أعلن فريق ATLAS في مصادم الهدرونات الكبير (LHC) وهو مسرع الجسيمات في سيرن عن اكتشاف مهم: فقد تمكنوا من رصد الكواركات القمية في تصادم بين أيونات الرصاص لأول مرة. يمثل هذا الرصد خطوة أخرى إلى الأمام في فهم الظروف التي كانت موجودة بعد جزء بسيط من الثانية من بداية الكون.
في تلك اللحظة، كان الكون بأكمله في حالة تسمى بلازما الكوارك-الغلوون. الكواركات هي جسيمات أساسية تشكل -من بين أشياء أخرى- البروتونات والنيوترونات في قلب الذرات. الغلوونات هي الوسيط للقوة النووية القوية، إحدى القوى الأساسية الأربع في الكون، كما يوحي الاسم، فإن الغلوونات تجعل الكواركات تلتصق بعضها ببعض.
للكواركات ستة أنواع: الكواركات العلوية والسفلية توجد في البروتونات والنيوترونات. أما الأنواع الأربعة الأخرى -الكواركات الساحرة، والكواركات الغريبة، والكواركات القمية، والكواركات الدنيا- فلا تمكن رؤيتها إلا بعد أحداث عالية الطاقة لأنها ليست مستقرة.
الكوارك القمي هو الأثقل بين جميع الكواركات الأخرى ــ فهو يضاهي كتلة جزيء الكافيين دون أن يكون أساسيًا في الإنتاجية البشرية. هو أيضًا الأقل استقرارًا، إذ يتحلل في غضون 5*10-25 ثانية فقط، وهذه الفترة الزمنية بالنسبة لثانية واحدة، تشبه الثانية الواحدة إلى 100 مليون ضعف عمر الكون، هذه الفترة الزمنية قد نصفها بأنها فترة قصيرة للغاية.
هذه الفترة القصيرة حاسمة للتجربة المعنية. تبقى بلازما الكوارك-الغلوون حية لمدة 10-23 ثانية تقريبًا، ما يزيد على الأقل بعشر مرات عن الوقت الذي يستغرقه تكوين الكوارك القمي ثم تحلله. هذا يعني أن العلماء يمكنهم استخدام الكواركات القمية التي تشكلت في أوقات مختلفة في أثناء وجود بلازما الكوارك-الغلوون لاستكشاف تطور البلازما نفسها، فيصبح الكوارك القمي مقياسًا زمنيًا.
إذا لم يكن هذا رائعًا بما يكفي، يعتقد الفريق أنه يمكنهم أيضًا استخدام الكوارك القمي لفهم كيفية توزيع الزخم داخل حركة البروتونات والنيوترونات: هل يُقاسم بالتساوي بين الكواركات والغلونات التي تشكل النوى الذرية؟
تتحلل الكواركات القمية إلى بوزون W وكوارك أدنى. البوزون W هو الوسيط للقوة النووية الضعيفة ويتحلل إلى إلكترون أو ميون ونيوترينو مماثل له. من المحتمل أيضًا أن يتحلل البوزون W إلى كواركات، لكن هذا المسار لم يُستكشف في هذا البحث، بل سيكون جزءًا من الملاحظات المستقبلية عندما يبدأ الباحثون تحديد تطور بلازما الكوارك-الغلوون بجدية.
اقرأ أيضًا:
علماء يصنعون أبرد جزيء كبير على الإطلاق، وله رابطة كيميائية غريبة
رصد الكيمياء الكمومية الفائقة لأول مرة على الإطلاق
ترجمة: محمد الشرقاوي
تدقيق: أكرم محيي الدين
