انواع مادّه
سه خانواده‌ي (نژاد) شناخته شده از ميدان‌هاي مادي، هر يك با طرح يكسان وجود دارد. نخستين خانواده شامل تمامي انواع مختلف ذراتي است كه مواد عادي روزمره را تشكيل مي‌دهند. اين گروه چهار نوع از ذرات را در بر مي گيرد: دو نوع از كوارك‌ها (كوارك بالا و پايين)، الكترون و نوترينو. تمامي اتم‌هاي مواد شناخته شده از هسته‌هايي تشكيل شده اند كه به وسيله‌ي الكترونها محاصره گرديده‌اند و اين الكترونها توسط نيروهاي الكترو مغناطيسي به يكديگر مقيد هستند. هسته‌ي اتم‌ها از بارهاي الكتريكي مثبت موجود در پروتون‌ها و نوترون‌هايي كه از نظر بار الكتريكي خنثي هستند، به وجود امده است. اينها (نوترون‌ها) هم از سه كوارك به وجود آمده‌اند كه به وسيله‌ي واكنش هاي قوي «گلئوني» به هم مقيد و محدودند. ذرات مادي با جرم و بار الكتريكي و نيروهايي كه با آن‌ها جفت مي‌شوند، مشخص مي‌شوند. تمام اين ذرات، واكنش‌هاي ضعيف و نيروي گرانشي را احساس مي‌كنند و بدين خاطر است كه همگي انرژي و اسپين ضعيف را نيز حمل مي‌كنند. در مورد نوترينو‌ها، عليت اينكه اينها تنها در مقياس خيلي كوچك و پديده‌هاي موجود در مقياس بزرگ نقش مهمي را ايفا مي‌كنند، صرفاً نيرو‌ها هستند. از اين موضوع فهميده مي‌شود كه نيروهاي كوتاه برد از واكنش‌هاي ضعيف و نيروهاي با برد بلند از گرانش هستند، ولي هيچ گونه نقشي در نظم پهناور پديده‌هاي الكترومغناطيسي كيهان -از اتم‌ها تا اختروش‌هاي در حال فوران- بازي نمي‌كنند. الكترونها و كوارك‌ها در عمل افزايش نيروي الكترومغناطيسي ظاهر مي‌شوند و به اين علت آن‌ها بار الكتريكي حمل مي‌كنند كه آنان را درون اتم به هم مقيد و محدود مي‌سازد.
تنها كوارك‌ها، نيروهاي قوي را احساس مي‌كنند. به علت اينكه كوارك‌ها بار رنگي حمل مي‌كنند، در چندين رنگ وجود دارند. به دليل برهمكنش خود به خودي خاصي كه ويژگي نيروي قوي است، كوارك‌ها هميشه در گروه‌هاي سه تايي در داخل نوترون‌ها و پروتون‌ها يا به صورت جفت در «پايون‌ها»۱ قرار دارند و هيچ‌گونه كوارك آزادي تا كنون گزارش نشده است. مجموع عددي كوارك‌ها (منفي تعداد ضد كوارك‌ها) در هيچ هسته‌اي به سادگي و توسط هيچ يك از نيروهاي شناخته شده‌اي تغيير نمي‌كند. به همين دليل است كه ماده يك چيز ثابت و پايدار است و نابود نمي‌گردد. بنابراين مقدار هنگفتي انرژي ذخيره شده دارد.۲ ماده‌ي معمولي، «جرم باريوني»۳ ناميده مي‌شود (از ريشه‌ي يوناني به معناي سنگين). چرا كه جرم آن توسط بار يون‌هايي همچون نوترون‌ها و پروتون‌ها محاصره شده است و تا كنون ديده‌ايم كه ذرات اخير نيز خود از كوارك‌ها و گلئون‌ها درست شده‌اند. ذرات سبكتر غير كوارك متعلق به جسم معمولي يعني الكترونها و نوترون‌ها، به خاطر واژه‌ي يوناني «سبك»،«لپتون»۴ ناميده مي‌شوند. تمام اتم‌هاي ماده در اجسامي كه در پيرامونتان مي‌بيند، مثل مواد موجود در ستارگان و گاز‌هاي اتمي موجود در بين آن‌ها باريوني هستند.
طرح يكساني در مورد بارها متوجه دو خانواده‌ي ديگر ذرات مادي است. اين گروه دوم شامل «ذره كوارك دلربا»۵ و «ذره كوارك شگفت»۶ و «ميون»۷ و نوترينوهاي متعلق به آن است. گروه سوم نيز كوارك‌هاي «زيرين» و «زبرين» و «لپتون تائو» و نوترينوهاي آن است. تا اينجا شش گروه كوارك، سه لپتون داراي بار الكتريكي و سه نوترينو وجود دارد. گروه هاي دوم و سوم هر دو سنگين‌تر از گروه نخست هستند و خيلي زود نابود مي‌شوند و به گروه نخست تبديل مي گردند. به اين علت است كه اين دو گروه در زندگي روزمره يا به طور كلي در كيهان شناخته شده نيستند. آن‌ها به طور موقتي در شتاب دهنده‌هاي ذرات يا به صورت طبيعي در پرتو‌هاي كيهاني به وجود مي آيند ولي از زمان نخستين ميليونيم ثانيه انفجار بزرگ در طبيعت فراوان نبوده‌اند.
پي‌نوشت‌هاــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
- Pion
- يك تصور يك پارچه در اين مورد، مدادي است كه بر روي سطح يك ميز هموار روي نوك به حال تعادل در آمده باشد. مداد در يك راستاي به خصوص مي‌افتد و از پهلو روي ميز قرار مي‌گيرد. اينك علي رغم اينكه مداد و ميز هيچ يك داراي تقارن در هيچ راستايي نيستند، تمامي نقاط مواد در يك راستا قرار گرفته‌اند.
- Baryonic matter
- Lepton
- Charmel
- Strange
- Mion
