نكهة (فيزياء الجسيمات)

التعريف

إذا كان هناك جزيئين أو أكثر لهما ذات التفاعلات المماثلة، فإنهما قد يتبادلان دون أي تأثير للخصائص الفيزيائية. فأي مزيج خطي (معقد) من هذين الجسيمين يعطي نفس الخصائص الفيزيائية، طالما أنهما متعامدان مع بعضهما البعض. بعبارة أخرى، فإن نظرية تملك تحولات التناظر مثل ، حيث  و هما مجالين، و هو أي وحدة مصفوفة 2 × 2 مع مُحدِّد الوحدة. وهذا مثال على تناظر النكهة.
أول ظهور لمصطلح النكهة وأصيغ للاستخدام في نموذج الكوارك للهادرون كان سنة 1968.

ليبتونات

جميع الليبتونات لديها عدد ليبتون . بالإضافة إلى أن الليبتونات تحمل لف نظائري ضعيف، ، وهو  لليبتونات  الثلاث ذات الشحنة (أي إلكترون وميون وتاوون) و  للنيترينوات الثلاثة المرتبطة. يقال عن كل زوج صنو من اللبتونات والنيترونو الذي يحتوي على  متعاكس بأنه منشئ جيل من اللبتونات. بالإضافة إلى أنه تسمى احدى تعريفات العدد الكمي بشحنة مفرطة ضعيفة ، وهي -1 لجميع لبتونات جهة اليسار. فكلا من اللف النظائري الضعيف والشحنة المفرطة الضعيفة محددة القياس في النموذج القياسي.
قد تعين اللبتونات العدد الكمي للنكهات الست: عدد الإلكترون، عدد الميون، عدد التاوون، والأرقام المطابقة لها في النيوترينو. وهي محفوظة ولا تتغير في التفاعلات الكهرومغناطيسة، ولكنها منتهكة في التفاعلات الضعيفة. لذا فعدد الكم لمثل «النكهة» ليست ذات أهمية كبيرة. فأهميته تكون أكثر عند كل جيل: فالعدد الإلكتروني (+1 للإلكترونات والكترونات النيوترينو)، والعدد الميوني (+1 للميون والميون النيوترينو)، وأيضا العدد التاوني (+1 للتاون والتاون النيوترينو). مع ذلك لايمكن الحفاظ على تلك الأرقام بشكل تام، حيث أن النيوترينو قد يختلط مع نفسه في الأجيال المختلفة: لذا فإن النيوترينو لنكهة ما قد يتحول إلى نكهة أخرى. فالذي يحدد قوة الاختلاط هي مصفوفة تسمى مصفوفة بي أم أن أس  PMNS matrix.

الهادرونات و الجسيمات المضادة

نكهة أعداد الكم هي إضافية. لذلك فمضاد الجسيمات له نكهة مساوية في المقدار عند الجسيمات ومعاكس له بالرمز. وترث الهادرونات نكهة عدد الكم من كوارك التكافؤ: فهذا هو أساس التصنيف عند نموذج الكوارك. فالعلاقات ما بين الشحنة المفرطة والشحنة الكهربائية ونكهات أعداد الكم الأخرى للهادرونات هي نفسها كما في الكواركات.

ديناميكا لونية كمومية

يحتوي ديناميكا لونية كمومية على ست نكهات ولكنها مختلفة الكتل، لذا فإنها ليست حصرا للتبادل مع بعضها البعض. فالنكهة العلوية تتساوي تقريبا في الكتلة مع السفلية، والنظرية لكلا الكواركين تستحوذ على اللف النظائري. ففي بعض الحالات بإمكان أن يأخذ أحدهما نكهة  للحصول على نفس الكتلة ولجلب تناظر نكهة  ‏().
يمكن اهمال كتل الكواركات عند ظروف معينة تماما.ففي تلك الحالة يمتلك كل نكهة كوارك تناظر متطابق. ثم يمكن لأي منها أن يحول النكهة بشكل منفصل من على يسار ويمين أجزاء مجال الكوارك. فمجموعة النكهة هي مجموعة الانطباق.
فإن كانت جميع الكواركات متساوية بالكتلة فإن تناظر الانطباق (بالإنجليزية: chiral symmetry) سيكسر إلى تناظر موجه لمجموعة نكهة قطرية والذي ينطبق عليه نفس التحول إلى كلا لولبية الكواركات. ويطلق على تقليل التماثل هذا اسم "كسر التماثل البيِّن". وتتحكم كتلة الكوارك الجاري بكمية كسر التماثل البين في الديناميكا اللونية الكمومية.
حتى وإن كان االكوارك عديم الوزن، فإن تناظر نكهة الانطباق ستنكسر بشكل تلقائي إذا كان الفراغ نظريا يحتوي على مكثفات انطباقية (كما هو معمول به في الديناميكا اللونية الكمومية للطاقة المنخفضة). وهذ يرفع بشكل مؤثر في كتلة الكوارك، وتعرف عادة بكتلة كوارك التكافؤ في الديناميكا اللونية الكمومية.

التناظرات في الديناميكا اللونية الكمومية

أثبتت تحاليل التجارب على أن كتل كوارك الجاري لنكهات الكواركات الأخف وزنا هي أقل من مؤشر الديناميكا اللونية الكمومية  ، ومن ثم فإن تناظر نكهة الانطباق هو مقارب جيد   للديناميكا اللونية الكمومية للكواركات العلوية والسفلية والغريبة. فنجاح نظرية اضطراب الانطباق وحتى النظرية الأبسط وهي نموذج الانطباق تنبثق من تلك الحقيقة. فكتل الكوارك المكافئ المستخرجة من نموذج الكوارك هي أضخم من كتلة الكوارك الجاري. وهذا يدل بأن الديناميكا اللونية لها كسر تناظر انطباقي تلقائي مع تشكيل لمكثف انطباقي.

تاريخ

توجد بعض الأحداث التاريخية والتي قادت إلى تطوير تناظر النكهة في مقال لف نظائري