4-Seminar Mavzu: standart modeli. Modelning asosiy holat va g’oyalari reja: Standart model

---

4-Seminar 
Mavzu: STANDART MODELI. MODELNING ASOSIY HOLAT VA 
G’OYALARI 
Reja: 
1. Standart model 
2. Modelning asosiy holat va g’oyalari 
3. Avlodlar soni qanday o’lchanadi 
Zarralar fizikasi bo’yicha eksperimental va nazariy tadqiqotlar natijasida 
ishlab chiqilgan tushunchalar to’plamining aniq umumiy manzarasi standart deb 
nomlanuvchi modelda hosil qilingan. Bu model bugungi kunda tajribada olingan 
natijalarni yaxshi tushuntirib berish bilan birga, modelda ko’plab yangi dalillar 
uchun joy bo’lib, u kelgusida yanada rivojlanish imkoniyatiga ega. Uning 
asosidagi bir qancha tushunchalar tajribalarda o’z isbotini topdi. Shu bilan birga 
modelning prinsipial hisoblanuvchi holatlaridan gipoteza bo’lib qolayotganlari 
ham mavjud. Bularni tajribada tekshirish-kelgusi tajriba tadqiqotlarining muhim 
masalasi hisoblanadi. 
6.1. Modelning asosiy holat va g’oyalari 
Standart modeli hamma elementar zarra va ularning ta’sirlashuvlari - kuchli, 
elektromagnit va kuchsiz haqidagi zamonaviy tasavvurlarni umumlashtiradi. U 
tajriba ma’lumotlari to’plami, elektrokuchsiz ta’sirlashuv nazariyasi va kvant 
xromodinamikasidan olinadigan ularning interpretasiyasiga asoslanadi. 
Standart modelida kvarklar, leptonlar va kalibrovik bozonlar elementar 
zarralar hisoblanadi. Ularni fundamental zarralar deb ham atashadi. Kvark va 
leptonlar fermionlar hisoblanib, spinlari 1/2 ga teng. Kalibrovik bozonlar spini 1 ga 
teng. 
Fundamental fermionlar va bozonlar funksiyalari turlicha bo’ladi. 
Fermionlar moddaning kichik tuzuvchi elementlari bo’lishi bilan birga, 
fundamental ta’sirlashuvlarni ta’minlovchi maydon manbalari ham hisoblanadi. 
Kalibrovik bozonlar ushbu maydon kvantlari bo’lib, ikki xil ko’rinish - tajribalarda 
to’g’ridan-to’g’ri kuzatiladigan real zarralar, hamda virtual zarralar-ta’sir 
“tashuvchilari” ko’rinishida bo’ladi. 
Kvark va leptonlar har biri ikkita lepton (0 va -1 zaryadli) va ikkita kvarkdan 
(+2/3 va -1/3 zaryadli) iborat uchta avlodni tashkil qiladi. 
Har bir avloddagi kvarklar shu avlod zaryadli leptonlaridan og’ir bo’ladi. 
Neytrinolarning massaga ega yoki ega emasligi yaqin vaqtlarda tajribalarda 
hal qilinadi. Agar ularning massasi noldan farqli bo’lsa standart modelida qabul 
qilingan neyrino haqidagi tasavvurlarimizni tubdan o’zgartirishimiz kerak. 
Barcha kvark va leptonlar o’zlarining antikvark va antileptonlariga ega. 
10.1-rasmda elementar zarralar ta’sirlashuvi chizmasi keltirilgan. 
Hamma kvark va leptonlarga kuchsiz; elektr zaryadiga ega leptonlarga va 
kvarklarga elektromagnit ta’sirlashuv xos bo’ladi. Kuchli ta’sirlashuvlarda 
fermionlardan faqat kvarklar ishtirok etadi. 

---

Elektromagnit ta’sirlashuv fotonlar, kuchli-glyuonlar, kuchsiz- Z
0
(neytral 
tok) va W
±
(zaryadli toklar, ya’ni ishtirokchi fermionlar elektr zaryadi o’zgarishi 
bilan kuzatiladigan kuchsiz ta’sirlashuvlar) almashinuvchi yo’li orqali amalga 
oshiriladi. 
Kvarklar va glyuonlar rang deb nomlanuvchi tuzilishga ega. Kvarklarning 
rangi uch xilda bo’ladi (ya’ni ular uchta rangli holatda joylashishi mumkin): 
glyuonlar sakkiz xil rangga ega. Kuchli ta’sirlashuvlarda kvarklarning rangi 
o’zgarib, ularning turi (hidi) saqlanib qoladi. 
10.1-rasm. Elementar zarralar standart model va o’zarota’sirlashuvlarning qay birida 
ishtirokchisi 
Kuchsiz ta’sirlashuv jarayonlarida ularning hidi o’zgarishi mumkin. 
Kvarklar yakka holda erkin holatda joylashishi mumkin emas. Ular turli rangdagi 
uchta kvarkdan (barionlar) yoki kvark va antikvarklardan (mezonlar) tashkil 
topgan rangsiz adronlarni tashkil qiladi. Barionlarda rangsiz kombinasiya turli xil 
rangli uchta kvarkdan, mezonlarda - kvark “rangi” va antikvark “antirangi”dan 
hosil bo’ladi. 
Elektromagnit kuchlarning uzoqdan, kuchsizlarning yaqinida ta’sirlashuvchi 
ularni tashuvchilari massalari bilan aniqlanadi: foton massasi nolga, W
±
i Z
0
lar 
massalari mos ravishda 80,4 va 91,2 GeVga teng. 
Massasiz glyuonlar orqali amalga oshiriluvchi kuchli ta’sirlashuv kichik 
ta’sir radiusiga ega (r
s
≤10
-13
sm). Bu glyuonlarning fotonlardan farqli ravishda 

---

nafaqat ta’sir tashuvchilari, uning manbasi ham ekanligi (glyuonlar kvarklardan 
tashqari boshqa glyuonlarda ham yutiladi va chiqadi) bilan tushuntiriladi va 
shuning 
uchun 
bir-birlari 
bilan 
kuchli 
ta’sirlashadi. 
Elektromagnit 
ta’sirlashuvlaridan farqli ravishda kvark yoki glyuonlarni bir-birlari bilan bog’lab 
turuvchi kuchlar ular orasidagi masofa oshishi bilan oshadi. Shuning uchun kvark 
yoki glyuon tomonidan chiqarilgan glyuon, kuchli ta’sirlashuv radiusi 
masofasigacha chetlashganda bu maydon boshqa glyuonlar bilan shunday kuchli 
ta’sirlasha boshlaydiki, natijada ular bilan bog’langan holatda bo’lib qoladi va 
undan ilgariga tarqala olmay qoladi. 
Kuchli ta’sirlashuv radiusi kattaligini aniqlovchi murakkab jarayon 
manzarasi shunday ko’rinishga ega bo’lib, bugungi kungacha bu jarayonning 
miqdoriy nazariyasi mavjud emas.
Shu yo’l bilan kvarklar konfaynmentini tushuntirish mumkin. Kvarklarning 
adronlardagi ta’sirlashuv kuchi ular orasidagi masofa r«r
S
da kichik va bu masofa 
oshishi bilan oshadi, r=r
S
da shunday katta bo’ladiki, kvarklar adronlar ichida 
qattiq bog’langan holatda bo’ladi va ularning birini ajratib olish yangi kvarklarning 
paydo bo’lishiga olib keladi. Konfaynmentning murakkab mexanizmini 
to’laligicha tushunish oxirigacha yetgani yo’q. 
Standart modelga Kobayashi-Maskavы sxemasi kiritilgan bo’lib, bunga 
asosan +2/3 va -1/3 zaryadli kvarklar orasidagi kuchsiz ta’sirlashuv, qiymati bu 
ta’sirlashuv ehtimoliyatlari to’plami bilan mustahkam bog’langan SR-
saqlanmasligiga olib kelishi kerak. Standart modelining ushbu bashoratini 
tekshirish β-mezonlar yemirilishida SR-saqlanmasligi qiymatini o’lchash orqali 
bo’ldi. Nazariya va o’lchashdagi olingan bu qiymatlar farqi standart modelning 
CP-invariantlik buzilishi jarayonini to’liq tushuntira olishini bildiradi. 
Standart modelida prinsipial yangi g’oya mujassamlashtirilgan, ya’ni zarra 
massalari Xiggs mexanizmining ta’siri tufayli vujudga keladi. 
Bu murakkab jarayonni quyidagi oddiy ko’rinishda berish mumkin. Qaysidir 
(kuzatilmaydigan) boshlang’ich holatda zarracha o’zi “paydo bo’lguncha” massaga 
ega bo’lmaydi. Bu “homilali” holat simmetrik, lekin turg’un emas (uning 
energiyasi minimal). Xiggsning virtual bozonlari kvantlari bo’lgan maydon bilan 
ta’sirlashuvi bu simmetriyaning sponton buzilishiga turtki bo’ladi va zarralar 
massa olgan holda ko’proq turg’un holatga o’tadi. 
W
±
va Z larning kashf qilinishi va ular massalarining oldindan aytilganlariga 
mos kelishi elektrokuchsiz nazariyasi asosiy holatlarining isboti bo’ldi va Xiggs 
bozonlari maydoni mavjudligi g’oyasi foydasi uchun kuchli argument bo’ldi. Bu 
maydon bilan ta’sirlashuv W
±
va Z massalarining paydo bo’lishiga olib keladi. 
Elektrokuchsiz nazariyaning keyingi rivojlanishi kvark va leptonlar massalari ham 
Xiggs maydoni bilan ta’sirlashuvga asoslanadi degan taxminga olib keldi. 
Shunday qilib, agar zarra massalari paydo bo’lishi mexanizmi haqidagi 
ko’rsatilgan tasavvurlar to’g’ri bo’lsa, Xiggs bozonlar - g’aroyib tuzilishga ega 
bo’lgan fundamental zarralar mavjud bo’lishi kerak. Ularning kashf qilinishi 
standart modeli muhim g’oyasining tasdig’i bo’ldi. Bu gipotetik zarralar haqida 
10.4 da misol qilamiz. 

---