انتهت فترة الهادرونات عندما وصول الكون إلى حدٍ في التمدد لم تكفِ معه كثافة الطاقة إلى تشكيل المزيد من الهادرونات، لكن بقيت كمية قليلة كافية لتشكيل جسيمات أخف، تُعرف هذه الجسيمات باسم الليبتونات. بدأت فترة الليبتونات بعد الثانية الأولى لولادة الكون، واستمرت حتى الثانية العاشرة. تُقسم الليبتونات الستة على ثلاثة أجيال -وفق النموذج المعياري- وهذه الأجيال هي: (الإلكترون ، ونيوترينو- إلكترون، والميون، و نيوترينو -الميون، والتاو، ونيوترينو- تاو)، يمتلك كل من الإلكترون، والميون، والتاو شحنةً كهربائيةً، و كتلةً، بينما تكون شحنة النيوترينو حيادية وكتلته صغيرة للغاية.
الليبتونات: الإلكترون
يشبه الإلكترون سحابةً احتمالية. احتوى الكون الفتي في بدايات تشكله على جسيمات تسمى الإلكترونات، تتصرف بشكل مشابه للسحب، يُطلق عليها سحابة احتمالية، تحدد كثافة السحابة المكان الذي سنجد فيه الإلكترون.
شحنة الإلكترونات سالبة، وهي مهمة للغاية، إذ تشكل، بالتعاون مع البروتونات والنيوترونات الذرات التي يتألف منها كل شيء بما في ذلك البشر. تؤثر القوى الكهرومغناطيسية، والقوى النووية الضعيفة، والجاذبية على الإلكترونات، بينما لا تؤثر القوى النووية الشديدة عليها.
يملك الإلكترون جسيمًا مضادًا يُدعى البوزيترون، له ذات كتلة الإلكترون، ولكن شحنته موجبة، وإذا تلاقى الإلكترون والبويزترون يفنيان بعضهما في دفقة شعاعية. الإلكترونات أخف من البروتونات، إذ تعادل كتلة البروتون (1840) ضعف كتلة الإلكترون.
حجم الليبتونات: الإلكترون
إذا نفخنا كرة قدم لتصبح بحجم الكرة الأرضية، ستبدو الإلكترونات على سطحها كسحب ضبابية، تستطيع هذه السحب تغيير شكلها وحجمها، يمكننا سحق هذه السحب حتى تصبح صغيرةً جدًا، أو بإمكانها أن تكبر حتى تصبح أكبر منا حجمًا.
لماذا تلتصق البالونات بالجدران؟
عندما نفرك البالونات بالصوف فإننا نسحب منها الإلكترونات، وهذا يعطيها شحنةً موجبةً؛ لأنها جُردت من إلكتروناتها؛ ولذا عندما نضعها بالقرب من الجدار فإنها تلتصق به؛ بحثًا عن الإلكترونات، تُجذب الإلكترونات في الجدار باتجاه البالون؛ لأن البالون يُعطي الجدار شحنةً سالبةً خفيفةً، تتجاذب الشحنات السالبة في الجدار، والموجبة في البالون، وعندها تستطيع حمل البالون وتثبيته.
البوزيترون
امتلك الكون الفتي البوزيترونات، وهي المكافئ المادي المضاد للإلكترونات، لا تتواجد البوزيترونات على الأرض حاليًا، على الرغم من أنها تُطلق بعد الانصهار النووي في النجوم.
النيوترونات
يُعد النيوترون جسيمًا ذا كتلة منخفضة للغاية -لا أحد يعلم كم يزن- ولا يمتلك شحنةً كهربائيةً؛ لذا من الصعب اعتباره جسيمًا حقيقيًا. توجد ثلاثة نماذج للنيوترون، هي: (الإلكترون –نيوترينو، والمون –نيوترينو، والتاو –نيوترينو)، لهذه النماذج جسيم مضاد يُدعى نيوترينو مضاد. يتشكل الإلكترون نيوترينو المضاد -على سبيل المثال- عند تحلل النيوترونات من خلال التفاعل الضعيف، وتتكون أيضًا بكميات كبيرة في النجوم.
تُعد صعوبة التفاعل مع الجسيمات الأخرى خاصيةً أساسيةً في النيوترونات، تُنشئ الشمس أعدادًا ضخمةً من النيوترونات، إذ يعبر كل ثانية (60) مليار نيوترون أغلبها من الشمس، كل سنتيمتر مكعب على الأرض، ولكننا لا نلاحظ وجودها، يمكن التقاط هذه الجسيمات صعبة المنال فقط في السائل المدفون بعيدًا تحت مناجم الفحم.
لو كان للنيوترونات كتلة ولو صغيرة جدًا، فستزن هذه الجسيمات مجتمعةً أثقل من كل النجوم الموجودة في الكون، ولكن كتلة النيوترونات صغيرة للغاية، ليتم أخذها بالحسبان مقارنة مع المادة المضادة بعامل يساوي (20).
اقرأ أيضًا:
كيف سمي البروتون والفوتون وبقية الجسيمات؟
الأكوان المتعددة.. بين الخرافة والمنهجية العلمية
ترجمة: مازن سفّان
تدقيق: أسماء العجوري
