الغلونات أو كما تعرف بالجسيم الرسول للقوى النووية القوية، هو ما يربط الجسيمات دون الذرية المعروفة بالكواركات ضمن البروتونات والنيوترونات مكونًا مادة أكثر استقرارًا وكذلك أكثر ثقلًا. تخلق جسيمات قصيرة العمر طاقة عالية، وتتفاعل الكواركات عبر بث وامتصاص الغلونات تمامًا كجسيمات الشحنات الكهربائية عندما تتفاعل عبر بث وامتصاص الفوتونات.
في الكروموديناميكا الكمومية (النظرية الخاصة بالقوى القوية)، يُعبّر عن التفاعل بين الكواركات عبر ثمانية أنواع من الغلونات عديمة الكتلة، والتي مثلها مثل الفوتون، جميعها يحمل وحدة واحدة من الزخم الزاوي الذاتي، أو ما يعرف بالدوران المغزلي. ومثل الكواركات، تحمل الغلُونات شحنة عالية تعرف باللون، ما يعني أن الغلونات بإمكانها أن تتفاعل سويةً خلال الطاقات العالية.
في عام ١٩٧٩، أُثبتت تلك الفرضية بمراقبة إشعاع الغلونات عبر الكواركات خلال إحدى دراسات تصادم الجسيمات عالية الطاقة بالمعمل الألماني الدولي (Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY; “German Electron-Synchrotron) في هامبورغ.
تعتبر الغلونات والكواركات من الجسيمات ملونة الشحنة، تمامًا كالجسيمات المشحونة كهربائيًا تتفاعل عبر تبادل الفوتونات في تفاعلات كهرومغناطيسية، فالجسيمات ملونة الشحنة تتبادل الغلونات في تفاعلات قوية.
عندما يكون ثمة كواركين على مقربة من كوارك ثالث فإنهما يتبادلان الغلونات مكونين حقلًا شديد القوة من القوى الملونة؛ ما يربط الكواركات ببعضها البعض، فيصبح مجال القوى أكثر قوة بزيادة ارتباط الكواركات، وتغير الكواركات شحناتها الملونة بشكل ثابت حين تتبادل الغلونات مع الكوراكات الأخرى.
ثمة ثلاث شحنات ملونة مختلفة وكذلك ثلاثة مضادات للّون (مكملات اللون)، يحمل كل كوارك واحدًا من الشحنات الثلاث الملونة المختلفة، وكذلك يحمل كل مضاد كوارك إحدى الشحنات مضادة اللون، وعبر خليط من اللون الأحمر والأخضر والأزرق يُحصل على الضوء الأبيض.
وأيضًا عندما نتحدث عن الباريونات، فخليط من مضاد الأخضر ومضاد الأحمر ومضاد الأزرق يعطي لونًا متعادلًا، والميزونات متعادلة اللون أيضًا؛ إذ إنها تحمل خليطًا من اللون ومضاده كالأحمر ومضاد الأحمر. تتسبب عملية بث واستقبال الغلونات في تغيير اللون، كما أن كل لون هو كمية مستقرة وثابتة.
يمكننا إذن التفكير بأن الغلون يحمل شحنة ملونة وشحنة لمضاد اللون، بالتالي يعطينا تسعة احتمالات لثنائيات (اللون-مضاد اللون)، ما ينبئنا بوجود تسعة أنواع مختلفة من شحنات الغلون. ولكن الحسابات الرياضية أثبتت أنه لا يوجد سوى ٨ ثنائيات فقط، ولسوء الحظ، لا نملك تفسيرًا منطقيًا لذلك.
توضيح هام:
الشحنات الملونة لا علاقة لها بالألوان المرئية، ولكنها محض أسماء مميزة أطلقها الفيزيائيون نتاج حساباتهم الرياضية لتوضيح فرضياتهم وتمييز الكواركات المختلفة بالهادرونات.
اقرأ أيضًا:
ما القوى الأساسية الأربعة في الكون؟
ترجمة: محمد وسيم
تدقيق: محمد قباني
