[ ماهو الكوارك ]

الكوارك هو جسيم أولي وأحد المكونين الأساسيين للمادة في نظرية النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (المكون الآخر حسب هذه النظرية هو الليبتونات) لها كتلة ولكن أبعادها صفرية، تتم مشاهدتها عند حدوث تصادم شديد بين البروتون والإلكترون. وقد أطلق موري جيلمان هذا الاسم على الكوارك. منها ستة أنواع.

للكواركات جسيمات مضادة مثل بقية الجسيمات الأولية
تدعى "كواركات مضادة"، حيث تتميز الكواركات والكواركات المضادة بأنها
الجسيمات الوحيدة التي تتآثر مع بعضها باستخدام القوى الأربع الرئيسة
الموجودة في الطبيعة. تشكل الكواركات معظم الجزء الدخلي للمادة، وهي
مترابطة مع بعضها بقوى شديدة. هذه القوى التي تربط الكوارك مع بعضها البعض
تدرس في فرع من الفيزياء يدعى الكروموديناميكا الكمية (Quantum-chromodynamic QCD).

تجتمع الكواركات معا لتشكل جسيمات مركبة تسمى هادرونات، الأكثر استقرارا التي هي البروتونات والنيوترونات، وهي مكونات نواة الذرة. لا يمكن أن تظهر الكواركات بشكل مفرد حر فهي دائما محتجزة ضمن هادرونات ثنائية (ميزونات) أو ثلاثية (باريونات) مثل البروتونات والنيوترونات، وتسمى هذه الظاهرة بالحبس اللوني (Color confinement)، لهذا السبب فمعظم المعلومات عن الكواركات تم استخلاصها من ملاحظات الهادرونات نفسها.

للكوارك ست أنواع وتسمى بالنكهات وهي: العلوي، السفلي، الساحر، الغريب، القمي، والقعري. كل من الكوارك العلوي والسفلي له كتلة أقل من باقي الكواركات الأخرى. فالكواركات الأثقل تتحول إلى علوية وسفلية بسرعة خلال عملية تسمى اضمحلال الجسيم: حيث تتحول حالة الكتلة الأثقل إلى حالة كتلة أخف. لهذا فالكوارك العلوي والسفلي هما الأكثر استقرارا ووجودا في الكون، في حين أن الكواركات المسماة بالساحر والغريب والقمي والقعري يتم إنتاجها فقط من خلال اصطدامات عالية الطاقة (مثل المستخدمة في الأشعة الكونية ومعجلات الجسيمات).

لدى الكوارك خصائص أساسية مثل الشحنة الكهربائية والشحنة اللونية والدوران المغزلي والكتلة. فالكواركات هي الجسيمات الأولية الوحيدة في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات التي تُظهِر جميع القوى الأساسية الأربع المسماة بالتفاعلات الأساسية وهي الكهرومغناطيسية والجاذبية والتآثر القوي والضعيف، بالإضافة إلى أنها الجسيمات الوحيدة التي لا تعد شحنتها الكهربائية مضاعفات صحيحة للشحنة الأولية. ولكل كوارك جسيم مضاد، وهو نظير مطابق له، لديه نفس قدر شحنة الكوارك ولكن بشحنة معاكسة.

كان ظهور نموذج الكوارك سنة 1964 بواسطة فرضية موري جيلمان وجورج سويج لشرح نماذج الهادرونات، وقد كان هناك دليل ضعيف على وجودها المادي حتى سنة 1968. تمت ملاحظة جميع نكهات الكوارك الست في تجارب المعجلات؛ وقد كان الكوارك القمي هو آخر ما تم اكتشافه من الكواركات وذلك سنة 1995 عندما تمت ملاحظته لأول مرة في معهد فيرميلاب.