البوزون  boson

2 دقائق

ما هو البوزون (البوزونات)؟

هي جسيمات دون ذرية تحمل القوة، وتدعى البوزونات "جسيمات القوة" لأنها تتحكم بالتفاعلات الفيزيائية الكهرومغناطيسية والجاذبية أيضاً وتعطي باقي الجسيمات الطاقة، أكثر ما يميزها هو عدد دورانها الكمي المغزلي الصحيح (دورانها حول نفسها s) وعدم حملها لشحنة كهربائية.

لماذا سمي البوزون بهذا الاسم؟

استخدم مصطلح "بوزون" لأول مرة الفيزيائي بول ديراك لوصف الجسيمات التي وافقت إحصائيات بوز- أينشتاين، من أجل تقدير مساهمة العالم الهندي ساتيندرا ناث بوز، وهو فيزيائي لامع من أوائل القرن العشرين، كان قد عمل مع ألبرت أينشتاين لتطوير طريقة تحليل إحصائي كمومي لدراسة سلوك الفوتونات.

ما هي الأمثلة عن البوزونات؟ 

البوزونات الرئيسية نستطيع تلخيصها بـ :

  • الفوتون: الذي نعرفه باسم "جسيم الضوء". يحمل الطاقة الكهرومغناطيسية ويقوم بدور الوسيط للتفاعلات الخاصة بها.
  • الغلوون: يلعب دور الوسيط في التفاعلات النووية القوية عن طريق ربط الكواركات ببعضها بعضاً، فينتج عن ذلك النيوترونات والبروتونات، ويؤدي دوراً أيضاً في ربط النيوترونات والبروتونات في النواة.
  • بوزون (W): من البوزونات الرئيسية التي تلعب دور وسيط في التفاعلات النووية القوية.
  • بوزون (Z): يعد أيضاً من البوزونات الرئيسية لكنه يتوسط التفاعلات النووية الضعيفة.

وهناك بوزونات تم التنبؤ بوجودها نظرياً ولكن لم يثبت وجودها بعد مثل: 

  • بوزون هيغز: هو البوزون الذي يعطي المادة كتلتها.
  • الجرافيتون: يعتبر مسؤولاً عن الجاذبية.

ما الفرق بين البوزون والفرميون؟

الفرميون هو أي جسيم له عدد دوران كمّي مغزلي فردي نصف صحيح (مثل 1/2 ، 3/2 ، وهكذا)، بينما البوزونات هي تلك الجسيمات التي لها عدد دوران كمّي مغزلي صحيح ( 0 ، 1 ، 2...).

عادة ما ترتبط الفرميونات بالمادة بينما البوزونات هي حاملة القوة. أمثلة على الفرميونات: اللبتونات (الإلكترونات، النيوترونات،.. إلخ)، الكواركات، الباريونات (البروتونات ، النيترونات ،.. إلخ).

ما هو بوزون هيغز؟

بوزون هيغز، الذي تم اكتشافه في مسارع الهادرونات الكبير (CERN) بالقرب من جنيف، سويسرا، في عام 2012، حيث تمت محاولة رصده باستخدام مصادم الهادرون الكبير (أقوى مسّرع للجسيمات في العالم) إذ يقوم هذا المصادم بتسريع وتحطيم البروتونات ومكونات نوى الذرة الأخرى لدراسة الخصائص الأساسية للمادة.

يعد بوزون هيغز مهم جداً للنموذج القياسي لفيزياء الجزيئات لأنه يشير إلى وجود مجال هيغز، وهو مجال طاقة غير مرئي موجود في جميع أنحاء الكون يُكسب الجسيمات الأخرى الكتلة.

ما هي أفق أبحاث البوزون في المستقبل؟

تم اقتراح السحب البوزونية ، المكونة من جسيمات دون ذرية خفيفة للغاية التي يكاد يكون من المستحيل اكتشافها، كمصدر محتمل للمادة المظلمة التي تمثل نحو 85 في المائة من جميع المواد في الكون.

 

اقرأ أيضاً: