڕەنگەبارگە بەتەواوی لەیەک جودابکەینەوە ئەوا پێویستمان بەناکۆتا وزە دەبێت. بەڵام ئەوە ڕونە لە میکانیکی کوانتەمیدا ئەگەر وزەی بوارێک زیاتربێت لە دووئەوەندەی بارستایی تەنۆلکەیەک، ئەوا ئەو سیستەمە زیاتر ئارەزوی ئەوەدەکات کە وزەکە بگۆڕیت بۆ تەنۆلکەیەک و دژە-تەنۆلکەیەک. بڕی ئەو وزەیەی پێویستە بۆ ئەوەی دوو کوارک لە یەکتر دوور بخرێنەوە بۆ چەند فێرمییەک (یەک فێرمی دەکاتە ١٠^(-١٥) ی مەترێک) زیاترە لە دوو ئەوەندەی بارستایی خودی کوارکەکان، بۆیە ئەو وزەیە دەگۆڕێت بۆ کوارکێک و دژە-کوارکێک.
یەکێک لەدەرئەنجامە گرنگەکانی کوانتەم کرۆمۆداینامیکس ئەوەیە کە ڕەنگەبارگەکان تەنها بەشێوەی هاوبارگەیی هەن لە سروشتدا، وە تاوەکو ئێستا ‌هیچ تاک ڕەنگەبارگەیەک نەتوانراوە بپێورێت. لەبەرئەوەی هیچ کوارکێکی سەربەستمان نیە لەسروشتدا، بیردۆزی پێرتەربەیشن (perturbation theory) ، کە زۆر سەرکەوتوو بوە لە کوانتەم کارۆداینامیکسدا، نەگونجاودەبێت بۆ لێکدانەوەی کوانتەم کرۆمۆداینامیکس. تەنها لە وزە زۆر بەرزەکاندا (دوریە زۆر بچوکەکان) بیردۆزی پێرتەربەیشن بۆ کوانتەم کرۆمۆداینامیکس دەتوانێت ئەنجامی بەسود دەست بخات کە ئەنجامەکانی یەکبێتەوە لەگەڵ تاقیگەدا. لە دوریە زۆر بچوکەکاندا، ئەو ئەرکەی کە کوارکەکانی بەیەکەوە بەستۆتەوە زۆر لاواز دەبیت و کوارکەکان بە نزیکەی وەکو تەنۆلکەیەکی سەربەست ڕەفتاردەکەن.
بۆ ئەو هادرۆنانەی کە تەنۆلکەی سەرەتایی لە پیکهاتنیاندا هەیە بە دوریەکی دیاریکراو، چەمکی ماددەی هادرۆنی مانای خۆی لەدەست دەدات لە چڕیەکی بەرزدا. کاتێک چڕی سیستەمێک کەم بوو، ئەوا هەرکوارکێک تەنها پەیوەندی هەیە لەگەڵ هاوبەشەکانی خۆی (کوارکەکانی تری ناو هادرۆنەکە). بەپێچەوانەوە، لە سیستەمێکی چڕی بەرزدا، کاتێک هادرۆنەکان دەچن بەناویەکدا، ئەوا هەرکوارکێک ناتوانێت هاوبەشەکانی خۆی بناسێتەوە کە لە چڕی نزمدا پێکەوە گرێدرابوون. هەمان دیاردە ڕودەدات کاتێک پلەی گەرمی سیستەمەکە زۆر بەرزبێت. کاتێک پلەی گەرمی ماددەی ناوکی زیادبکات، هادرۆنە سوکەکان (بەزۆری پایۆنەکان) زیاتر و زیاتر دروست دەبن لە سیستەمەکەدا. سیستەمەکە دوبارە ئەوەندە چڕ دەبێت کە هادرۆنەکان توشی بەناویەکداچوون ببن. سیستەمێک کە هادرۆنەکانی بەناویەکدا چوون، باشترین دەربڕین بۆی ماددەی کوارکییە نەوەک هادرۆن. لەنێوفیازیایەکاندا واباوە کە ماددەی کوارکی ناودەبرێت بە پلازمای کوارکی و گلۆنی (Quark-Gluon-Plasma (QGP)). پلازمای کوارکی و گلۆنی پێناسە دەکرێت بەو دۆخەی کەوا کوارکەکان و گلۆنەکان لە باری هاوسەنگی گەرمی یاخود نزیک لە هاوسەنگی گەرمیدان، وە لەم بارەشدا کوارکەکان و گلۆنەکان بەسەربەستی دەجوڵێن بە ناو تەواوی سیستەمەکدا نەک تەنها خودی هادرۆنەکان. لەدەرئەنجامی هەژمارەدنەکانی مۆدێلە جیاوازەکان دەگەین بەو ڕاستیەی کە لە سەروو چڕیەوزەی مۆلەقەی (critical energy density) ε_cr ∼ 1 GeV/fm^3 یاخود پلەی گەرمی مۆلەقەی T_cr ∼ 200 MeV، ماددە تەنها بەشێوەی پلازمای کوارکی و گلۆنی بونی هەیە.

پلازمای کوارکی و گلۆنی لەسەرەتای گەردوندا بونی هەبووە، هەروەها ڕێی تێدەچیت کە لەناوناواخنی ئەستێرە نیوترۆنیەکانیشدا هەبن. بەڵام ناتوانرێت دەستمان بگات بەو زانیاریانەی لەسەرەتای گەردوندا هەبووە یا خود لەناو ناواخنی ئەستێرە نیوترۆنیەکاندایە. دەرئەنجامە بیردۆزەییەکان پێمان دەڵێن کە پلازمای کوارکی و گلۆنی دەتوانرێت لەڕێگەی پێکدادنی ناوکە قورسەکانەوە بە وزەیەکی زۆر بەرزەوە بەرهەم بهێنرێت لە تاقیگەدا. پێکدادانی ناوک و ناوک یەکێکە لەڕێگە سەرکەوتووەکان بۆ لێکۆڵینەوەی سیفەتی ماددەی ناوکی. تاقیکردنەوە هەنووکەیەکان لە پێکدادەری ئایۆنە قورسە ڕێژەییەکان(Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)) (واتە خێرای ئایۆنەکان ئەوەندە زۆرن کەدەبێت یاساکانی بیردۆزی ڕێژەی لەبەرچاوبگیرێت) لە تاقیگەی نێودەوڵەتی برۆکهاڤن و پێکدادەری گەورەی هادرۆنی (Large Hadron Collider (LHC)) لە سێرن، پشتگیری ئەو ڕایەدەکات کە پلازمای کوارکی و گلۆنی پەیدادەبێت لە ئەنجامی پێکدادنی ناوکە وزەبەرزەکانەوە. لە پێکدادنی ناوکە وزە زۆر نزمەکاندا، ناوکەکە وەکو یەک قەوارە کارلێک دەکات. لە وزەیەکی تاڕادەیەک بەرزتردا، کوارکەکانی ناو ناوکەکە بەشداردەبن لە کارلێک کردنەکاندا، لەم بارەدا جۆری جیاوازی تەنۆلکە پەیدادەبێت. بەڵام، بەپێچەوانەی وزە نزم و مام ناوەندەکانەوە کە دەتوانرێت بەریەک کەوتنەکان بەتەواوی وەسفبکرێت بە پێکدادانی ناوک و ناوک پێکەوە، لە وزە زۆر بەرزەکاندا ئەم جۆرە وەسفکردنە شکستدەهێنێت. پێکدادانی ناوک وناوک لە وزە زۆربەرزەکاندا بەچەند قۆناغێکدا دەڕوات. ‌هێڵکاری وێنەیی قۆناغە جیاوازەکانی پێکدادانەکان پیشان دراوە لەو وێنەی خوارەوەدا.

دەتوانرێت قۆناغەکان بەشێوەیەکی فراوان دابەش بکرێت بەم شێوەیە:
١- قۆناغی پێش هاوسەنگبوون: لەوزە زۆر بەرزەکاندا، پێشبینی دەکرێت کەوا پێکدادانەکانی سەرەتا لەسەرئاستی پێکهێنەرەکانی ناوکەکان ڕووبدات، لەدەرئەنجامی ئەم پێکدادانەشدا تۆپێکی ئاگرین لە ئاستە وزە وروژاوە بەرزەکاندا پەیدادەبێت. لەهەمووئەگەرەکاندا، تۆپەئاگرینەکە لەباری هاوسەنگیدا نیە. پێکهێنەرەکانی تۆپەئاگرینەکە بەبەردەوامی بەریەکدەکەون بۆ ئەوەی بگەنە دۆخێکی هاوسەنگی خۆجێی. ئەوکاتەی کە خایەنراوە بۆ ئەوەی هاوسەنگی خۆجێی بێتەئاراوە ناودەبرێت بە کاتی هاوسەنگکردن.

٢-قۆناغی فراوانبون: لەقۆناغی هاوسەنگبوندا، پێکهێنەرەکانی تۆپەئاگرینەکە، یان ڕونتر کوارکەکان و گلۆنەکان، لە باری سەربەستیدان. سیستەمەکە گەرمەپەستانیکی هەیە کە لەدژی بۆشای دەوروبەری سیستەمەکە کاردەکات. لەمەشەوە تۆپەئاگرینەکە توشی فراوانبونێکی گشتگیردەبێت. لەئەنجامی ئەم فراوان بونەشەوە چڕیە وزەی سیستەمەکە کەمدەکات و سارد دەبێتەوە. ئەگەر سیستەمەکە پشتگیربێت بۆ قۆناغ گواستنەوە، ئەوا لەخوار پلەی گەرمی مۆلەقەوە، کوارک و گلۆنە سەربەستەکان دەبنە هادرۆن. لە قۆناغی بوون بەهادرۆندا، لە مەودایەکی بچوکی پلەی گەرمیدا، ئینترۆپی سیستەمەکە زۆر بەخێرایی کەم دەکات. هەروەکو ئاشکرایە کە ئینترۆپی گشتی کەم ناکات، هەربۆیە تۆپەئاگرینەکە توشی فراوانبونێکی لەپڕدەبێت هەرچەندە بەنزیکەیی پلەی گەرمی بەنەگۆڕی دەمێنێتەوە.
٣- بەستن: تەنانەت دوای پرۆسەی بە هادرۆن بونەکەش سیستەمەکە دەگونجێت لەباری هاوسەنگی گەرمیدا بێت. هادرۆنە پەیدابووەکان بەریەککەوتن دەکەن بۆهێشتنەوەی هاوسەنگیە خۆجێیەکە. سیستەمەکە فراوان دەبێت و ساردیش دەبێتەوە. دەرئەنجام قۆناغێک دێتەئاراوە کە ناجیڕییە پێکدادان کە تێیدا هادرۆنەکان ناسنامەی خۆیانی تێدا دەگۆڕن (واتە لە هادرۆنێکەوە دەبنە هادرۆنیکی تر) زۆرکەم دەکات بۆئەوەی فراوانبونەکە بپارێزێت. ئەم قۆناغە ناودەبرێت بە بەستنی کیمایی. لەدوای ئەمە هادرۆنەکان چیتر شوناسی خۆیان لەدەست نادەن. لەگەڵ ئەوەشدا، بەهۆی جیڕییە بەریەککەوتنەوە هاوسەنگی خۆجێی هێشتا بونی هەیە و سیستەمەکە فراوان دەبێت و سارد دەبێتەوە. لەکۆتایدا دەگەینە قۆناغێک کە تێکڕای دوری نێوان پێکهێنەرەکان گەورەتر دەبێت لە مەودای کارلێکی بەهێز و بەریەککەوتن ئەوەندە کەم دەبێتەوە کە چیتر هاوسەنگی خۆجێی بونی نامێنێت. هادرۆنەکان تەواو جودادەبنەوە یاخود دەبەستن. ئەمە پێی دەوترێت بەستنی جوڵەیی. هادرۆنەکان لەدوای ئەم قۆناغەوە دەدۆزرێنەوە لە دۆزەرەوەکاندا.


بۆلێکۆڵینەوە لە پێکدادانی ئایۆنەقورسە وزە زۆربەرزەکان چەندین مۆدێلی باوهەن. دەتوانرێت پۆلێن بکرێن بۆ مۆدێلە ستاتیکیەکان و مۆدێلە داینامیکیەکان. ئامانجی مۆدێلە ستاتیکیەکان بۆ ڕونکردەنەوەی ئەو دەرئەنجامانەیە کەلەتاقیکردنەوەکانەوە دەست کەوتووە بەبەکارهێنانی مەرجەکانی بەستن لە مۆدێلەکاندا. ئەم مۆدێلانە کاریان بەوەڵامی ئەو پرسیارەوەنیە کە چۆن مەرجەکانی بەستن هاتووە. مۆدێلە داینامیکیەکان، هەوڵدەدەن وەڵامی ئەو پرسیارە بدەنەوە.

بۆ دەسکەوتنی تەواوی ڕاپۆرتەکە بە وردەکارییە ماتماتیکیەکانەوە کلێک لێرە بکە :Download

You may also like...

وەڵامێک بنووسە

پۆستی ئەلکترۆنیکەت بڵاو ناکرێتەوە . خانە پێویستەکان دەستنیشانکراون بە *