Axborot texnalogiyalari va kommunikatsiyalarni rivojlantirish vazirligi


Download 420.27 Kb.
Pdf ko'rish
Sana09.06.2023
Hajmi420.27 Kb.
#1471270
Bog'liq
Katta adron kollayteri va uning ishlash prinsipi



O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI 
AXBOROT TEXNALOGIYALARI 
VA KOMMUNIKATSIYALARNI 
RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI 
MUHAMMAD AL-XORAZMIY 
NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT 
TEXNOLOGIYALARI 
UNIVERSITETI QARSHI FILIALI
 
TT VA KT FAKULTETI 
1-BOSQICH TTI12-2(S) GURUH TALABANING 
SHARIPOVA GULNOZA 
FIZIKA FANIDAN 
MUSRTAQIL ISHI 
 
Topshirdi :
 
 
 
 
 
__________________ 
 
Qabul qildi :
 
 
 
 
 
 
__________________
 
 
 
 
Termiz 2023


Mavzu: Katta adron kollayteri va uning 
ishlash prinsipi 
Reja: 
1.Kata adron kollayteri va uning ishlash 
prinsipi 
2.Quyosh fotoelektrik elementlari va 
modullari 
3.Ultra tovush va uning qo‘llalinishi 
4.Dopler effekti
5.Optik kvant generatori nuqta.lazerlar 


Katta adron kollayderi yoki katta adron toʻqnashtiruvchisi (ing. «large hadron 
collider», lhc) – zaryadlangan zarralarni tezlatuvchi majmua. Fransiya 
va 
shveysariya chegarasida
, yer sathidan 175 m pastda joylashgan. Aylana shaklida 
qurilgan tunneli uzunligi 27 km. Dunyodagi eng katta va quvvatli zarracha 
tezlatkichidir. 
Kollayderni qurishdan asosiy maqsad Higgs bozoni mavjud yoki emasligini 
aniqlashdir. Asosiy tajriba bunday oʻtkaziladi: har birining energiyasi 7 TeV 
boʻlgan protonlar yoki 574 TeV boʻlgan qoʻrgʻoshin yadrolari yorugʻlik tezligining 
99.9999991%ida qarama-qarshi tomondan uchirilib, toʻqnashtiriladi. Toʻqnashuv 
natijasida ajralib chiqqan zarrachalar qayd etiladi va ular orasidan Higgs bozoni 
xususiyatlariga ega boʻlgani qidiriladi. Higgs bozoni mavjudligi hozirgi Standart 
Model nazariyasini toʻliq tasdiqlashi kerak (Standart 
Model gipoteza emas
, zero 
boshqa tajribalar uning katta qismi toʻgʻriligini isbotlagan). Aks holda massaning 
qayerdan paydo boʻlishi haqida yangi faraz qurib, Standart Modelga oʻzgartirish 
kiritishga toʻgʻri keladi. 
Umumiy qiymati taxminan € 3,2-6,4 milliard[1] boʻlgan bu loyihada 100 
dan ortiq 
mamlakat olimlari
, jumladan Oʻzbekiston fiziklari ham qatnashishadi. 
Ilmiy-ommabop asarlar yozuvchisi Bill Brayson shunday yozadi: «Elementar 
zarralar fizikasida Koinot sir-asrorlarini o‗rganish juda oson: olimlar zarrachalarni 
bir-biri bilan to‗qnashishga majbur qilishadi va oqibatda nima yuz berishini 
kuzatishadi. Soddaroq quyidagicha o‗xshatish keltirish mumkin: ikkita odam bir-
birga Shveysariyaning o‗ta aniq yuradigan mexanik soatlarini otib yuboradi. 
Soatlar albatta yerga tushib, yoki devorga urilib chil-chil bo‗ladi. Keyin ular soat 
parchalarini yig‗ib olib, aslida bu soatlar qanday ishlagan ekan? – deb qiziqib 
o‗tirishadi». 


Jeneva yaqinidagi Yevropa Yadro Tadqiqotlari Instituti (CERN) tomonidan qurib 
ishga tushirilgan Katta adron kollayderi (Large Hadron Collider – LHC) 
mohiyatiga ko‗ra zarrachalarni eng yuksak energiya ko‗rsatkichlarigacha 
tezlatish 
imkonini beradigan
, jahondagi eng katta tezlatkichdir. U o‗zaro qarama-qarshi 
kelib to‗qnashadigan protonlar oqimiga yuksak energiyali tezlanish beradigan qilib 
loyihalangan. Adron kollayderi deyilishiga sabab, ushbu tezlatkichda elementar 
zarralarning adronlar sinfiga mansub bo‗lgan va kuchli yadroviy o‗zaro ta'sirlarda 
ishtirok etadigan zarrachalar ustida tajribalar o‗tkaziladi. Ulkan quvvatli 
elektromagnit kuchlarning ta'siri ostida protonlar kollayder halqasi bo‗ylab, ichki 
vakuum kanalida shiddat bilan aylanadi. Aylanishlarning har birida protonlarning 
energiyasi borgan sari yana va yana ortib boradi. Katta adron kollayderi 
magnitlarida o‗ta o‗tkazgichlardan foydalaniladi. Ularni ishlatish jarayonida esa 
katta termodinamik amaliyot bajarish kerak bo‗ladi. Ya'ni o‗ta o‗tkazgich 
xossalaridan foydalanilganda favqulodda qizib ketishi tufayli magnitlarni suyuq 
geliy bilan to‗xtovsiz sovitib turiladi. O‗ta o‗tkazgich holatidagi materiallarda 
elektr qarshilik deyarli nolga tenglashadi. 
Katta adron kollayder halqasi Fransiya va Shveysariya davlatlari chegarasida 
joylashgan bo‗lib, uning aylana uzunligi 27 km ni tashkil qiladi. Ushbu ulkan ilmiy 
qurilma Xiggs bozonini topish va o‗rganish maqsadlarida qurilgan. Xiggs bozoni 
fanda shuningdek «Tangri zarrachasi» deb ham yuritiladi. Yadro fizikasidan 
ma'lumki, aynan Xiggs bozoni bilan o‗zaro ta'sir orqali boshqa subatom 
zarrachalar massaga ega bo‗ladi. LHC da shuningdek supersimmetriya orqali 
bashorat qilinayotgan 
boshqa zarrachalar
, masalan, oddiy zarrachalarning nisbatan 
og‗ir sheriklari, xususan, elektronlarning yo‗ldoshi – selektronlarni aniqlash 
ehtimoli ham katta. 
Bundan tashqari
, olimlarning rejasiga ko‗ra, LHC vositasida 
bizga ma'lum uch fazoviy zamon-makon o‗lchamlaridan tashqari boshqa 
o‗lchamlarni ham ochilishi kutilmoqda. Nazariy qarashlarga ko‗ra, LHC vakuum 
halqasida ikki qarama-qarshi protonlar oqimining to‗qanshuvidan keyin, Ulkan 
Portlash orqali Koinot shakllangan sharoitga o‗xshash sharoit yuzaga kelar emish. 
LHC ishida ko‗plab mamlakatlardan yuzlab olimlar ishtirok etishmoqda. Ular 


yo‗nalishlarga ko‗ra bir necha ilmiy guruhlarga bo‗linishgan. To‗qnashuv 
natijalarini aniqlash va to‗qnashuv mahsulotlarini o‗rganish uchun olimlar maxsus 
detektorlardan foydalanishadi. LHC da ilk proton-proton to‗qnashuvi 2009-yilda 
amalga oshirilgan. 
Katta adron kollayder ishlayotgan paytda 180 MVt energiya iste'mol qiladi. Uning 
tezlatkichida protonlar umumiy 14 TeV energiya bilan o‗zaro to‗qnashadi. 
Bundan yuz yilcha muqaddam koinot cheksiz fazo, unda yulduzlar 
bir tekis 
taqsimlangan
, degan tasavvur hukmronlik qilardi. O‗tgan asrning 20-yillarida 
amerikalik astronom Edvin Xabbl ko‗zga ko‗ringan barcha galaktikalar bizdan turli 
yo‗nalishlar bo‗yicha juda katta tezlik bilan uzoqlashayotganini aniqladi. Bu olam 
tuzilishi nazariyasini qayta qarab chiqishni taqozo etdi. Shu kashfiyot sabab bo‗lib 
butun koinot bundan 15-20 milliard yil oldin ro‗y bergan ―katta portlash‖ning 
natijasidir, degan xulosaga kelindi.. 
Katta Hadron Kollayderidagi (LHC) bir qator eksperimentlardan so'ng Evropaning 
Yadro tadqiqotlari markazi (CERN) mutaxassislari ilgari rus olimlari tomonidan 
taxmin qilingan pentaquark deb nomlangan yangi zarrachaning topilganligini e'lon 
qilishdi
Bundan yuz yilcha 
muqaddam koinot cheksiz fazo
, unda yulduzlar bir tekis 
taqsimlangan, degan tasavvur hukmronlik qilardi. O‗tgan asrning 20-yillarida 
amerikalik astronom Edvin Xabbl ko‗zga ko‗ringan barcha galaktikalar bizdan turli 
yo‗nalishlar bo‗yicha juda katta tezlik bilan uzoqlashayotganini aniqladi. Bu olam 
tuzilishi nazariyasini qayta qarab chiqishni taqozo etdi. Shu kashfiyot sabab bo‗lib 
butun koinot bundan 15-20 milliard yil oldin ro‗y bergan ―katta portlash‖ning 
natijasidir, degan xulosaga kelindi. Uzoq yillar bu qat‘iy nazariya sifatida qabul 
qilib kelindi. Keyinroq bunday nazariyani tasdiqlovchi dalillar ham topila 
boshlandi. Shulardan birinchisi NASA (AQSH kosmik tadqiqotlar markazi) sun‘iy 
yo‗ldoshi — ―Sove‖ uzoq kosmosning turli tomonlaridan kelayotgan fon 
nurlanishining haroratini aniqladi. Bunday nurlanish qadimda kuzatilgan ―katta 
portlash‖ning qoldiq nurlanishi ekani ma‘lum bo‗lib, uning qiymati nazariy hisob-
kitoblar orqali topilgan issiqlik qiymati bilan bir xil chiqdi. Ushbu dalil ―katta 


portlash‖ ro‗y berganini tasdiqladi. Shundan so‗ng, 90-yillarning oxirida olimlar 
Brukxeven (AQSH)dagi elementar zarrachalar tezlatgichida elektronlardan ozod 
qilingan oltin atomini yorug‗lik tezligining 99,9 qismiga qadar o‗zaro qarama-
qarshi yo‗nalishda tezlatib, to‗qnashtirish orqali sun‘iy «katta portlash»ni vujudga 
keltirmoqchi bo‗lishdi. Bunda ―katta portlash‖dan keyingi jarayonning dastlabki 
daqiqalaridagi holatini kuzatish maqsad qilingan edi. Bu ikki bosqichda — 
―Feniks‖ deb ataluvchi birinchi loyiha Kolumbiya universitetining professori 
Nagamiya rahbarligidagi 355 mutaxassisdan iborat jamoa tomonidan, ―Star‖ nomli 
ikkinchi loyiha esa Berkli Lourens laboratoriyasidan Jon Xarris boshchiligidagi 
350 nafar fizik tomonidan olib borilishi ko‗zlangandi. Biroq ko‗pchilik 
mutaxassislar bunday sinov jiddiy xavf ostida amalga oshirilishini e‘tirof etishdi. 
Shunga qaramay, olimlar qayta o‗tkazilgan hisob-kitoblar natijasida reaktsiya 
jarayonida jiddiy xavf kutilmasligini ta‘kidlab, sinovni o‗tkazishga qaror qildilar. 
Biroq o‗shanda kollayder quvvatining pastligi tufayli kutilgan natijani olishning 
imkoni bo‗lmadi. Bizning asrimizda ayni shu masalani hal qilish uchun 2002 
yilning 11 avgust kuni Shveysariya va Fransiya chegarasida qurilgan dunyodagi 
elementar zarrachalarning eng yirik tezlatgichi — katta adron kollayderi (KAK) 
ishga tushirildi. Salkam 10 milliard dollarga tushgan va juda katta quvvatga ega 
bo‗lgan bu kollayder dunyoda eng yirik yadro fizikasi laboratoriyasi — CERN 
(Consell Europeen pour la Recherche Nucleare)da qurildi. U o‗rtacha 100 
metr 
chuqurlikda
, uzunligi 27 kilometr bo‗lgan xalqa ko‗rinishidagi tezlatgich bo‗lib, 
unda qarama-qarshi yo‗nalishda 7 tev (terra elektron volt, ya‘ni trillion elektron 
volt) energiyagacha tezlatilgan proton dastalari to‗qnashtiriladi. Ana shunday 
to‗qnashish natijasida ajralgan energiya 14 trillion elektron voltni tashkil etadi. 
Bunday katta energiyaning ajralishi oqibatida ro‗y beradigan hodisalar ma‘lum 
darajada ―katta portlash‖ manzarasini tasdiqlay olishi tadqiqotchilar, fizik va 
astrofizik olimlar uchun juda muhim edi. Bunday protonlar kollayderning 27 
kilometr uzunlikdagi aylanasi bo‗ylab joylashtirilgan 3 mingta igna shaklidagi 
dasta ko‗rinishida harakatlanadi. Har bir to‗plam 100 milliardga yaqin 
protonlardan tashkil topib, to‗qnashuv ―nuqta‖larida ular bir necha santimetr 


uzunlikda, diametri esa 16 mikron (eng ingichka soch tolasi qalinligida) bo‗ladi. 
Protonlar parchalangach, vujudga kelgan kvarklar turli tomonga sochilib ketadi. 
Biroq kvarklar uzoq muddat yakka holda bo‗la olmasligi tufayli o‗ta 
qisqa vaqtda 
birlashib
, yangi ―og‗irroq‖ zarra ko‗rinishida katta tezlik bilan atrofga 
sochilayotganda, kollayder detektorlari tomonidan ularning parametrlari qayd qilib 
boriladi. Darvoqe, adron kollayderining favqulodda hodisalarsiz ishlashi 
ta‘minlangach, astronom olimlar olamning paydo bo‗lishiga oid kosmologik 
moment — ―katta portlash‖dan so‗nggi dastlabki davrga oid eng muhim 
jarayondan voqif bo‗lishga umid bog‗lamoqdalar. Vijdonimiz oldida o‗zimizni 
oqlamoqlik uchun ko‗pincha maqsadga erishish uchun kuchimiz yetmadi deb, 
o‗zimizni ishontirmoqchi bo‗lamiz. Holbuki, amalda biz kuchsiz emas, 
irodasizmiz. Laroshfuko Fizika fani oltin davr ichida 2008 yilning 10 sentyabr kuni 
Toshkent vaqti bilan 12.30 da «Yevronyus» telekanali orqali Shvetsariya va 
Frantsiya chegarasida 10 milliard dollar sarf-xarajat asosida bunyod etilgan misli 
ko‗rilmagan darajada katta quvvati bo‗lgan elementar zarrachalar tezlatgichi - 
Katta adron kollayderi (KAK) ishga tushirilishi to‗g‗ridanto‗g‗ri efirga uzatildi. 
KAK fizikaning oltin davrini ochib berishiga hamda olamning barpo bo‗lishi 
borasidagi ko‗pgina jumboqlarni yechishiga katta umid bog‗langan. Shu bilan bir 
qatorda kollayder atrofida turli-tuman gap-so‗zlar ham yuribdi. Masalan, 
tezlatgichda qora o‗ra paydo bo‗lishi mumkinligi va u KAKni xarob qilib, so‗ngra 
Frantsiya hamda Shveytsariyani yutib yuborishi haqida ba'zi olimlar fikr 
bildirmoqda. Katta adron kollayder (Large Hadron Collider - KAK) dunyodagi eng 
katta Yevropa yadro fizikasi laboratoriyasi - CERN (Conseil Europeen pour la 
Recherche Nucleaire)da qurildi. Bu qurilma elementar zarrachalarning tezlatgichi 
bo‗lib, u elementar zarrachalarning o‗zaro ta'sirini o‗rganish uchun insoniyat 
tomonidan barpo qilingan tarixdagi eng katta qurilmadir. KAK CERNdagi Katta 
elektronpozitron kollayderi (Large Electpon Positron (LEP sollider)ning o‗rnini 
olib o‗rtacha 100 metr chuqurlikdagi uzunligi 27 km. bo‗lgan tunnelda joylashgan. 
U protonlarning 7 Tev (Terra elektronvolt) energiyagacha 2 dastasini bir-biriga 
qarama-qarshi yo‗nalishda jadallashtirish va so‗ngra ularni bir-biri bilan 


to‗qnashtirish imkonini beradi. Protonlar to‗qnashganda energiyasi 14 TeV ni 
(1TeV=1012 eV) tashkil etadi. Energiya shkalasi elektronvolt bo‗laklaridan toki 
termodiapazonlargacha ortib borar ekan, biz bu jarayonda borgan sari o‗zimizga 
tanish bo‗lgan olamdan uzoqlashib boramiz va butunlay boshqa bilimlar 
qamroviga tushib qolamiz. Bular qattiq jism kimyosi va elektronikasi doirasi (eV 
lar va uning bo‗laklari), yadroviy reaktsiyalar (million eVlar) va o‗tgan asrning 
ikkinchi yarmida olimlar o‗rgangan milliard eV li diapazonlardir. 
Termodiapazonda 
insoniyatni nimalar kutayapti
, buni hech kim bilmaydi. KAK 
faqat proton - proton to‗qnashishini o‗rganish bilangina cheklanib qolmasdan 
qo‗rg‗oshin kabi og‗ir ionlarning to‗qnashishini ham o‗rganish imkonini beradi va 
bu to‗qnashishlardagi energiya 1148 TeV gacha yetib boradi. KAKga tushguncha 
protonlar CERNda mavjud «tezlatgich komplekslari»da tayyorlanadi. 7 TeV 
energiyali protonlar aylana bo‗ylab harakatlanishi uchun KAK magnit induktsiyasi 
8.36 Tesla li magnit maydonini hosil qila oladigan elektromagnitlarga ega bo‗lishi 
kerak. Buning uchun o‗ta o‗tkazuvchanlik hodisasidan foydalanishga to‗g‗ri 
keladi. Elektromagnitlarni tashkil qilgan o‗tkazgichlarda o‗ta o‗tkazuvchanlik 
hodisasi vujudga kelishi uchun esa ularni o‗ta past temperaturalarda ushlab turish 
kerak. Shu sababli KAKning 38000 tonna qurilmalari o‗ta past temperaturada 
ishlatiladi. Buning uchun bir necha tonna suyuq geliy va vodoroddan foydalaniladi. 
1296 o‗ta o‗tkazuvchan elektromagnitlar va 2500 dan ortiq boshqa magnitlar 
KAKda nurlarning uchishini va to‗qnashishini ta'minlab turadi. Magnitlar og‗irligi 
yig‗indisi 1.9 million tonnani tashkil qiladi. Dastlab fiziklar kvarklar to‗g‗risidagi 
fikrga elementar zarrachalarning xususiyatlarini tahlil qilish borasida kelishgan. 
Adronlarning haddan tashqari ko‗pligi va leptonlarning kamligi fiziklarni 
o‗ylantirib qo‗ygan. Kvark gipotezasini ilgari surish, kvarklar turining soni 
leptonlar turining soniga teng bo‗lishi kerak, degan qoidaning shakllanishiga olib 
keldi. Kvarklarning o‗ziga xosligi shundaki, ular fermionlardir (kvark spini 1/2 ga 
teng). Bir holatni faqatgina ikkita fermion olishi mumkin va bunda ularning 
spinlari, albatta, qarama-qarshi yo‗nalgan bo‗lishi shart. Fermionlar ham, bozonlar 
ham faqat fermionlardangina tarkib topgan bo‗ladi, bunda fermionlarning toq soni 


fermionlarni bersa, juft soni bozonlarni hosil qiladi. Qur'onning 89-Fajr (shafaq, 
tong) surasi 1-4 oyatlarini ba'zi tarjimonlar bunday berishgan: Krachkovskiy: 1(1). 
Klyanus zareyu (2) i desyatyu nochami, 2(3) i chetom i nechetom, 3(4). I nochyu, 
kogda ona dvijetsya!; Valeriya Poroxova: 1. 
V znak utrenney zari
, 2. I desyati 
nochey, 3. V znak chetn?x i nechetn?x chisel, 4. I nochi, chto vershit svoy beg; 
Alouddin Mansur: 1. Tongga qasam; 2. (Zul-hijja oyidagi avvalgi) o‗n kechaga 
qasam; 3. Juft va toq (rakatli namozlarga qasam; 4. O‗tib 
borayotgan kechaga 
qasamki
, (albatta, kofirlar azobga giriftor bo‗lurlar)!; Oltinxon To‗ra: 1. Qasamdur 
tongga. 2. va o‗n kechaga 3. va juft va toqqa, 4. va kechaga, vaqtiki u yursa! 
Abdulaziz Mansur: 1. Qasamyod etaman tong (vaqti) bilan. 2. O‗n kecha bilan, 3. 
juft va toq (narsalar) bilan 4. va o‗tayotgan tun bilanki ( albatta, kofirlarga jazo 
muqarrardir). Tarjimonlar va tafsirchilar agarda fermionlar hamda bozonlar haqida 
tushunchaga ega bo‗lishganida, balki 3-oyatga berishayotgan tafsirlarini 
boshqacharoq tuzib, ushbu oyat butun olamdagi ma'lum bo‗lgan materiyaning 
asosiy g‗ishtlari bo‗lgan fermionlarning juft va toq sonlari ustida aytilyapti, deb 
xulosa berarmidi? Men shunday deb tafsir beruvchilar tarafdori bo‗lardim. Tag‗in 
Alloh o‗zi biladi. 2008 yilning 10 sentyabr kuni Toshkent vaqti bilan 12-30 da 
kollayderning ishlashini to‗g‗ridan-to‗g‗ri 
efirga uzatib
, Yevropa telekanallari 
orqali CERNdan teletranslyatsiya olib borildi. Olimlar oldiniga protonlarni 
kollayderning sakkiz sektsiyasidan biriga yuborishdi, so‗ngra ikki sektsiyasiga, 
undan so‗ng esa uchta sektsiyasiga va h.k va nihoyat protonlar barcha sakkiz 
sektsiyalar bo‗yicha harakat qila boshladi. Har bir sektsiyani protonlar 10 
mikrosekundlar atrofida va sakkiz sektsiyani o‗tib to‗la aylana bo‗yicha bir marta 
to‗la aylanishi uchun esa 90 mikrosekund vaqt sarf bo‗ldi. Toshkent vaqti bilan 12-
45 da barcha sakkiz sektsiyani o‗tib ulgurgan protonlar dastasining quvvati 
KAKning loyiha bo‗yicha erishishi mumkin bo‗lgan miqdorning o‗ttizdan birini 
tashkil etadi. Olimlar proton dastalarining har bir sektsiyadan o‗tishini qarsaklar 
bilan kutib olishgan. Toshkent vaqti bilan soat 13-00 da loyiha rahbari Liin Evans 
o‗zining birinchi brifingini o‗tkazdi. Olim kollayderning ishi muvaffaqiyatli 
boshlanganligini aytgan. Keyinchalik 21 oktyabrda kollayder bo‗ylab qarama-


qarshi yo‗nalishlarda protonlarning ikki dastasi yuborilib, ular o‗zaro 
to‗qnashtiriladi. Ya'ni, 21 oktyabrda birinchi marotaba kollayderni yasashdan 
maqsad bo‗lgan eksperimentlarni boshlash rejalashtirilgan. To‗la 14 TeV li 
eksperimentlarni boshlash esa 2009 yilning bahoriga mo‗ljallangan. KAKda ushbu 
energiyaga erishilgach, olimlar materiya qanday tuzilgani, ya'ni 
Higgs bozoni 
izlarini
, «supersimmetriya»ni, «ekzotik nazariya» deb nomlanuvchi «higgs 
mexanizmi»ni va shu kunda ma'lum bo‗lgan eng og‗ir fundamental zarracha Top-
kvarklarni hamda qo‗rg‗oshin yadrolarini to‗qnashtirish natijasida Olam barpo 
bo‗lgan paytning harorati 1,5 trillion gradus issiqlikka erishishni, fazo va vaqt 
tushunchasiga aniqlik kiritishni maqsad qilib olganlar. 19 sentyabr soat 12-27 da 
KAKning ishida jiddiy to‗xtash ro‗y berdi. 

Download 420.27 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling