الرنينات الهادرونية: جسيمات ψ'، ψ

اجريت بعض التجارب على تصادم الإلكترون والبوزيترون بعد تعجيلها لطاقات عالية. وكان من نتائج هذه التجارب الحصول على قمم رنينية أيضاً. وقد أجريت هذه التجربة عام 1974 في ستانفورد بأستخدام المعجل الخطي أو ما يعرف بالرموز (SLAC). وفي نفس العام أجريت تجربة مشابهة في بروكهافن ولكن استخدمت هنا البروتونات كقذائف على البيريليوم ونتجت أيضاً قمماً رنينية. وبالأخذ في الاعتبار كتل هذه القمم تبين أن هناك جسيمات جديدة لم تعرف من قبل قد أنتجت. وذلك وفق التفاعل التالي:

حيث ⁺ψ هي الجسيم الجديد.

وسوف نتناول هنا تقنية تصادم ⁺e ,^-e لأنها تنال اهتماماً خاصاً حيث نجد أن الإلكترون والبوزيترون لهما نفس الكتلة ويختلفان في الشحنة فقط (جسيم وضديده) فإذا ما وجه شعاع من الإلكترونات نحو شعاع آخر من البوزيترونات بحيث يتصادمان وجهاً لوجه فإن الطاقة الكلية (في مركز الكتل) تساوي مجموع طاقتي الجسيمين. في عام 1974 كانت أقصى طاقة متاحة لتعجيل الإلكترون (البوزيترون) تساوي (4) ج. أ. ف. ومن ثم فإنه عند تصادم الزوج تصبح طاقة التفاعل (8) ج. أ.ف. ومن ثم يمكن أن تحدث التفاعلات التالية:
(1)...........

حيث تتكون في التفاعل الأخير الهادرونات (Hadrons). يبين الشكل (1) مساحة مقطع تفاعل تصادم e^- ، ⁺e لإنتاج

الشكل (1)

الهادرونات (σ_had). كدالة في الطاقة (معادلة 1 -iii) حيث يبين الشكل ما يلي:

1)     وجود الميزونات المعروفة (^-1 = ^πJ) وهي ميزونات (∅, ρ, W) وذلك عند طاقات أقل من (1) ج. أ. ف.

2)     معدودات الخلفية فيما بين الطاقات (4.2) ج.أ. ف. حيث يتناقص بتزايد الطاقة.

3)     قمتين صغيرتين عند طاقات تبلغ (3.1) ,(3.7) ج. أ. ف. وهو قطاع الجسيمين الجديدين  ψ'، ψ على الترتيب.

4)     هناك قمم أخرى واسعة فيما بين الطاقات (4)، (4.5) ج. أ. ف.

يبين الشكل (2) القمم الخاصة بالجسيمين ψ'، ψ.

الشكل (2)

من الشكلين (1 و 2) يستطيع استنتاج خصائص مهمة لهذين الجسيمين وربما نسأل السؤال التالي: لماذا كانت هذه القمم ضيقة؟ ومن ثم فإن عمر النصف لها طويل؟ هذا يعني أن هناك شيء ما أوقف تحللها بسرعة. ولتفسير ما حدث فقد تم إدخال نوع جديد من الكواركات يعرف بالكوارك الجذاب Charmed Qnark ونرمز له بالرمز (C) (أنظر فيما بعد) ومن ثم فإن يتكون من هذا الكوارك الجديد وضديده (C) ومن ثم يعرف أحياناً بالجسيم الجذاب (Charmed Particle).

أما الأعداد الكمية لهذا الجسيم فهي:

ومن ثم تعطي علاقة جيل مان - ناشيجيما Gell - Mann Nishijima بالمعادلة:

(2)  ..............