1-mavzu atom, yadro va elementar zarralar fizikasida relyativistik munosabatlarning tutgan o`rni

Glyuonlar
Materiyani’n’ yen’ kishkene gerbishleri yesaplang’an elementar bo’leksheler quramali’ bo’lekshege iye yekenligi belgili bolg’annan son’, materiyani’n’ haqi’qattan yen’ ishikene gerbishlerin izlew mashqalasi’ payda boldi’. Yeger usi’nday bo’leksheler bar bolsa, ha’zirge shekem bizge belgili bolg’an va quramali’ du’ziliske iye bolg’an barli’q bo’leksheler wolardan quralg’an boli’wi’ kerek. 1964-ji’li’ Amerikali fizik M. Gell-Man va D. J. Tsveyglar mezonlar va barionlar kvarklar dep atalatug’i’n a’piwayi’ bo’lekshelerden quralg’anli’g’i‘ haqqi’ndag’i gepotezani’ usi’nadi’. Bul gepotezag’a muwapi’q barionlar u’sh: u, d, s, kvarklardan, antibarionlar balsa antikvarklardan quralg’an. Bul kvarklar yari’m spinge iye boli’wi’, al zaryadlari’ elektron zaryadi’ni’n’ va bo’limine ten’ boli’wi’ kerek. Keyin ala ja’ne yeki: c << wo’zine tartatugi’n>> anglishansha (charm) va b <> anglishansha (beauty) kvarklari’ antikvarklari’ menen birge kirgizilgen. Zamanago’y gipotezalar boyi’nsha kvarklar da leptonlar si’yaqli’ altaw boli’wi’ kerek. Lekin t <> anglishansha (truth) kvarki’n tabi’w maqsetinde islenip ati’rg’an barli’q uri’ni’wlar ha’zirshe hesh qanday na’tije bermedi. Soni’n’ menen birge, kvark va antikvarklardi’n’ kombinatsiyalari’ bar mezonlardi’n’ barli’g’i’n payda boli’wi’n tu’sindirip bere aldi’. Usi ko’z qarastan qarag’anda kvarklar hesh qanday ishki du’ziliske iye yemes va wolardi’ shi’n ma’niste elementar bo’leksheler dep yesaplaw mu’mkin.


Antikvarklar
Antivarklar kvant sanlarinin’ (spin I va izotrop spin T dan ti’sqari’) belgisi menen wo’z kvarklarinan pari’qlanadi’. Kvark modeli, mezonlar, kvark va antikvark q, jupli’g’i’nan du’zilgen. Ma’selen, -mezon, U-kvark va d-antikvarktan duzilgen boli’wi’ kerek. -zaryadi’ woni’ du’ziwshi kvark-antikvark zaryadi’ni’n’ qosindisina ten’, + + =1 , woni’n’ barion zaryadi’ bolsa, - =0
Kvark modeline sa’ykes, barionlar u’sh kvarktan du’ziledi. Mi’sali’: proton
p(uud), elektr zaryadi’ + + - =1, barion zaryadi’ + + =1 ,
bir turliligi S=0 va tap sonday;
n(udd) (uds), (uus), (dss) (uss).
Turli mezon va barionlardi’ du’ziwshi yeki kvark-antikvark yamasa u’sh kvarkli’ sistemalar worbital momenti no’lge ten’ halda boli’p, massasi’ minimal boli’wi’ yamasa worbital qozg’ali’wlari’ na’tijesinde massalari’ arti’p spin vade ju’pli’qlar wo’zgeriwi mu’mkin. Na’tiyjede wolar oktuplet yamasa dekuplet sistemalari’n payda yetedi. Kvarklardi’n’ massalari’ to’mendegishe:
m_u≈3,5÷5 MeV , m_d≈6,5÷10 MeV, m_s≈100÷250 MeV,
m_c~1,35 GeV, m_b~ 4,7 GeV, m_z>22 GeV.
Barionlar spini I=1/2 boli’wi’ ushi’n bariondi’ du’ziwde u’sh kvarklardan spinleri yekewi parallel, birewi antiparallel dep qaraladi’. I=3/2 boli’wi’ ushi’n bolsa u’sh kvarklardi’n’ spinlari parallel boli’wi’ kerek, ma’selen, 3/2 spinli barion dekuplet;
=ddd =udd =uud =uuu 1232 MeV
= dss 1385 MeV
1530 MeV
1672 MeV

56--rasm
Kvarklardi’n’ wo’z-ara glyuonlar arqali’ ta’sirlesiwinin’ baylani’slari’ 56-57- su’wretlerde ko’rsetilgen.
Kvarklar wo’z-ara massasi’z, spini 1 ge ten’ bolg’an glyuonlar (glue- anglishansha kley) menen ta’sirlesedi. Kvarklardi’n’ glyuonlar almasi’wi’nda kvarklardi’n’ ren’i wo’zgeredi, turi bolsa wo’zgermeydi, qalg’an kvant sanlari’ saqlanadi’. Ma’selen, u –kvark glyuon berip yamasa glyuon ali’p, u-kvarktin’ basqa ren’de payda boladi’. Glyuonlar kvarksiz da wo’z-ara ta’sirlesiwi mu’mkin. Lekin, elektromagnit maydan fatonlari’ bunday qa’siyetke iye yemes.

57--rasm
Kvark teoriyasi’nda, kvark a’tirapi’nda payda bolg’an ren’ zaryadi’ kvarktan uzaqlasqanda wo’zgermey qali’wi’da yamasa arti’wi’da mu’mkin. Buni’n‘ na’tiyjesinde kvarklar arasi’nda arali’qti’n’ arti’wi’ menen wolardi’n’ wo’z-ara ta’sir energiyasi’ arti’p baradi’. Kvarklar adron ishinde, bir-birine ju’da’ jaqi’n jaylasqanli’g’i ushi’n wolar arasi’ndag’i wo’z-ara ta’siri az va kvarklar bo’lekshe ishinde wo’zlerin erkin bo’lekshelerdey tutadi’. Kvarklar arasi’ndag’I’ arali’qti’n’ arti’wi’ menen sistemani’n’ ren’ zaryadi’ arti’p ketip, wolar arasi’ndag’i ta’sir energiyasi’da artadi’. Soni’n’ ushi’n kvarklardi’ woraydan shette bolsa <> dew mu’mkin. Ba’lki kvarklardi’ yerkin halda baqlanbawi’ da sonnan boli’wi’ mu’mkin. Adronlar ishinde kvarklardi’n’ wo’z-ara ku’shli bolmag’an boli’wi’ ushi’n arali’q arti’wi’ menen kvark ren’i zaryadi’ni’n’ sheksiz arti’wi’ za’rur emes. Ren’ zaryadi’ni’n’ arti’wi’ energiyani’n’ jan’adan kvark va antikvark jubi’ payda boli’wi’na jeterli bolg’an darejesinde wo’zgeriwine sebep bolsa, jeterli boli’wi’ mu’mkin. Ren’ zaryadi’ sol ma’niske yeriskende jan’adan kvark- antikvark jubi’ payda boladi’. Adron ishinde tez elektron uri’b shi’g’arg’an kvark worni’n jan’adan payda bolga’n kvarklar iyeleydi. Uri’b shi’g’ari’lg’an kvark bolsa jan’adan payda bolg’an antikvark penen qosi’li’p mezondi’ payda qi’ladi’. Kvarklardi’n’ adronlar ishinde erkin shi’g’a almasli’g’i’n tusindiriwshi bir neshe energiya bar, tiykarinan tor modelinde, tor sozi’lg’anda woni’n’ keriliw energiyasi’ artqani’ sayi’n bir-birinen uzaqlasti’ri’lg’an yeki kvark arasindag’i’ glyuon maydani’ artadi’. Kvarklar glyuon maydannan quralg’an tor sebepli bir-biri menen baylang’an boladi’. Kvark arasi’ndag’i’ arali’g’i’ ja’nede artqanda torda toplani’wshi’ glyuon energiyasi kvark-antikvark ju’pli’g’i’n payda qi’li’wda jeterli boli’p qalsa tor u’ziledi. Tor uzilgen jerde jan’adan kvark va antikvark payda boladi’. Sonday qi’li’p, yerkin kvarklar payda boli’wi’ worni’na mezonlar payda boladi’.
Bul haldi’ tuwri’ magnitti yekige bo’lgenimizde ja’ne yeki polyusli magnit payda boli’wi’na uqsatiw mu’mkin. Nuklonlar wortasi’ndag’i ku’shli wo’z-ara ta’sirdi mezonlar arqali dep tu’sindiriledi. Yendi kvant xromodinamikasi’na kvarklar arqali’ a’melge asi’ri’ladi’ dep qaraladi’. Ku’shli wo’z-ara ta’sirlesiw glyuonlar, glyuon ren’i almasi’wi’ menen a’melge asi’ri’ladi’ dep qaraymiz. Lepton, foton, bazonlar wo’zleri menen ren’ ali’p wo’tpeydi, soni’n’ ushi’n kushli ta’sirlesiwge qatnaspaydi’. Adron bo’lekshelerdi va’lentli, tokli kvarklar va a’tirapi’nda glyuonlar <> ha’r qi’yli’ ren’li kvark va antikvarklar qaplap alg’an dep woylaw mu’mkin. Va’lentli kvarklar andronlar qurami’n du’ziwde qatnasadi’, tokli’ kvarklar glyuonlardi’ jutadi’ yamasa shig’aradi’, wolar ku’shli ta’sirlesiwdi a’melge asi’radi’.
Ja’ne ayti’w mu’mkin, virtual kvarklar antikvarklar glyuonlar menen birgelikte protonlardi’ du’zedi. Nuklonlar arasindag’i’ wo’z-ara ta’sirde birinshi nuklondag’i’ kvark yekinshisine, yekinshi nuklondag’i kvark birinshi nuklong’a wo’tedi. Na’tiyjede kvark-antikvark q-q^~ jupli’g’i’ menen, yag’ni’y pion menen almasi’w ju’z beredi.
A’piwayi’ barion va mezonlardi’ da’slep u’sh kvarklardi’n’ kombinatsiyasi’n du’ziw mu’mkin va bug’an tuwra keletug’i’n barli’q kvarklar sani’n keltirip shi’g’ari’w mu’mkin. A’piwayi’ bolmag’an barion va mezonlardi’ bolsa, qalg’an kvarklardi itiba’rg’a ali’w arqali’ du’ziw mu’mkin. Bul Gell-Mann kvarklar teoriyasi’ni’n’ jetiskenligi yedi. Biraq sog’an qaramay bunin’ wo’zi elementar bo’lekshelerdin’ barli’q fizikali’q qa’siyetlerin toli’q tu’sindirip bere almaytu’gi’n yedi. Na’tiyjede teoriyag’a kvarklardi’n’ iyisi, ren’i degen jan’a tu’sinikler kiritildi.

1964-ji’li’ M. Gell-Mann va J. Tsveyglar neytronlar va protonlar 3-u, d, s kvarklar dep atalatug’i’n a’piwayi’ bo’lekshelerden quralg’anli’g’i‘ haqqi’ndag’i’ gipotezani’ ko’terip shi’qti’. Kvarklar ishki du’ziliske iye yemes va usi’ mag’anada haqi’qi’y elementar bo’leksheler yesaplanadi. Keyin ala ja’ne 2-ko’zge tartatug’i’n c va gozzal b kvarklar kirgizildi. Haqi’qi’y kvarkti’n’ da boli’wi’ itimaldan ali’s emes. Solay yetip, zatlar molekula va atomlardan du’zilgen. Al, atom wo’z na’wbetinde yadro va woni’ qorshap turg’an elektronlardan, yadro bolsa neytronlardan va protonlardan ibarat. Protonlar va neytronlar kvarklardan du’zilgen. Joqari’da atap wo’tilgenindey, bo’leksheler - bul dunyani’n’ en’ kishi gerbishleri. Yadrolar, atomlar, molekulalar, ximiyali’q birikpeler, biologiyali’q toqi’malar, planetalar, u’lken juldi’zlar, kosmos deneleri, soni’n’ ishinde bizin’ wo’zimiz de usi’ bo’lekshelerden quralg’anbi’z. Lekin, bul bo’lekshelerdi qanday ku’shler baylanisti’ri’p turadi’ degen soraw tuwi’ladi’. Elementar bo’lekshe arasi’nda to’rt tu’rli fundamental ta’sirlesiw bar boli’p bular: tartisiw (gravitatsiyaliq); elektromagnit; ku’shli (yadro) va ku’shsiz ta’sirlesiwler. Tiykari’nan ku’shli ta’sirlesiwde glyuonlar almasi’wi’ na’tiyjesinde boli’p o’tedi. Glyuon tu’sinigi anglishansha (jelim) kley so’zden ali’ng’an. Kvark bo’leksheler glyuonlar arqali’ a’melge asi’ri’ladi’. Ren’ tusinigin kiritiw, kvarklardi’n’ turin go’zzal, wo’zine tartatug’i’n dep atala baslandi’. Yag’ni’y kvarklar u, d, s go’zalli’qqa iye delinedi. Ha’r qi’yli’ go’zalli’qli’ kvarklar massalari’ boyi’nsha bir-birinen parqlanadi’, biraq ren’i bir qi’yli’ go’zalli’qqa iye bolg’an kvarklar bir-birinen ren’i’ menen parqlanadi’. Kvark teoriyasi’na ren’ tu’sinigin kvark statistikasi mashqalasi’n sheshiw ushi’n kiritilgen yedi. Kvarklardi adronlar ishinde bir-biri menen baylap, uslap turi’wshi’ ku’sh sol ren’ sebepli ju’zege keledi dep qaraladi’. Kvarklar o’z-ara massasi’z, spini 1 ge ten’ bolg’an glyuonlar menen ta’sirlesedi. Kvarklardi’n’ glyuonlar almasi’wi’nda kvarklardi’n’ ren’i wo’zgeredi, turi bolsa o’zgermeydi, qalg’an kvant sanlari’ saqlanadi’. Mi’sali’, u-kvark glyuon berip yamasa ali’p, u-kvark basqa ren’de payda boladi’. Glyuonlar kvarksiz da o’z-ara ta’sirlesiwi mu’mkin. Lekin, elektromagnit maydan fatonlari’ bunday qa’siyetke iye yemes.