Elementar bolekshelerdiń payda bolıwı Fermionlar ham Bazonlar

Gravitatsion óz-ara tásir. -Elementar bólekler ádetde 4 klasqa bolinedi. Olardan birinshi klasqa tek bir bólek, foton kiredi. Ekinshi klasti leptonlar, úshinshi klasın mezonlar hám aqır-aqıbetde tortinshi klasti bolsa barionlar payda etedi. Mezonlar hám barionlar kobinshe birgelikte kúshli oz aro tásir etiwshi bólekler klası bolgan adronlar dep atalıwshi bólekler klasın payda etedi.Sanap ótilgen bólekler klasinin qısqa xarakteristikasın keltiremiz:
1. Fotonlar ol (elektromagnit maydan kvantı) elektromagnit o'zaro tásirde qatnasadı. Biraq kúshli hám kúshsiz óz-ara tásirde qatnaspaydı. Fotonlar massa hám zaryadı nolge teń. Spini 1 ge teń, yaǵnıy bozon bolıp tabıladı.
2. Leptonlar, latınsha “leptos” sozinen alınǵan bolip, “jeńil” degen mánisti ańlatadı. Bular qatarına kúshli oz-aro tásirde qatnaspaytuǵın bólekler, yaǵnıy elektronlar, myuonlar salmaqli tau-lepton, sonıń menen birge elektron neytrino, myuon neytrino (uts, hám tau-neytrinolar) kiredi. Hámme leptonlar 1/2 spinga iye bolip, fermion esaplanadı hám kúshsiz óz-ara tásirge iye. Bularǵa elektronlar hám myuonlar kiredi. Leptonlardin barion zaryadı nolga teń bolip, lepton zaryadqa iye esaplanadı.
3. Mezonlar bul kúshli oz ara tásir etiwshi stabil emes (turgin emes bólekler bolip, barion zaryadı nolga teń. Bular qatarına mezonlar yamasa pionlar, K-mezonlar yamasa kationlar hám eta-mezon kiredi. Kriteryalardin lepton zaryadı nolǵa teń. Hámme mezonlardin spini nolga teń, yaǵnıy olar bozonlar esaplanadı. Mezonlardin leptonlardan ayırmashılıǵı sonnan ibarat, kúshli hám elektromagnit (eger zaryadlanǵan bolsa) oz-ara tásirde de qatnasadı.
4. Barionlar klası ozine nuklonlar hám massası nuklonlar massasınan úlken bolgan nostabil bólekler - giperonlardi birlestiredi. Hámme barionlar kúshli oz-ara tásirge iye esaplanadı. Hámme barionlar spini 1/2 ge teń bolip, olar fermion esaplanadı. Protonnan tısqarı hámme barionlar stabil emes bólekler esaplanadı. Barion bóleklengende basqa bólekler qatarı álbette barion payda boladı, yaǵnıy barion zaryad saqlanıw nızamı atqarıladı. Joqarıda sanap ótilgen bóleklerden tısqarı, kop sanlı kúshli oz ara tásir etiwshi qısqa jasawshı bólekler de tabılǵan bolip, olardi rezonanslar dep ataladı. Bul bólekler eki yamasa odan artıq elementar bóleklerden ónim bolgan rezonans jaǵdaylar bolıp tabıladı. Rezonanslar jasaw waqıtı shama menen 10 23— 10 22 sekundga teń. Mezonlar hám barionlar kúshli ozara tásirde qatnasuwshı bólekler bolgani ushın olardi bir klasqa birlestirip, adronlar dep de ataladı. Adron sozi grekshe “adros” sozidan alınǵan bolip, yaǵnıy iri, úlken degen mánisti ańlatadı. Álemniń qasiyeti neden ibarat, yaǵnıy átirapimizdi qorshap turǵan barlıq janzatlar qanday dúzilgen degen soraw áyyemgi zamanlardan adamlar sanasına bánt etip kelgen. Bul sorawǵa birinshi bolıp, grek filosofları juwap beriwge háreket etken. Olardan birewleri álem 4 element-hawa, suw, topıraq hám órttan shólkemlesken(Anaksimen) dese, basqaları bolsa álem strukturaǵa iye bolmaǵan hám eń kishi bólinbes atomlardan (Demokrit) dúzilgen degen ideyalani ilgeri surgen. XIX asirde Mendeleyev tárepinen elementler udayı tákirarlanatuǵın kestesiniń dúzilisi, málim mániste filosoflar ideyaların tastıyıqladi. Biraq álemdi Mendeleyev kestesi elementleri arqalı túsintiretuǵın bolsaq, onıń júdá quramalılıǵın sezemiz. Bul ximiyalıq elementler ózgeshelikleriniń tákirarlanıwı, ulardin tiykarında jáne de fundamental strukturalar bar ekenin ańlatadı.
XIX ásir aqırında anıqrag'i 1896 -jılı A. Bekkerel tárepinen radioaktivlik hádiysesiniń ashılıwı jáne bul hádiyseniń keyinirek keń kólemde úyreniliwi elementar bólekler fizikasida úlken tabıs boldı. Sol jıldan baslap, tap 1932-jılǵa shekem atom dúzilisi toliginsha úyrenip bolmadi hám 1932-jıldan keyingi dáwir yadro fizikasi erası dep atalatuǵın boldi. Endi tap 1932-jılǵa shekem bolgan zárúrli tabıslardi sanap ótemiz.
1. Barlıq elementlar yarim olshemli neytral bólekshe atomlardan dúzilgen. Bul fakt XIX asirde-aq tola tastıyıqlanǵan edi.
2. Biraq atom áyyemgi filosoflar boljaǵan sıyaqlı bolinbes, strukturasiz struktura olshew, bálkim quramalı kvant -mexanik obiekt bolıp tabıladı.
3. Atomnin strukturalıq bólegi onıń elektron qabıǵı bolıp, onıń ulıwma zaryadı - Ze ga teń (1913 y. N. Bar, 1915-1916 y. Zommerfeld) hám usınıń menen birge ol atomnin barlıq ximiyalıq hám fizikaviy qásiyetlerin belgileydi.
4. Atom orayında ólshemi «10 -15 m ga teń yadro ámeldegi bolip, onıń zaryadı +Ze ga teń (1911-1914 y. Rezerford).
5. Atom yadrosı Z protonlar A-Z-neytronlardan ibarat, yagniy Zp + (A-Z) n=A ta bóleklerden ibarat. Bul tastıyıq yadronıń proton-neytron modeliniń mazmunın quraydı (1932-jılı D. Ivanenko hám Y. Gapon tárepinen usınıs etilgen). Buǵan deyin bolsa yadrodıń proton - elektron modeli ámeldegi bolıp, oǵan kóre yadro Ap + (A-Z) e" = (2 A-Z) bólekten ibarat dep qaralgan. Eiektronlardin qabıqlardaǵı baylanısıw energiyası ev larda, proton hám neytronlardin baylanısıw energiyası Mev larda olshenedi. Usınıń sebepinen atom yadroları turaqlı struktura bolıp tabıladı. Atom dúzilisi jáne onıń qásiyetlerin úyreniw nátiyjesinde atomdi shólkemlestirgen strukturalıq bólimler de úyrenilip barıldı. Elektronnıń ashılıwı 1897-jıl menen belgilenip, onı J. Tóbesonnin katod nurlarınıń q/m-salıstırma zaryadın ólshew tájiriybesi menen bólisedi. Biraq elektrondıń bar ekenligin 1911-jılı R. Millikennin zaryadtı ólshewi menen tolıq tastıyıqlandi.1919 -jılı E. Rezerford vodorod atomi yadrosın proton (grekshe protos-birinshi) dep atadi.1920 -jılı Rezerford massası protonga teń hám zaryadı nolge teń bolǵan bólekshe ámelde bolıwın boljaw etdi. Bul bólekshe neytron dep ataldı hám talay izertlewlerden keyin 1932-yiIi J.Chedvik tárepinen tájiriybede gúzetildi. Ol 1930 -yiIi v. Bote hám G.Beker tárepinen ótkerilgen berilliy elementin a-bólekler menen tasirleskende qattı neytral nurlanıw payda bolıwı tájiriybesin tákirarladi. Payda bolǵan neytral nurlanıwınıń 7-nurlanıw emes, bálkim neytral dızbek bólekler aǵımı ekenligin tastıyıqladi. Foton atom quramına kirmeydi hám atomdagi elektron ótiwlerde payda boladı yamasa jutıladı. Foton M. Plank tárepinen pánge kiritilgen hám A. Kompton tájiriybelerinen keyin ǵana elementar bólekshe retinde qabıllandı. M. Plank denelerdin ıssılıq nurlatiw ózgeshelikin úyreniw nátiyjesinde ulardin jaqtılıqnı úzliksiz emes, bálkim diskret, yaǵnıy porsiyalar - E=hv - energiyalı kvantlar kórinisinde jutıwı hám shıǵarıwı tuwrisindagi koz qaras qáliplestirdi. Bul koz qarasqa tıykarlanıp, A. Eynshteyn fotoeffekt hádiysesin túsindirdi. 1922-jılı A. Kompton rentgen nurlarinin erkin elektronlarda shashiliwinda olar chastotasınıń ózgeriwin guzatdi jáne onıń teoriyasın jarattı. Foton tolqin ózgeshelikke iyeligi, tuwılıw hám yutilish ózgeshelikleri olardi dáslepki dáwirlerde bólekshe dep qabıllawǵa múmkinshilik bermedi. Biraq tez arada bunday ayrıqshalıqlar basqa bólekler ushın da xosligi ayan boldi. Graviton G-gravitatsion tásir tasıwshısı, elementar bólekler áleminde gravitatsion tásiriniń oǵada kúshsizligi sebepli, bul bólekshe tájiriybede elege shekem gúzetilmegen.1930 -jılı P. Dirak tárepinen antibolekshelar, yaǵnıy hár qanday bóleksheniń keri belgili zaryadqa iye bolmagan jubi bar ekenligi aytildi. 1932-jılı bolsa K. Anderson tárepinen birinshi antibolekshe - e+ tájiriybede gúzetildi.
Zaryadlanǵan pionlar 1947-jılı, neytral pion bolsa 1950-jılı tájiriybede tabildi. 1930 -jılı K. Anderson hám S. Nedermayer tárepinen myuon(myu-kriterya ) tájiriybede gúzetildi. 1930 -jılı v. Pauli tárepinen parsheleniwdi túsindiriw maqsetinde v-neytrino túsinigi pánge kirgizildi hám 1950-jıl ortalarında ǵana bul bólekshe tájiriybelerde gúzetildi. Solay etip, 1940 -jıllar aqırına kelip elementar bólekler sanı 15 ge shekem jetti. Biraq álem nurları menen bolatuǵın processleri úyreniw hám elementar bóleklerdi tezlestiriwshi texnikanıń rawajlanıwı jáne de jańa elementar bóleklerdiń ashılıwına alıp keldi. 1950-yillaming ózinde 15 danege jaqın jańa bólekler kashfetildi. 1960 -jıllardıń ortalarına kelip, elementar bólekler sanı Mendeleyev udayı tákirarlanatuǵın sisteması elementleri sanınan da asıp ketti. Bul jaǵday jáne de sanı asıp baratırǵan elementar bóleklerdiń «elementar» ligin, yaǵnıy rasında da strukturaǵa iye emesligin guman astına qoydı. Elementar bólek degende strukturaǵa iye bolmaǵan hám basqa mayda bólekke bolinbeytugin bólek túsiniledi. Usınıń sebebinen, fizikler házirge shekem elementar bólek dep tán alıw etilgen bólekler tiykarınan elementar bolmastan jáne de fundamental, bólinbes bóleklerden shólkemlesken boliwi múmkin degen pikirge keldi. Sol orında elementar bóleklerdiń házirgi waqıttaǵı kvarklar názerden ıqsham sistematikasiga keliwinen aldınǵı haldaǵı klassifikatsiyasi hám óz-ara tásir túrlerine toqtalıp ótemiz. Ulıwma, bólekler fizikasinda 4 qıylı óz-ara tásir túri bar.
1. Kúshli óz-ara tásir. Bul tásirde qatnasuwshı bólekler adronlar dep ataladı. Bul óz-ara tásir proton hám neytronlari yadroda ustap turadı. Yamasa kvarklar sol kúsh arqalı baylanisıp adronlardi quraydı.
2. Elektromagnit óz-ara tásir. Bul tásirde tiykarınan zaryadlanǵan bólekler qatnasadı. Biraq neytral bólekler de óz strukturasına iyeligi sebepli bul tásirde qatnasıwı múmkin. Mısalı, neytron quramalı strukturaǵa iyeligi, yaǵnıy magnit momentine iye bolǵanı ushın. Bul tásir házirgi waqıtta eń jaqsı úyrenilgen tásir túri esaplanadı.
3. Kúshsiz óz-ara tásir. Bul tásir derlik barlıq bólekshelerge tan bolıp tabıladı. Bul tásir astında júz beretuǵın talay processler aste júz beredi. Atom yadrolarınıń p- bólekleniwi kúshsiz óz-ara tásirge mısal boladı.
4. Gravitatsion óz-ara tásir universal bolıp tabıladı. Bul tásirde barlıq bólekler qatnasadı. Hár qanday óz-ara tásir ush shama menen xarakterlenedi. Bul shamalar - tásir intensivligi, tásir radiusı, yaǵnıy tásirlesiw aralıǵı hám óz-ara tásirlesiw waqıtı bolıp tabıladı. 0 'z-ara tásir mexanizmin da esapqa alǵan halda bul shamalar tómendegi kestede keltirilgen. Endi sol kestedegi shamalar hám oz-aro tásir mexanizmin anıqlama berip ótemiz. Kúshli tásir proton hám neytrondi yadroda, hám de kvarklari adronlarda ustap turadı. Bul mexanizmge keyinirek bólek de toqtalıp ótemiz. Házirgi zaman fizikasi noqatyi názerinen yadroda proton hám neytronlar o 'zaro 7 t-mezonlar almaslaw esabınan ustap turıladı. Proton hám neytron bolsa kvarklardan dúzilgen bolıp (sonday-aq barlıq adronlar) olar, yaǵnıy kvarklar sol bólekler ishinde glyuonlar (anglichan tilinen glueyelim, kley) arqalı baylanip turadı.