نبذة تعريفية عن جسيمات (W) و (Z)

2011 مكتبة الفيزياء القوى في الطبيعة

ليز سونبورن

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

جسيمات w جسيمات z الفيزياء

أظهرت دراسة حديثة عن "القوة الضعيفة" اشتراك جسيم آخر في عملية اضمحلال بيتا، ففي سبعينيات القرن العشرين افترض الفيزيائيون أن القوة الضعيفة، مثل القوة الشديدة، تتطلب حامل قوة.

وفي العام 1983 لاحظ عدد من الباحثين في سويسرا من خلال الاستعانة بمسرّع الجسيمات المتوافر في أضخم مختبر لفيزياء الجسيمات لدى المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (المعروفة أيضاً بالاسم المختصر (CERN) "سيرن") وجود هذا الجسيم الملقب بـ "جسيم W" نسبة إلى اسم القوة الضعيفة " (weak force).

وبعد ثلاثة أشهر اكتشف فيزيائيو مختبرات "سيرن" جسيماً ثانياً يرتبط بالتفاعلات الضعيفة أيضاً وأطلقوا عليه اسم "جسيم Z" وفي العام التالي نال هؤلاء الباحثون جائزة نوبل في الفيزياء تقديراً لاكتشافاتهم.

تُعد جسيمات (W) و (Z) كبيرة نسبياً، لكن عمرها قصير، إذ يستغرق وجودها جزءاً من الثانية فقط، وهي الفترة اللازمة لأداء دورها في عملية انحلال (تفكك) الجسيم أثناء التفاعل الضعيف.

وفي اضمحلال بيتا على سبيل المثال، يتحول النيوترون أولاً (بشحنة قيمتها صفر) إلى بروتون (بشحنة +1) وجسيم (W) (بشحنة -1)، ثم يتحول جسيم (W) مباشرة إلى إلكترون (بشحنة -1).

ثم إلى نيوترينو (بشحنة صفر)، وتبلغ الشحنة الكلية من انحلال (أو تفكك) النيوترون (صفر)، وبذلك تكون الشحنة الكلية خاضعة لقانون الفيزياء الأساسي الذي يقضي بحفظ الشحنة وبقائها.