أن حقيقة كون الإحداث الهامة في عالم الجسيمات أحداث خلق وفناء تحدث عند نقاط زمكانية مفردة، تجعل من المناسب والمفيد تصنيف تفاعل الجسيمات باستخدام مخططات الخطوط العالمية. وكما في الشكل (1–4).

الشكل (1–4) الخطوط العالمية لأحداث مختلفة في دنيا الجسيمات (أ) انبعاث فوتون من ذرة (ب) انحلال بايون (ج) انحلال بيتا السالب (د) فناء بوزترون – الكترون (هـ) عملية تبادل بايون.

يبين المثال الأول عملية انبعاث فوتون من ذرة وفي البداية تكون الذرة ساكنة، وبناء عليه، فأنها تخط خطا رأسيا مستقيما. ثم تطلق بعد ذلك فوتونا يتجه نحو اليمين، بينما الذرة نفسها، نتيجة لإطلاقها الفوتون، ترتد وتتحرك بشكل أبطأ إلى اليسار. وكلما كانت حركة الجسيم أبطأ، كان خطه العالمي أقرب إلى الخط الرأسي.

فالخط العالمي الأفقي، الذي يناظر سرعة لا نهائية لا يمكن أن يمثل أي شيء فيزيائي والحد الأقصى لميلان الخطوط العالمية يمثله خط الفوتون، حيث يكون معكوس ميله مساويا لسرعة الضوء.

أما المخطط الثاني (ب) فيمثل انحلال البايون:

 وعند نقطة معينة تمثلها النقطة الداكنة، ينعدم وجود البايون. ويتزامن فناءه مع خلق ميون سالب وضديد نيوترينو. ويبين ميل خطيهما العالميين أنهما ينطلقان متباعدين عن بعضهما بعضا. وبما أن ضديد النيوترينيو عديم الكتلة، فأن خطه العالمي يميل بزاوية تناظر سرعة الضوء.

والمخطط الثالث (ج) يبين انحلال بيتا السالب:

أما الحدث الحاسم في الزمكان هذه المرة فهو فناء جسيم واحد وخلق ثلاثة جسيمات أخرى ويبين المخطط الذي يليه عملية فناء إلكترون وبوزترون لخلق فوتونين.

وأخيرا المخطط (هـ) عملية تبادل بايون سالب تسهم في القوة المتبادلة بين نيوترون وبروتون. وفي البداية (بدأ من أسفل المخطط)، يوجد بروتون ونيوترون وهما يتبادلان بايونا ويتبادلان دوريهما، ويخرجان من العملية بسرعتين مختلفتين. وتمثل هذه العملية واحدة من عمليات التبادل العديدة الممكنة الحدوث.

وقبل أن ننتقل إلى السؤال عن صلة هذه المخططات بما يجري حقيقة على المستوى المجهري، يجب أثارة التحذير التي من الممكن، بل من المحتمل حقا أن تكون بعض الإحداث المفردة المبينة بالنفط الداكنة في الواقع عبارة عن أنساق معقدة من أحداث تقع جميعها في مدى مكاني صغير جدا وفترة زمنية قصيرة جدا، بحيث تبدو وكأنها أحداث تقع عند نقطة زمكانية مفرده واحدة. من المعروف، على سبيل المثال، أن عملية فناء الإلكترون – البوزترون لا تحدث تماما كما يصورها المخطط (د)، وإنما بالأحرى يخرج الفوتونان من نقطتين مختلفتين قليلا.

ويجب أن نكون مهيئين لإمكان أن يكشف لنا المستقبل عن بنية داخلية لأحداث تبدو في ظاهرها وكأنها أحداث بسيطة، وحتى لإمكان أن يكون ما نصفه الآن كأعمال فناء وخلق فجائية هو في الواقع نتيجة لجريان مستمر متدفق من الإحداث في مناطق من المكان والزمان أصغر مما أمكن لنا استقصاؤها حتى الآن. أن هذا مجرد تأمل. فعند النزول إلى أصغر المسافات ^16–10 وأصغر الأزمان 10 ^–24 sec التي قد قاسها الإنسان، فما تزال الإحداث الأولية في عالم الجسيمات تبدو وكأنها أحداث فاجعة من خلق وفناء فجائيين لحزم طاقة المجال التي ندعوها بالجسيمات.

مواضيع ذات صلة

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

طيف الطاقة للأشعة الكونية الأولية

الأشعة الكونية الأولية primary cosmic ray

اكتشاف الأشعة الكونية