Atom yadrosi va elementlar zarrasi

1.1.Yadro fizikasi rivojlanish tarixi. Neytronning kashf qilinishi.
Birinchi jahon urushidan keyin 1919 yilda e. Rezerford rahbarligida Kavendish laboratoriyasi qaytadan ishga tushdi. Bu erda yangi tekshirishlar o’tkazish natijasida birinchi yadro reaktsiyasi hosil qilindi. Bu tajribalardan keyin Rezerford atomlar yadrolari shunday mustahkamki bularni faqat a zarrachalari (yaxshi kontsentrlashtirilgan energiya manbai) bilan urilganida bu zarrachalar yaxshi himoya qilingan binoga mos bo’ladi, deb aytadi, ya’ni bilan yadro urilganida ham milliondan bir nechtasinigina ta’siri seziladi. Agar bizning ixtiyorimizda zarraning energiyasidan (tajriba vaqtida - ni energiyasi edi) o’nlab marta kattaroq energiyali zarracha bo’lganida biz atomlarning hammasini strukturasiga erishib borib atomlar buzilishiga ham erishar edik, deb orzu qilar edi.Rezerfordni bu orzusidan tezlatgichlar bo’lganida biz atomlarni parchalab tashlar edik, degan ma’no chiqadi. SHundan keyin bu yo’nalishdagi ish davom etdi:- Tomsonning shogirdi Frensis Aston 1919 yilda mass spektrogafni yasab bu asbobdan ionlar dastasini elektr va magnit maydonlarni ta’sirida o’tkazganida bu zarrachalarni solishtirma zaryadlari ga qarab navlarga ajratdi. SHu yo’l bilan neon, xlor, kripton, simob, litiy, bor va boshqa elementlar izotroplarini aniqladi. Agar kislorod atomi massasini 16 deb qabul qilinsa (vodorod atomidan tashqari) boshqa hamma elementlar massasi butun sonlarga nisbatan karrali bo’ladi deb aytdi. 1920 yilda ingliz assotsiatsiyasini qarori bilan proton so’zi fanga kiritildi - vodorod atomining yadrosi. endi atom ikki qismdan va uning asosiy qismi yadroning o’zi ham bir necha zarrachalardan tuzilganligi, atomning asosiy massasi uning atom og’irligiga yaqin bo’lishi har bir izotop uchun ma’lum bo’ldi.YAdro zaryadi undagi protonlar soniga teng bo’lishi kerak, vodorod uchun protonlar soni yadrodagi zarrachalar soniga teng. Lekin, yadro massasiprotonlar massasidan kagga bo’lganligidan fiziklar oldida muammo kelib chiqdi. YAdrodan elektronlar chiqqanligidan, emirilish vaqtida, fiziklar oldiga yadro proton va elektrondan tuzilgan degan gipoteza paydo bo’ldi. Bu gipotezaga Tomson modeli deyildi. Bu model nur chiqarish, nur yutish va boshqa hodisalarni tushuntirolmadi va inqirozga uchradi.

1926 yilda Xarkins bitta yadro va bitta elektrondan iborat zarrachani neytron deb olishni taklif qildi. Rezerford shogirdi CHedvig alyuminiyni zarrachalar bilan bo’lbardimon qilib neytron olishni taklif qildi va Kembridjda neytronni hosil qildi. 1931-1932 yillarda a zarrachalar bilan Berilliy bo’lbardimon qilinganida juda katta energiya nurlanadi. Bu zarrachani 1932 yilda CHedvig neytron deb atadi. Ivanenko 1933 yilda bu ikki zarracha proton va neytron ikkalasi xam elementar zarracha bo’lib agar proton-neytron va pozitronga ajralib bilsa, neytron ham proton va elektronga ajralishi mumkin dedi. Bundan keyin proton va neytron bitta yadro zarrachasi nuklonning ikki izotropik xolati deb tushunar edilar.

Shu 1932 yilning o’zida kosmik nurlarni magnit maydonidagi harakatini kuzatib ularning traektoriyasini o’rgandi. Anderson (AQSH) pozitron zarrachasini ochdi. Bu Dirak nazariyasining to’g’riligini isbotladi. Dirak nazariyasidan elektromagnit maydon energiyasi miqdorda yutilganida elektron-pozitron jufti hosil bo’lishi kelib chiqadi, ya’ni.
bo’lishi yoki shu hodisaning teskarisi annigilyatsiya hodisasi bo’lishi mumkin deb o’rgatadi va haqiqatan ham shunday bo’ldi. Juftlarni bo’lishi (elektron-pozitron) F. Jolio-Kyuri tomonidan tajribada aniqlandi.
Kosmik nurlarni yutilishi kosmik sellar hosil bo’lishini tushuntirdi. Kosmik nurlarni ikki komponentaga ajratdilar: 1) “muloyim” nurlar - qalinligi 10 sm bo’lgan qurg’oshindan o’tadigan; 2)“qattiq” - qalinligi 10 smdan kattaroq bo’lgan qurg’oshindan o’tadigan nurlar. “Muloyim” komponenta pozitron, elektron va fotonlardan tuzilganligi aniqlandi.
Neytron kashf etilganligi yadro nazariyasini ishlab chiqishda katta ta’sir ko’rsatdi. Oldin aytganimizdek yadro proton va elektrondan tuzilgan va yadro tarkibiga mustahkam zarrachalar ham kiradi deb aytar edilar. 1928 yilda G. Gamov va Gerni birinchi bo’lib yadrolar uchun kvant mexanikasini ishlatdilar. Bu nazariyaga muvofiq (Gamov va Gerni fikricha) yadrodagi a zarracha mustahkam joylashgan, uning energiyasi “potentsial ura” balandligidan kichik bo’lsa ham yadrodan tashqariga chiqishiga kvant mexanik “tunnel effekti” ta’sir qiladi. YAdrodagi zarrachani tushuntirishamalga oshdi. zarrachalar yadrodan chiqqanlarida har xil energiyali bo’ladi, ma’lum miqdordagi maksimal energiyadan kamroq. Bu maksimal energiya zarracha chiqmasidan yadro energiyasi bilan chiqqandagi yadro energiyasini farqiga teng bo’lishi kerak. Lekin chiqqan zarrachalar energiyasi maksimal energiyadan kamroq, kolgan energiya qaerga ketdi?, degan savolga Pauli va Fermi 1932 yilda neytrino zarrachasini paydo bo’lishiga sarf bo’ldi deb javob berdilar.
1984 y. - Dubna yadro tadqiqot institutida akademik YU.TS. Oganesyan ilmiy guruhi va Darmshtad yadro ilmiy-tadqiqot markazida G. Myuntsenberg va xodimlari 108-nchi kimyoviy elementni sintez qildilar.
1987 y. - Darmshtad yadro ilmiy-tadqiqot markazida 109-nchi kimyoviy element sintez qilindi.
1991 y. - elektron va proton kuchli lazer nuri ta’sirida vodorod atomi hosil qilishi kashf etildi va ularning atom optikasi va atom lazerlari yaratish yo’lida qo’llash mumkinligi qayd etildi.
1995 y. – Kuchli lazer qurilmalari va « magnit halqa - «qopqon» lari vositasida yangi turdagi modda – ideal holatdagi Boze-gazi kondensati hosil qilindi.
1996 – 1999 yy. – Evropa yadro tadqiqotlari markazida protoniy (proton va antiprotondan tarkib topgan atom) sintez qilindi va asosiy fiizik ko’rsatkichlari o’rganildi.
1990-2000 yy.- Rossiya, Evropa va AKSH olimlari yadro reaktsiyalari vositasida D.I.Mendeleev davriy jadvalining 110, 111, 112, 114 va 116 – raqamli kimyoviy elementlarini sintez qildilar.