نسخة الفيديو النصية
احسب العدد الكلي للكواركات السفلية في نواة عنصر عدده الذري تسعة، علمًا بأن نواته بها 28 كواركًا علويًّا.
العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة. وهو رقم العنصر في الجدول الدوري. علمنا من السؤال أن العدد الذري للعنصر هو تسعة. لذا، يمكننا استنتاج أن نواة هذه الذرة تحتوي على تسعة بروتونات. الكواركات جسيمات دون ذرية لها شحنات كهربية كسرية، وهي المكونات الأساسية للمادة. يوجد ستة أنواع أو نكهات مختلفة من الكواركات. تسمى هذه الأنواع: علويًّا، وسفليًّا، وساحرًا، وغريبًا، وقميًّا، وقاعيًّا. ويمكن أن تتحد هذه الأنواع بطرق مختلفة لتكوين جسيمات مركبة مثل البروتونات والنيوترونات. يتكون البروتون من كواركين علويين، يمثلهما الحرف u، وكوارك سفلي يمثله الحرف d، بينما يحتوي النيوترون على كوارك علوي وكواركين سفليين.
لقد توصلنا بالفعل إلى أن لدينا تسعة بروتونات. إذا كان لدينا كواركان علويان في بروتون واحد، فإنه في تسعة بروتونات سيكون لدينا تسعة في كواركين علويين، وهو ما يساوي 18 كواركًا علويًّا. وإذا كان بروتون واحد يحتوي على كوارك سفلي واحد، فإن تسعة بروتونات ستحتوي على تسعة في كوارك سفلي واحد، أي تسعة كواركات سفلية. علمنا من السؤال أن النواة تحتوي على 28 كواركًا علويًّا. وقد توصلنا إلى أن 18 كواركًا من هذه الكواركات يأتي من البروتونات. وبما أن نواة الذرة لا تحتوي إلا على البروتونات والنيوترونات، فلا بد أن تأتي الكواركات العلوية المتبقية من النيوترونات.
لإيجاد عدد الكواركات العلوية الموجودة في النيوترونات، علينا طرح عدد الكواركات العلوية الموجودة في البروتونات من العدد الكلي للكواركات العلوية. 28 كواركًا علويًّا ناقص 18 كواركًا علويًّا يساوي 10 كواركات علوية. وبما أنه في النيوترون يوجد كوارك علوي واحد مقابل كل كواركين سفليين، فإنه مقابل كل 10 كواركات علوية، يجب أن يكون هناك اثنان في 10 كواركات سفلية، أي 20 كواركًا سفليًّا. وبهذا، نكون قد حسبنا عدد الكواركات السفلية في البروتونات الموجودة في هذه النواة، وعدد الكواركات السفلية في النيوترونات.
إذن، لإيجاد العدد الكلي للكواركات السفلية، علينا جمع عدد الكواركات السفلية الموجودة في البروتونات والنيوترونات. تسعة كواركات سفلية زائد 20 كواركًا سفليًّا يساوي 29 كواركًا سفليًّا. ومن ثم، فإن العدد الكلي للكواركات السفلية في هذه النواة هو 29.
