هي خاصية الجسيم التي تمكنه من جذب الأجسام الأخرى وفقا لقانون الجذب العام لنيوتن، كما وتمكنه من مقاومة المؤثرات الخارجية التي تحاول تغيير حالته الحركية.

ومن المعروف أن كتل الجسيمات الأولية صغيرة إذا ما قورنت بكتل الأجسام التي نلمسها في حياتنا اليومية، فمثلا كتلة الإلكترون تساوي Kg 10^–39 × 9.1 = m_e، أما أذا قورنت هذه الكتل مع بعضها وإذا ما تذكرنا بأن الكتلة تزداد بزيادة سرعتها وفقا لقوانين النظرية النسبية الخاصة وأن سرعتها غالبا ما تقرب من سرعة الضوء، وأن أهمية هذه الخاصية (كتلة الجسيمة الأولية).

حيث أن m كتلة الجسيمة المتحركة m₀ كتلة الجسيمة في حالة سكونها، v سرعتها وc سرعة الضوء.

وللجسيمة وضديدها نفس الكتلة، مثلا m(e⁺) = m(e^-)، m(P) =m(P^-)، m(n) =m(n^-). ونظرا لصغر كتل الجسيمات الأولية، ونظرا للعلاقة الوثيقة بين الكتلة والطاقة واحتمالية تحول أحمدهما للأخرى أي تكافئهما وفقا للنظرية النسبية، يعبر عن هذه الكتل بوحدات طاقة (mc² (MeV = E (E هي الطاقة الناتجة من تحول الكتلة m إلى طاقة)، والإلكترون – فولت هو مقدار التغير في طاقة الإلكترون عند انتقاله بين نقطتين فرق الجهد بينهما واحد فولت E _P.E = qV (E _P.E = qV_ab = eV_ab = 1e.1V = 1eV) (باعتبار شحنة الإلكترون وحدة قياس الشحنات).

وخير مثال على تحول الطاقة إلى كتله هو خلق الجسيمات الأولية في التفاعلات النووية ذات الطاقة العالية:

K  ̄ + P → K  ̄ + P + π ^- + π ⁺

p + p → p + p + p + p^-

بخلق الجسيمات الجديدة كما في المثالين السابقين كان على حساب الطاقة الحركية المتوفرة للجسيمات المتفاعلة. أما الأمثلة على تحول الكتلة إلى طاقة فنجدها في عملية تحلل الجسيمة الأولية إلى جسيمات أصغر منها مثل:

وكذلك عند اضمحلال الجسيمة مع ضديدها:

π ^– + π ^– + π ^– + π ^– + π ⁺ → p + p^–

تكون كتلة الجسيمة المتحللة أكبر دائما من مجموع كتل الجسيمات الناتجة مما يدل على تحول الكتلة إلى طاقة حركية تمتلكها الجسيمات الناتجة. وتصنف الجسيمات الأولية بالنسبة لكتلتها إلى أربعة مجاميع:

أولا: الجسيمات عديمة الكتلة

وتشمل على الفوتون γ واسطة التفاعلات الكهرومغناطيسية والذي يشترك في هذه التفاعلات فقط دون غيرها والكرافيتون واسطة التفاعلات التثاقلية وهو يشترك بهذه التفاعلات فقط.

ولا يوجد فوتون ساكن 0 = _γm، وسرعة الفوتون = c = 3 × 10⁸ m/sec _γ θ، والفوتون بحالة حركة دائما وبسرعة تساوي، أي أن (الكتلة المتحركة للفوتون). وبذلك فأن زخم الفوتون .

ثانيا: الجسيمات الخفيفة (اللبتونات) Leptons

وتشمل على الإلكترون والبوزيترون والنيوترينيو وضديدها والميون السالب وضديده الميون الموجب وهذه الجسيمات لا تشترك في تفاعلات قوية بينما تشترك في التفاعلات الثلاثة الأخرى. ولقد أفترض أن لكل جسيمة خفيفة (لبتونه) عددا كميا يميزها يسمى العدد الكمي اللبتوني lepton quantum number)) ويرمز له بالرمز l وتكون قيمته:

0 = l للجسيمات المتوسطة الكتلة والجسيمات الثقيلة الكتلة.

ثالثا: الجسيمات المتوسطة الكتلة (الميزونات) Mesons

وتشمل على البايونات (π ^–، π ⁰، π ⁺) وأصل كلمة بايون (pion) هو Pi–meson، والكايونات (K ^–، K ^0–، K ⁰، K ⁺) وأصل كلمة كايون (Kaon) هوK–

meson، وليس لها عددا كميا يميزها.

رابعا الجسيمات الثقيلة (الباريونات) Baryons

وتشمل على البروتون P وضديده والنيوترون وضديده (وكل منهما يسمى النيوكليون nucleon أي أحد مكونات النواة nucleus)، لامدا ⁰λ، سيكما ⁺∑، ^–∑، ⁰∑، كساي ، أوميكا Ω^–. وأخف الجسيمات الثقيلة هوالبروتون.

ولقد أفترض أن لكل جسيمة ثقيلة عددا كميا يميزها يسمى العدد الكمي الباريوني (baron quantum number ويرمز له بالرمز B وتكون قيمته:

وتكون قيمة B مساوية للصفر للبتونات والميزونات. وتشترك الميزونات والباريونات في كافة أنواع التفاعلات الأربعة ولمونها الوحيدة التي تشترك في التفاعلات القوية تسمى بالهدرونات

مواضيع ذات صلة

Normal modes

Waves in three dimensions

Probability amplitudes for particles

The random walk

Nuclei and particles

الزخات الهوائية Air Showers

النيوترينات Neutrinos

النيوكليونات Nucleons

النوى الثقيلة Heavy Nuclei

المركبة الكهرومغناطيسية

الميونات Mouns

الأشعة الكونية الثانوية Secondary Cosmic Rays