رحيل جيل مان مكتشف جسيمات الكوارك

جيل مان استوحى اسم كوارك من عبارة "ثلاثة كواركات لموستر مارك" الواردة في رواية للكاتب الإيرلندي جيمس جويس (ويكيميديا)
جيل مان استوحى اسم كوارك من عبارة "ثلاثة كواركات لموستر مارك" الواردة في رواية للكاتب الإيرلندي جيمس جويس (ويكيميديا)

الصغير محمد الغربي

في 24 مايو/أيار 2019 توفي عالم الفيزياء الأميركي موراي جيل مان الأب الروحي لجسيمات الكوارك وأحد أبرز علماء فيزياء الجسيمات في القرن العشرين عن عمر يناهز 89 عاما، وترتبط المسيرة العلمية لهذا العالم الكبير بشكل وثيق بقصة اكتشاف جسيمات كوارك وشرح بنية الجسيمات الأولية.

ويصفه زملاؤه من الفيزيائيين بأنه من أبرز الشخصيات في تاريخ الفيزياء، وعلامة بارزة في تاريخ الجهد المستمر منذ قرون لاكتشاف القوانين الفيزيائية الأساسية التي تسود عالمنا اليومي والكون من حولنا.

تخرج الدكتور جيل مان في جامعة ييل الأميركية عام 1948 عندما كان في الـ18 من عمره، وحصل على الدكتوراه في الفيزياء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 1951 والتحق بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في عام 1955 باحثا ومدرسا إلى غاية تقاعده عام 1993.

ثلاثة كواركات لموستر مارك
لاحظ جيل مان الفوضى العارمة التي كانت تسود عالم الجسيمات الأساسية بعد أن أنتجت أجهزة تحطيم الذرات ذات الطاقة العالية العشرات من الجسيمات الغريبة التي تحدت افتراضات علماء الفيزياء السابقة، فاقترح عام 1961 مجموعة من القواعد القائمة على التماثل في قوى الطبيعة الأساسية وضع على أساسها أول تصنيف علمي للجسيمات دون الذرية في ثماني مجموعات، وهو مخطط أطلق عليه "طريقة الثمانية".

في عام 1964 أدرك جيل مان أن مثل هذه القواعد يمكن استنتاجها تلقائيا لو كانت الجسيمات مركبة من جزأين أو ثلاثة أو أكثر من جسيمات أساسية أصغر إذا تم تجميعها معا بواسطة القوة النووية القوية، فعلى سبيل المثال ستتكون البروتونات والنيوترونات من ثلاثة من هذه الجسيمات الأساسية.
جانب من مصادم الهادرونات الكبير في أوروبا الذي نجح في اكتشاف جسيمات لم تكن مثبتة من قبل (رويترز)

أطلق جيل مان على هذه الجسيمات اسم "الكوارك"، واستوحى هذا الاسم من عبارة "ثلاثة كواركات لموستر مارك" المأخوذة من رواية للكاتب الإيرلندي الشهير جيمس جويس بعنوان " يقظة فينيغان".

كما يعود الفضل إلى جيل مان في اكتشاف وجود الغلونات، وهي الجسيمات الحاملة للقوة النووية القوية (مثلما تحمل الفوتونات القوة الكهرومغناطيسية) ووسيلة الترابط بين الكواركات فيما بينها لتكوين جسيمات أكبر كالبروتونات والنيترونات. 

في الجزء الأول من القرن الماضي كانت الجسيمات التي تعتبر المكونات الأساسية للمادة هي البروتون والنيوترون والإلكترون، وتعرف بصفاتها الأساسية وهي الشحنة والحجم والكتلة.

نكهات وألوان
لكن جيل مان وغيره من العلماء اكتشفوا خصائص فيزيائية مختلفة للكواركات، فصنفوها حسب قيم كمية أطلقوا عليها خاصية "النكهة" -وليس لها في الواقع أي علاقة بمذاق هذه الجسيمات أو طعمها- فسمي أحدها "كوارك علوي"، والآخر "سفلي"، ونوع ثالث "غريب"، وأطلق على رابع صفة "ساحر" وعلى خامس "قمي" وعلى سادس "قعري".

كما اقترح العلماء تمييز الكواركات بخاصية ثانية إضافة إلى النكهة، وأطلقوا على تلك الخاصية اسم "اللون"، حيث صنفوا الكواركات حسب 3 خصائص لونية هي الأحمر والأخضر والأزرق، وهي لا تعكس في الحقيقة اللون الذي تدركه الأبصار، بل قيمة شحنة "لونية" في التفاعلات النووية القوية شبيهة بالشحنة الكهربائية في التفاعلات الكهرومغناطيسية.

لعبة ممتعة
على الرغم من أن خصائص الكواركات هذه مجردة فإنها كانت ذات أهمية خاصة في تطوير نظرية عن تفاعلات الجسيمات أطلق عليها جيل مان اسم النظرية الديناميكية الكمية.

وقد تم إثبات نظرية جيل مان بشأن الكواركات والغلونات في عدد كبير من التجارب الدقيقة على مصادمات الجسيمات عالية الطاقة.

وقد اكتشف الفيزيائيون ستة أنواع مختلفة من الكواركات إلى حد الآن، إلى جانب ستة جسيمات نظيرة لها في المادة المضادة.

وحصل جيل مان لذلك على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1969، وقد لخص عمله في هذا المجال بمقولته الشهيرة عند تسلمه الجائزة "عملنا هو لعبة ممتعة".

المصدر : الجزيرة