Elementarzarralar. O’zma’nosigako’ra, "elementa" so’zi "eng soda" ma’nosinianglatadi

Mavzu: Elementarzarralarxarakteristikalari

Elementarzarralar. O’zma’nosigako’ra, “elementa” so’zi “eng soda” ma’nosinianglatadi. Garchibugungikungachama’lumzarralarnielementar deb atashunchato’g’ribo’lmasa-da, dastlabkipaytlardakiritilganbuiboradanhamonfoydalaniladi. Umumanolganda, zarralarendiginakashfqilinaboshlagandamateriyaningengkichikbo’lakchasisifatidaqabulqilinganvachindan ham elementar deb hisoblangan. Lekinularningba’zilarining (jumladan, nuklonlarning) murakkabtuzilishigaegaekanligikeyinroqma’lumbo’libqolgan. Hozirgipaytda 200 dan ortiqelementarzarralarmavjud. Ularningko’pchiliginostabilbo’lib, asta-sekinyengilzarralargaaylanadi.

Electron. Birinchikashfqilinganelementarzarra electron hisoblanadi. Katodnurlariningxossalarinio’rganayotganJ.Tomson, bumanfiyzaryadlanganzarraelektronlaroqimidaniboratekanliginianiqladi. Bu voqea 1897-yil 29-aprelda ro’yberganedivashusanabirinchielementarzarrakashfqilingankunhisoblanadi.
Foton. 1900-yilda M.Plankyorug’likfoton deb ataluvchizarralaroqimidaniboratekanliginiko’rsatdi. Fotonelektrzaryadigaegaemas, tinchlikdagimassasinolgateng, ya’nifotonyorug’liktezligigatengtezlikbilan harakat holatiginamavjudbo’lishimumkin.
Proton. 1919-yilda E.Rezerfordtajribalarida, azotningα-zarralarbilanbombardimonqilinishinatijasida, vodorodatominingyadrosi proton kashfqilingan. U zaryadiningmiqdorielektronningzaryadigatengbo’lgan, musbatzaryadlanganzarradir. Massasielekrtonningmassasidan 1836 martakatta.
Priztron. 1928-yilda P.DirakmvjudliginibashoratqilganvaK.Andersontomonidankosmiknurlartarkibidakashfqilingan. Uningtinchlikdagimassasielektronningtinchlikdagimassasibilantengbo’lsa-da, zaryadiprotonningzaryadigateng. Prozitronelektrongaqarama-qarshi, ya’niantizarra.
Neyrton. 1932-yilda D.J.Chedviktomonidankashfqilingan. Uningmassasiprotonningmassasigayaqin: mn=1838me, elektrzaryadiesanolgateng.
Neytrino. 1931-1935-yilda β- nurlanishqonunlarinitushuntiribberganV.Paulitinchlikdagimassasinolgatengbo’lganyanabittazarra – neytrinomavjudliginibashoratqildi. Bu zarratajribada 1956-yilda K.Kouentomonidanyadroreaktoridakashfqilingan.
Myuonlar. 1938-yilda K.AndersonvaS.Nidermeyerkosmiknurlartarkibidamassasitaxminan 207 mega tengbo’lgan, yashahsdavri 2,2·10-6 s nitashkilqilganzarralarnikashfqildilar. Bu zarralarμ- mezonlaryokimyuonlar (μ+, μ-)debnomlanadi.
π- mezonlar. 1947-yilda S.Pauelltinchlikdagimassasi 273mega tengbo’lganzarralarnikashfqildi. Bu zarralarπ- mezonlaryokipionlar (π+, π-) deb nomlandi. Ularnierkinholatdsgiyashashdavri 2,55 ·10-8s gateng. 1950-yilda massasi 723me tengbo’lganelertneytralπ0- mezonkashfqilindi.

- mezonlar. 1950-yillardan boshlabkashfqilinganzarralarninngsonikeskinortibbordi. Bularqatoriga K- mezonlar ham kiradi. Ularningzaryadimusbat, manfiy, nolbo’lishimumkin. Massalariesa 966-974m at6rofida.

Giperonlar. Keyingizarralarguruhigiperonlardeyiladi. Ularningmassalari 2180me dan 3278 me gachaoraliqdabo’ladi.
Rezonanslar. keyingipayrlardayashashdavrlarijudakichikbo’lganrezonanslar deb ataluvchizarralarkashfqilindi. Ularnibevositaqaydqilishningilojibo’lmay, vujudgakelganiniparchalashidahosilbo’lganmahsulotlagaqarabaniqlanadi.
Umumanolinganda, dastlabkipaytlardabor-yo’g’ibirnechaginavamateriyaningengjajjigishtchalari deb hisoblanganelementarzarralarkeyinchalik, shuqadarxilma-xilvashuqadarmurakkabbo’libchiqdi.
Antizarralar. Birinchiantizarralar – elektronningantizarrasi – positron kashfqilingandanso’ng, boshqazarralarning ham antizarrasiyo’qmikan, degansavollitug’diradi. Antizarralar 1955-yilda mis nishonniprotonlarbilanbombardimonqilishnatijasidahosilqilinadi. 1956-yilda esaantineytronkashfqilindi. Hozirgipaytda har birzarraningo’zantizarrasi, ya’nimassasivaspiniteng, zaryadiesaqarama-qarshibo’lganzarramavjudligianiqlangan.
Elektronvaprotonlarningantizarralarizaryadiningishorasibilanfarqqilsa, neytronvaantineytronxususiymagnitmomentlariningishorasibilanfarqqiladi. Zaryadsizzarralarfoton, π0- mezonlarningo’zlarivaantizarralariningfizikxossalaribirxil.
Antizarralarto’g’risidama’lumotgaegabo’lgandankeyino’quvchidazarravaantizarrauchrashibqolsanimabo’ladi, degansavoltug’ilishitabiiy. Ushbusavolgajavobnikeyingisatrlardatopasiz.

Moddavamaydonningbir-birigaaylanishi. Elektronningo’zantizarrasi – positron bilanuchrashuviularningelektromagnitnurlanishkvantigaaylanishigavaenergiyaajralishigaolibkeladi. Bu hodisaannigilyatsiyadeyiladi:

e- + e+ → 2γ.
Nafaqat electron vapozitron, balkibarchazarralar ham o’zantizarralaribilanuchrashgandaannigilyatsiyagakirishadi. Boshqachaaytganda, ularelektromagnitmaydonkvantlariga (fotonlarga) aylanadi.
Ushbuholdaannigilyatsiyaso’ziunchaqulaytanlanmagan. Chunki u lotincha “yo’qolish”deganma’nonianglatadi. Aslidaesazarravaantizarrauchrashgandahechqandayyo’qolishro’ybermaydi. Barchasaqlanishqonunlarito’labajariladi. Materiyamoddako’rinishidanelektromagnitmaydonkvantlariko’rinishigao’tadi, xolos.
Agar modaningelekrtomagnitmaydonkvantlarigaaylanishjarayoniro’ybersa, undateskarisi, maydonkvantlariningmoddagaaylanishjarayoni ham ro’ybermaydimi, degansavoltug’iladi. Albattaro’yberadi. Umumanolganda, biz bujarayonbilantanishmiz. Energiyasi electron vaprozitronningtinchlikdagienergiyalariyig’indisidankattabo’lganγ- kvant Eγ> 2m0c2 = 1,02 MeV yadroningyonidano’tadigan electron-pozitronjuftligigaaylanishimumkin:
γ → e- + e+
Elektron-pozitronjuftliginingpaydobo’lishivaularningannigilyatsiyasimateriyaningikkishakli (maydonvamodda) o’zarobir-birigaaylanishlariniko’rsatadi.
Antimodda. Agar zarralarningantizarralarimavjudbo’lsa, undaantiyadro, aniqrog’Iantizarralardantashkiltopganantimoddayo’qmikan? Antiyadrolarningmavjudligiqaydqilingan. Birinchiantiyadro – antideytron (p va n larningbog’langanholati) 1965- yildaamerikalikfiziklartomonidantopilgan. Keyinchalikesaserpuxovadagitezlatgichdaantigeliy (1970) vaantitritiy (1973) yadrolarihosilqilinadi.
Zarralarbilanto’qnashgandaannigilyatsiyagauchrashiantizarralarninguzoqvaqtzarralarorasidabo’lishigaimkonbermaydi. Shunialohidatakidlashkerakki, annigilyatsiyajarayonidajudakattamiqdordaenergiyaajralibchiqadi. Solishtirishuchunaytishmumkinki, ajralibchiqadiganenergiyadanmillionlabmartakattadir. Shundayqilib, annigilyatsiyadao’zarota’sirlashadiganzarralarningbarchaenergiyasiboshqaturdagienergiyagaaylanadi, ya’niannigilyatsiyamavjudenergiyamanbalariorasidaengkattaenergiyaajraladiganjarayondir. Agar olamningbizgayaqinbirorjoyidaantimoddamavjudbo’lgandaedi, kuchlimiqdordaenergiyaajralishikerakedi. Lekinastofiziklarhanuzgachabundayholnietmaganlar. Shuninguchun ham antimoddanio’rganishhozircha, faqatmoddatuzilishinio’rganishyo’nalishidagi fundamental izlanishlardaniboratbo’libqolmoqda.

Elementarzarrachalarningasosiyxossalari.

Har birelementarzarrachadiskretfizikqiymatlarto'plamibilantavsiflanadi. miqdorlar (kvantsonlar). Barchaelementarzarralarningumumiyxarakteristikalarimassa, umrko'rish, spin, elektr. zaryadlash.
Hayotiymuddatigaqarabelementarzarralarbarqaror, yarimbarqarorvabeqaror (rezonanslar) gabo'linadi. Barqaror (zamonaviyo'lchovlarninganiqligidoirasida) quyidagilar: elektron (5 -10 21 yoshdanyuqoriumrko'rishmuddati), proton (10 31 yoshdanyuqori), fotonvaneytrin. Kvazibilbarqarorzarrachalargaelektromagnitvakuchsizta'siro'tkazishnatijasidaparchalanadiganzarralarkiradi, ularningishlashmuddati 10 -20 s dan oshadi. Kuchlita'siro'tkazishnatijasidarezonanslarparchalanadi, ularningxarakterliumrko'rishmuddati 10 -22 -10 -24 s.
Elementarzarralarningichkixarakteristikalari (kvantsonlari) - lepton (L belgisi) vabariyonik (B belgisi) zaryadlari; ushburaqamlarbarchaturdagimablag'laruchunqat'iysaqlanadiganqiymatlar deb hisoblanadi. o'zarota'sir Lepton neytrinoslarivaularningzarrachalariuchun L qarama-qarshibelgilargaega; bariyonlaruchun B \u003d 1, moskeladiganantipartikullaruchun B \u003d -1.
Maxsuskvantraqamlariningmavjudligihadronlargaxosdir: "g'alati", "jozibali", "go'zallik". Oddiy (g'alatibo'lmagan) adronlar - proton, neytron, -mesonlar. Adronlarningturliguruhlariichidamassasiyaqinbo'lganvakuchlio'zarota'sirgao'xshashxususiyatlargaegabo'lganzarrachalaroilalarimavjud., Ammo parchalanishbilan. elektrqiymatlarizaryad; engoddiymisol - proton vaneytron. Bundayelementarzarrachalaruchunumumiykvantsoni deb ataladi. izotopikodatdagi spin singari, butunvayarimtamsayıqiymatlarinioladigan spin. Qiymatlar1ni qabulqiladiganichkitenglik, shuningdek, hadronlarningo'zigaxosxususiyatlarigategishli.
Elementarzarralarningmuhimxususiyatiularningelektromagnityokiboshqao'zarota'sirlarinatijasidao'zarokonvertatsiyaqilishqobiliyatidir. O'zaroaloqalarturlaridanbiri - shunday deb ataladi. juftlikniyaratishyokizarrachaning ham, antipartikulaning ham hosilbo'lishi (umumanolganda, qarama-qarshi lepton yokibarionzaryadlijuftelementarzarrachalarninghosilbo'lishi). Leptonlarningto'qnashuvidaelektron-pozitron e - e +, yangiog'irzarralarning muon juftlariniyaratish, cc- va bb-holatlariningkvarklarinihosilbo'lishiningmumkinbo'lganjarayonlari (pastgaqarang). Elementarzarrachalarningo'zarokonversiyasiningyanabirturibusonlisonlifotonlar (kvantlar) hosilbo'lishibilanzarralarningto'qnashuvidajuftlikniyo'qqilishdir. Odatdato'qnashganzarrachalarningnolumumiyaylanishida 2 ta fotonva 1 gatengumumiyaylanada 3 ta fotonhosilbo'ladi (zaryadparitetiningsaqlanishqonuniningnamoyonbo'lishi).
Muayyansharoitlarda, xususanto'qnashganzarrachalarning past tezligidabog'langantizim - pozitronium e - e + vamuonyumhosilbo'lishimumkin, bubeqarortizimlarko'pinchadeyiladi. vodorodgao'xshashatomlar, ularningoroldayashashmuddatiko'pjihatdanoroldagialoqagabog'liqbo'lib, bukondansatörtuzilishinio'rganishuchunvodorodgao'xshashatomlardanfoydalanishgaimkonberadi. orolichidagivatezkorkimyoviykinetikasi. p-tions (qarang. Mezon kimyosi, Yadrokimyosi).

Adronlarningkvarkmodeli. Adronlarningkvantsonlarinitasniflashuchunularnibatafsilo'rganishnatijasidag'alatiadronlarvaoddiyadronlarbirlashganmultiplets deb nomlanganyaqinavliyolargaegabo'lganzarrachalarbirlashmalarinihosilqiladideganxulosagakelishmumkinedi. Ulargakiritilganzarrachalarsoni 8 (oktet) va 10 (dekuplet). Unitarmultipletnitashkiletuvchizarralarbirxil spin va int gaega. parite, lekinelektrqiymatlaribilanfarqqiladi. zaryad (zarralarizotopikmultiplet) vag'alati. Nosimmetrikliklarunitarguruhlarbilanbog'liqbo'lib, ularnianiqlashmaxsustuzilmalarbo'linmalariborligito'g'risidaxulosachiqarishgaasosbo'ldi, ulardanadronlar, kvarklarqurildi. Hadronlar 3 kilogrammdaniboratkombinatsiyalarekanligigaishonishadi. Spinli 1/2 zarralar: n-kvarklar, d-kvarklarva s-kvarklar. Demak, mezonlarkvarkdanvaantarkarkdan, barionlar 3 kvarkdaniborat.

Adronlar 3 kvarkdaniboratdegantaxmin 1964 yilda (J. Zvaygvamustaqilravishda M. Gell-Mann) qilingan. Keyinchalik, yanaikkitakvark - "jozibali" (c) va "chiroyli" (b) hadronlarningtuzilishimodeligakiritilgan (xususan, Pauli printsipigazidbo'lmaslikuchun) vakvarklarningo'zigaxosxususiyatlari - "lazzat" va "rang". Adronlarningtarkibiyqismlarisifatidaishlaydigankvarklarerkinholatdakuzatilmadi. Adronlarningxilma-xilligiparchalanishgabog'liq. u-, d-, s-, c- va b-kvarklarningbirikkanholatlarnihosilqiluvchibirikmalari. U-va d-kvarklardanqurilganbog'langanholatlargaoddiyadronlar (proton, neytron, -mesonlar) to'g'rikeladi. Hadronda u- va d-kvarklarbilanbirgabitta s-, c- yoki b-kvarkningmavjudligi, moskeladiganhadronning "g'alati", "jozibali" yoki "chiroyli" ekanliginianglatadi.
Oxiridao'tkazilganeksperimentlarnatijasidaadronlartuzilishiningkvarkmodelitasdiqlandi. 60-yillar - erta.
70-yillar 20-asr Kvarklaraslidayangielementarzarralar - materiyaninghadronikshakliuchunchinakamelementarzarralarsifatidaqaralishniboshladi. Erkinkvarklarningkuzatilmasligi, aftidan, fundamental xaraktergaegavaularniorolningtarkibiyqismlarizanjiriniyopuvchielementarzarralar deb taxminqilishgaasosberadi. Nazariymavjud. vatajriba. kvarklarorasidagita'sirqiluvchikuchlarmasofabilansusaymasligi, ya'nikvarklarnibir-biridanajratishuchuncheksizkattaenergiya talab etilishiyokiboshqachaaytganda, kvarklarningerkinholatdapaydobo'lishimumkinemasligifoydasigaargumentlar. Bu ularniorolningmutlaqoyangiturdagitarkibiybo'linmalarigaaylantiradi. Ehtimol, kvarklarmateriyaningparchalanishidagioxirgibosqichvazifasinibajarishimumkin.

Qisqatarixiyma'lumotlar.Birinchikashfetilganelementarzarrachaelektron - salbiytashuvchidir. elektratomlardagizaryad (J.J. Tomson, 1897). 1919 yilda E. Rezerfordulardanuribtushirilganzarralarorasida K-mezonlarnikashfetdi (S. Pauellguruhi, 1947; bundayzarralarningmavjudligini 1935 yilda X. Yukavataklifqilgan). Oxirida. 40-yillar - erta. 50-yillar "g'alati" zarralartopildi. Ushbuguruhningbirinchizarralari - K + - va K - -mesonlar, A-giperonlar ham kosmosdaqaydetilgan. nurlar.

Boshidan. 50-yillar tezlatgichlarasosiygaaylandi. zarrachalarnio'rganishvositasi. Antiproton (1955), antineutron (1956), anti-giperon (1960), 1964 yildaesaengog'irV - giperon. 1960-yillarda. akseleratorlardajudako'pbeqarorrezonanslartopildi. 1962 yildaikkixilneytrinoningborligianiqbo'ldi: elektronva muon. 1974 yildamassiv (3-4 ta proton massasi) vashubilanbirganisbatanbarqaror (oddiyrezonanslarganisbatan) zarralarkashfqilindi, buyangielementarzarralaroilasibilanchambarchasbog'liqbo'lgan - "maftunkor", ularningbirinchivakillari 1976 yildatopilgan 1975 yildaelektronva muon leptonningog'iranalogi, 1977 yilda - massasio'ngayaqin proton massasibo'lganzarralar, 1981 yilda "chiroyli" zarralartopildi. 1983 yildama'lumbo'lganengog'irelementarzarralar - bosonlar (massasi 80 GeV) va Z ° (91 GeV) topildi.
T. namunasi, elektronkashfetilganidanberio'tganyillardavomidajudako'pmiqdordagiturlixilmikropartikullarnianiqladi. Elementarzarralardunyosimurakkabbo'libchiqdivaularningxususiyatlariko'pjihatdankutilmaganedi.
Yoqilgan: Kokkede J., kvarklarnazariyasi, [trans. ingliztilidan], M., 1971; Markov MA, Moddaningtabiatito'g'risida, M., 1976; Okun L.B., Leptonlarva Quarks, 2-nashr, M., 1990.

Elementarzarralar" tushunchasi

"Elementar" atamasininganiqma'nosida - bumateriyatarkibtopgan, ichkituzilishgaegabo'lmaganasosiybo'linmaselementarzarralar.
1932 yilgakelibzarralarningto'rtturima'lumbo'lgan: elektronlar, protonlar, neytronlarvafotonlar. Ushbuzarralar (fotondantashqari) chindan ham kuzatilganmateriyaningtarkibiyqismlaridir.
1956 yilgakeliballaqachon 30 gayaqinelementarzarralarkashfetilganedi. Shundayqilib, kosmiknurlanishtarkibidapozitronlar (1932), muonlar (1936), p (pi) - mezonlar (1947), g'alatizarralar K (ka) - mezonlarvagiperonlartopilgan. Ushbusohadagikeyingikashfiyotlarzarrachalargayuzlabvaminglab MeV tartibidagienergiyalarberib, kattatezlatgichlaryordamidaamalgaoshirildi. Antiprotonlar (1955) vaantineutronlar (1956), og'irgiperonvarezonanslar (60-yillar), "maftunkor" va "yoqimli" zarralar (70-yillar), t (tau) - lepton ( 1975), n (upsilon) - massasio'ngayaqin (!) Proton massasibo'lganzarracha, «chiroyli» zarralar (1981), oraliqvektorbosonlari (1983). Hozirbirnechayuzzarralarma'lumvaularningsonio'sishdadavometmoqda.
Ushbuelementarzarrachalarningumumiyxususiyatishundaki, ularmateriyaningmavjudbo'lishiningo'zigaxosshakllaribo'lib, ularyadrovaatomlarbilanbog'liqemas. Shu sababli " yadrozarralari "... Ushbuzarralarningaksariyatielementarlikningqat'iyta'rifiniqondirmaydi, chunki (zamonaviytushunchalargako'ra) ularkompozitsiontizimlar, ya'niularichkituzilishgaega. Biroq, o'rnatilganamaliyotgamuvofiq, "elementarzarralar" atamasisaqlanibqoladi. Moddaningasosiyelementlari (masalan, elektron) deb da'voqiladiganzarralar " haqiqatan ham boshlang'ich ".
Barchaelementarzarralarjudakichikmassalargaega: 10 -22 dan (oraliqbozonlaruchun) ~ 10 -27 gacha (elektronuchun). Engengilzarralarneytrinlardir (uningmassasielektronmassasidan 10 mingmartakam deb taxminqilinadi). Elementarzarrachalarningkattaligi ham nihoyatdakichik: 10 -13 sm dan (adronlaruchun)< 10 -16 смуэлектроновимюонов.
Mikroskopikmassalarvao'lchamlaraniqlaydikvantningo'zigaxosxususiyatlarielementarzarralarningharakati. Engmuhimkvantxususiyati - buboshqazarralarbilano'zaroaloqadatug'ilishvayo'qqilish (emissiyavasingdirish) qobiliyatidir.
Ko'pginaelementarzarralarbeqaror: kosmiknurlardayokitezlatgichlardatug'ilib, ularsoniyaningbirqismigachayashaydilarvakeyinparchalanadilar. Zarrachalarbarqarorliginingo'lchovio'rtachaumr t. Elektron, proton, fotonvaneytrin - mutlaqobarqarorzarralar(t® ¥), har holda, ularningparchalanishieksperimentaltarzdaaniqlanmagan. Neytronyarimbarqaror (t \u003d (898 ± 16) s. O'rtachaumrko'rishdavomiyligi 10 -6, 10 -8, 10 -10, 10 -13, 10 -16, 10 -20 s bo'lganbeqarorzarrachalarguruhlarimavjud. Engyumshoqtirikzarralarrezonanslar : t ~ (10 -22 -10 -23) s.

Elementarzarralarningumumiyxarakteristikalari ham spin, elektrzaryadi q vaichkimagnitmomentdir. Spin odatdabirliklardaifodalanadivafaqatbutunyokiyarimbutunqiymatlarnioladi. U zarrachaningmumkinbo'lgan spin holatlarisonini, shuningdek, ushbuzarralarbo'ysunadiganstatistikaturinianiqlaydi. Shu asosdabarchazarrachalarbo'linadifermionlar (yarimbutunspinlizarrachalar) vabosonlar (butunspinlizarralar). Zarrachaningelektrzaryadi | e | elementarzaryadningbutunsonigako'paytmasi \u003d 1,6 × 10 -19 Cl. Ma'lumelementarzarralaruchun e birliklaridagielektrzaryadiquyidagiqiymatlarnioladi: q \u003d 0, ± 1, ± 2. Fraksiyonelzaryadlizarralar - kvarklar - erkinholatdabo'lmang (5.3.2-bandga qarang).

Ichkimagnit moment tashqiholatdagizarrachaningtashqimagnitmaydonbilano'zarota'sirinitavsiflaydi. Vektorlarva
parallel yoki antiparallel.
Yuqoridasanabo'tilganlardantashqari, elementarzarralar "ichki" deb nomlanganbirqatorkvantxarakteristikalaribilan ham ajralibturadi (lepton zaryadi, barionzaryadi, g'aroyiblikvaboshqalar).
Deyarli har birzarrachamoskeladizarracha - massasi, umri, aylanishibirxilbo'lganzarracha; ularningqolganxususiyatlarimutlaqqiymatgateng, ammo belgisigaqarama-qarshi (elektrzaryadi, magnit moment, ichkikvantxarakteristikalari). Ba'zizarralar (masalan, foton) ichkikvantsonlarigaegaemasvashuninguchunularningzarrachalaribilanbirxil - buchindan ham neytralzarralar.
Antipartikullarmavjudligito'g'risidaxulosanibirinchibo'lib P. Dirak (1930) qilgan. U zarrachaningholatiniyarimspinli spin bilantavsiflovchirelyativistikkvanttenglamasinikeltiribchiqardi. ErkinzarrachauchunDiraktenglamasizarrachaningimpulsi (p), energiya (E) vamassasi (m) o'rtasidagirelyativistikmunosabatlargaolibkeladi:

Tinchholatdabo'lganelektronuchun (p e \u003d 0) quyidagienergiyadarajalarimumkin:

va ,energiyaoralig'i "Taqiqlangan".
Maydonningkvantnazariyasidasalbiyenergiyagaegazarrachaningholatimusbatenergiyagaega, ammo qarama-qarshielektrzaryadibo'lganzarrachaningholatisifatidatalqinetiladi. Mumkinbo'lganbarchasalbiyenergiyadarajalarito'ldiriladi, ammo kuzatibbo'lmaydi. Energiyagaegabo'lganfotonelektronnisalbiyenergiyaliholatdanijobiyenergiyagao'tkazishgaqodir (5.1-rasmga qarang) - elektronkuzatiladiganbo'libqoladi.
Fizikadaelementarzarralar atom yadrosimiqyosidagifizikob'ektlar deb ataladi, ularnitarkibiyqismlarigaajratibbo'lmaydi. Biroq, bugungikungakelib, olimlarhali ham ularningayrimlariniajratishgamuvaffaqbo'lishdi. Ushbumaydanarsalarningtuzilishivaxususiyatlarielementarzarralarfizikasitomonidano'rganiladi.
Barchamoddalarnitashkiletuvchiengkichikzarralarqadimgidavrlardama'lumbo'lgan. Biroq, "atomizm" deb nomlanganasoschilarQadimgiYunonistonfaylasufiLeykippvauningtaniqlishogirdiDemokrithisoblanadi. Ikkinchisi "atom" atamasinikiritgan deb taxminqilinadi. Qadimgiyunoncha "atomos" qadimgifaylasuflarningqarashlarinibelgilaydigan "bo'linmaydigan" deb tarjimaqilingan.
Keyinchalikma'lumbo'lishicha, atomnihanuzgachaikkitafizikob'ektga - yadrovaelektrongabo'lishmumkin. Keyinchalik 1897 yildainglizJozef Tomson katodnurlaribilantajribao'tkazib, ularningmassasivazaryadibirxilbo'lganbirxilzarrachalaroqimiekanliginianiqlaganida, keyinchalikbubirinchielementarzarragaaylandi.
Tomsonningishibilan parallel ravishdarentgennurlanishinio'rganadiganAnriBekkereluranbilantajribalaro'tkazadivayanginurlanishturinikashfetadi. 1898 yildafrantsiyalikjuftfiziklar Mari va Per Kyuri har xilradioaktivmoddalarnio'rganib, birxilradioaktivnurlanishnianiqladilar. Keyinchalikuning alfa (2 ta proton va 2 ta neytron) va beta-zarralardan (elektronlardan) iboratekanligianiqlanadivaBekerelvaKyuri Nobel mukofotigasazovorbo'lishadi. MariyaSklodovska-Kyuriuran, radiyvapolonyumkabielementlarbilantadqiqotlarolibborishdahechqandayxavfsizlikchoralariniko'rmagan, hattoqo'lqopkiymagan.

Natijada, 1934 yildaunileykemiyaegallaboldi. Buyukolimningyutuqlariniyodgaolib, birjuftKuritomonidantopilgan element poloniyga Maryam vataniPoloniya, LotintilidanPolshanomiberilgan.

G'alati zarralar.TO-mesonlarvagiperonlar XX asrning 50-yillari boshlaridakosmiknurlartarkibidatopilgan. 1953 yildanboshlabulartezlatgichlardaishlabchiqarilaboshlandi. Ushbuzarrachalarningxatti-harakatishunchalikg'ayrioddiybo'libchiqdiki, ularnig'alati deb atashdi. G'alatizarrachalarningg'ayrioddiyxatti-harakatlarishundaniboratki, ular 10-23 sekundlikxarakterlivaqtbilankuchlio'zarota'sirlartufaylianiqtug'ilishganvaularningumrko'rishvaqti 10-8 -10 -10 s gachabo'lgan. Oxirgiholatshuniko'rsatdiki, zarralarningparchalanishizaifo'zarota'sirnatijasidayuzagakeladi. G'alatizarralarnegabuqadaruzoqturishiumumantushunarsizedi. Xuddishuzarralar (b-mezonlarva proton) b-giperonninghosilbo'lishida ham, parchalanishida ham ishtiroketganligisababli, ikkalajarayonningstavkalari (ya'ni, ehtimolligi) har xilekanligiajablanarlituyuldi. Keyingitadqiqotlarshuniko'rsatdiki, g'alatizarralarjuftbo'libtug'iladi. Bu shuniko'rsatadiki, kuchlita'siro'tkazishzarralarningparchalanishidarolo'ynashimumkinemas, chunkiularnamoyonbo'lishiuchunikkitag'alatizarrachaningmavjudligini talab qiladi. Xuddishusababgako'rag'alatizarralarnibittaishlabchiqarishmumkinemas.

G'alatizarralarningbittaishlabchiqarilishinitaqiqlashnitushuntirishuchun M. Gell-Mann va K. Nishijimayangikvantsoninihisobgaoldilar, ularningumumiyqiymati, ularningtaxminlarigako'ra, kuchlio'zarota'sirlarostidasaqlanibqolinishikerak. Bu kvant son Snomiberilganzarrachalarg'alati... Zaifshovqinlardag'alatidavometmasligimumkin. Shuninguchun u faqatkuchlio'zarota'sirqiluvchizarralar - mezonlarvabarionlargaberiladi.
Neytrino.Neytrino - kuchliyokielektromagnito'zarota'sirlardaqatnashmaydigan yagona zarradir. Barchazarrachalarishtiroketadigantortishkuchita'sirinihisobgaolmaganda, neytrinolarfaqatzaifo'zarota'sirlardaishtiroketishimumkin.
Uzoqvaqtdavomidaneytrinoningantineutrinodanqandayfarqqilishinoma'lumbo'libqoldi. Birgalikdatenglikuchunsaqlanishqonuniningkashfetilishibusavolgajavobberishgaimkonberdi: ularikkilikjihatidanfarqqiladi. Ostidamerosxo'rlikimpulsyo'nalishlario'rtasidagima'lummunosabatlarnianglatadiRvaorqagaSzarralar. Agar spin vaimpulsbiryo'nalishdabo'lsa, spirallikijobiyhisoblanadi. Bu holdazarrachaning harakat yo'nalishi( R) vaaylanishgamoskeladigan "aylanish" yo'nalishio'ngvintnihosilqiladi. Qarama-qarshiyo'naltirilganorqagavamomentumgaqarab, spiral salbiybo'ladi (tarjimaharakativa "aylanish" chap vintnihosilqiladi). Yang, Li, Landau va Salam tomonidanishlabchiqilganuzunlamasınaneytrinalarnazariyasigako'ra, tabiatdamavjudbo'lganbarchaneytrinlar, kelibchiqishyo'lidanqat'inazar, har doimto'liqbo'ylamaqutblangan (ya'niularningspiniimpulsga parallel yoki antiparallel yo'naltirilgan) R). Neutrino borsalbiy(chapda) helicity (u yo'nalishlarnisbatibilanmoskeladi S vaRrasmdako'rsatilgan. 5 (b), antineutrino - musbat (o'ngda) helicity (a). Shundayqilib, neytrinoniantineytrinodanajratibturadigannarsa - buspirallikdir.

Shakl: besh.Elementarzarrachalarningspiralligidiagrammasi

Elementarzarralarningsistematikasi.Elementarzarrachalardunyosidakuzatilganqonuniyatlarnisaqlashqonunlarishaklidashakllantirishmumkin. Bundayqonunlarningko'piallaqachonto'planibqolgan. Ulardanba'zilarianiqemas, faqattaxminiy. Har birsaqlanishqonunitizimningma'lumbirsimmetriyasiniifodalaydi. Momentumnisaqlashqonunlari R, burchak momentum LvaenergiyaEmakonvavaqtningsimmetriyaxususiyatlariniaksettirish: saqlashEvaqtningbirxilligi, saqlanibqolishiningnatijasidirRkosmosningbirxilligivasaqlanibqolishitufayli L- uningizotropiyasi. Paritetnisaqlashqonunio'ngva chap o'rtasidagisimmetriyabilanbog'liq( R-invarians). Zaryadkonjugatsiyasiganisbatansimmetriya (zarralarvazarrachalarsimmetriyasi) zaryadlarparitetinisaqlashgaolibkeladi( Dan-invarians). Elektr, barionva lepton zaryadlariningsaqlanishqonunlarimaxsussimmetriyaniifodalaydi Dan-funktsiya. Vanihoyat, izotopik spinning saqlanishqonuniizotopikmakonizotropiyasiniaksettiradi. Tabiatnimuhofazaqilishqonunlaridanbirigarioyaqilmaslikushbuo'zarota'sirdamoskeladigansimmetriyaturiningbuzilishinianglatadi.

Elementarzarralardunyosidaqoidaqo'llaniladi: tabiatnimuhofazaqilishto'g'risidagiqonunlartomonidantaqiqlanmagan har birnarsagaruxsatberiladi... Ikkinchisizarrachalarningo'zarota'sirinitartibgasoluvchiistisnoqoidalarirolinio'ynaydi. Avvalo, energiya, impulsvaelektrzaryadiningsaqlanishqonunlariniqaydetamiz. Ushbuuchtaqonunelektronningbarqarorliginitushuntiradi. Energiyavaimpulsningsaqlanishidankelibchiqadiganbo'lsak, parchalanadiganmahsulotlarningumumiytinchlikmassasichiriganzarraningqolganmassasidankambo'lishikerak. Bu shunianglatadiki, elektronfaqatneytrinvafotonlargaparchalanishimumkin. Ammo buzarralarelektrneytraldir. Demak, elektrondaelektrzaryadinio'tkazadiganodamyo'q, shuninguchun u barqarordir.

Kuarklar.Boshlang'ich deb nomlanganzarralarshunchalikko'pediki, ularningboshlang'ichtabiatidajiddiyshubhalarmavjudedi. Kuchlita'siro'tkazadiganzarralarning har biriuchtamustaqilqo'shimchalarkvantraqamlaribilantavsiflanadi: zaryad Q, ortiqchazaryadBorvabarionzaryadi IN... Shu munosabatbilanbarchazarralaruchtaasosiyzarrachalardan - buzaryadlarnitashuvchilardanqurilgandegangipotezapaydobo'ldi. 1964 yilda Gell-Mann vaundanmustaqilravishdashveytsariyalikfizikTsveyggipotezaniilgarisurdi, ungako'rabarchaelementarzarralarkvarklar deb nomlanganuchtazarrachadanqurilgan. Fraksiyonelkvantraqamlariushbuzarralarga, xususan, + ⅔ gatengbo'lganelektrzaryadigategishli; –⅓; Uchkvarkning har biriuchunmosravishda + ⅓. UshbukvarklarodatdaharflarbilanbelgilanadiU,D.,S... Kvarklardantashqariantiqabuyumlar( siz,d, s). Bugungikundama'lumbo'lgan 12 kvarkbor - 6 kvarkva 6 antiquar. Mezonlarkvark-antikarkjuftligidan, barionlaresauchtakvarkdanhosilbo'ladi. Masalan, proton vaneytronuchtakvarkdaniboratbo'lib, bu proton yokineytronnirangsizqiladi. Shunga ko'ra, kuchlio'zarota'sirninguchtazaryadlarifarqlanadi - qizil( R), sariq ( Y) vayashil ( G).

Har birkvarkgabirxilmagnit moment (mV) beriladi, uningqiymatininazariyadananiqlashmumkinemas. Ushbutaxminasosidaqilinganhisob-kitoblar m p magnitmomentiningqiymatiniberadi = m kvvaneytronuchun m n = – Mk kv.
Shundayqilib, magnitmomentlarningnisbatiuchun m p qiymat / m n = –⅔, bueksperimentalqiymatbilanjudamoskeladi.
Asosankvarkningrangi (elektrzaryadiningbelgisikabi) kvarklarningo'zarotortilishivaitarilishinibelgilaydiganxususiyatdagifarqniifodalayboshladi. Turlixilta'siro'tkazishmaydonlariningkvantlarigao'xshashlik (elektromagnito'zarota'sirdagifotonlar, r-kuchlio'zarota'sirdagimassonlarvaboshqalar), kvarklarorasidagio'zarota'sirningzarrachalari-tashuvchilarikiritildi. Ushbuzarralarnomlanganglyonlar... Ularrangnibirkvardanikkinchisigao'tkazib, kvarklarniushlabturishigaolibkeladi. Kvarkfizikasidaqamoqgipotezasituzilgan (ingliztilidanolingan). qamoqxonalar- ushlash) kvarklar, ungako'rakvarknibutundanayirishmumkinemas. U faqatyaxlitlikelementisifatidamavjudbo'lishimumkin. Kvarklarningfizikadahaqiqiyzarralarsifatidamavjudligiishonchliasoslanadi.
Kvarklarg'oyasijudasamaralibo'libchiqdi. Bu nafaqatma'lumbo'lganzarralarnitizimlashtirishga, balkibirqatoryangilarinibashoratqilishga ham imkonberdi. Elementarzarralarfizikasidagiholat 1869 yilda D. I. Mendelevtomonidandavriyqonunkashfetilganidankeyin atom fizikasidagiholatnieslatadi. Ushbuqonunningmohiyatikvantmexanikasiyaratilgandanatigi 60 yilo'tgachaniqlanganbo'lsa-da, u o'shavaqtgachama'lumbo'lgankimyoviyelementlarnitizimlashtirishgaimkonberdivabundantashqari, yangielementlarningmavjudligivaularningxususiyatlarihaqidabashoratqilishgaolibkeldi. Xuddishutarzda, fiziklarelementarzarralarnitizimlashtirishnio'rgandilarvarivojlangansistematikalarbirqatorholatlardayangizarrachalarmavjudliginibashoratqilishgavaularningxususiyatlarinitaxminqilishgaimkonberdi.
Shundayqilib, hozirgivaqtdakvarklarvaleptonlarchinakamelementar deb hisoblanishimumkin; ularning 12 tasiyokipiyodalarga-zarralarbilanbirgalikda - 24. Bundantashqari, to'rttaasosiyo'zarota'sirnita'minlaydiganzarralarmavjud (o'zarota'sirkvantlari). Ushbuzarralarning 13 tasimavjud: graviton, foton, V ± - va Z- zarralarva 8 gluonlar.
Mavjudelementarzarralarnazariyalariqatorningboshlanishinimanianglatishimumkinemas: atomlar, yadrolar, adronlar, kvarklarBu qatorda har birmurakkabmoddiytarkibtarkibiyqismsifatidasoddasinio'zichigaoladi. Ko'rinibturibdiki, buabadiydavometishimumkinemas. Ta'riflanganmoddiytuzilmalarzanjiritubdanboshqachatabiatob'ektlarigaasoslangan deb taxminqilingan.

Ko'rsatilganidek, bundayob'ektlarjudamayda (~ 10-33 sm) shakllanishigaqaramaynuqsonliemas, balkikengaytirilganbo'lishimumkin. superstrings.Ta'riflangang'oyabizningto'rto'lchovlimakonimizdaamalgaoshirilmaydi. Fizikaningbusohasiumumano'tamavhumbo'lib, elementarzarralarnazariyasigaxosg'oyalarniidrokqilishnisoddalashtirishgayordamberadiganvizualmodellarnitopishjudaqiyin. Shunga qaramay, ushbunazariyalarfiziklarga "engelementar" mikroob'ektlarningo'zarobog'liqligivao'zarobog'liqligini, ularningto'rto'lchovlifazo-vaqtxususiyatlaribilanbog'liqliginiifodalashgaimkonberadi. Engistiqbolli deb atalmish M-nazariya (M - dan sir- jumboq, sir). U operatsiyaqilmoqdao'nikkio'lchovlibo'shliq ... Pirovardida, biz to'g'ridan-to'g'riidroketganto'rto'lchovlidunyogao'tishpaytidabarcha "qo'shimcha" o'lchovlar "qulabtushadi". M-nazariyasihanuzgachato'rttaasosiyo'zarota'sirnibitta deb atashgaimkonberadigan yagona nazariyaBuyukkuch.Shuningdek, M-nazariyasiturliolamlarningmavjudligini tan olishivadunyomizningpaydobo'lishinita'minlaydiganshart-sharoitlarnibelgilashimuhimdir. M-nazariyasihalietarlicharivojlanmagan. Bu final deb ishoniladi "Hammanarsanazariyasi" xXIasrda M-nazariyasiAsosidaquriladi

Elementarzarracha (boshqanomlari:fundamentalzarracha, elementarzarra) parchalanishimumkinboʻlmaganyokiparchalanaolishiisbotetilmaganzarrachadir. Standartmodeldakvark, lepton vakalibrbozonlarelementarzarracha, deb koʻriladi.

Oʻtmishdaadronlar (masalan, proton vaneytron) vahattoatomlarelementarzarracha, deb hisoblangan; biroqkeyinchalikularningkichikroqzarrachalardantashkiltopganiayonboʻldi. XX asrdaelementarzarrachalarnazariyasigakvanttushunchasikiritildi; butushunchaelektromagnetizmdainqilobyasab, kvantmexanikasisohasiyaratilishigasababboʻldi. Dastlabkimaʼnosigakoʻra, Elementarzarrachamateriyatuzilishiningboshlangʻichboʻlinmaselementlaridir. Elementarzarrachadanbirinchiboʻlibmanfiyelementarelektrzaryadlielektron (ye~) kashfqilingan (J. Tomson, 1897). 1919-yilda E. Rezerford (atom yadrosidanuribchiqarilayotganzarralarnioʻrganishda) musbatzaryadlivaelektronmassasigaqaraganda 1840-marta kattamassali proton 0)nikashfqildi. Inglizfizigi J. Chedvikzarralarningberilliybilanoʻzarotaʼsirinioʻrganishdaneytralzarra — neytron (p) nikashfqidsi (1932). Neytronningmassasiprotonningmassasigajudayaqin. Bu uchtazarra (elektron, proton vaneytron) atom tuzilishidaqatnashadi. Hozirgipaytdamaʼlumki, boʻlinmasElementarzarrachahisoblangan proton vaneytronmurakkabtarkibiytuzilishgaega.
1900-yilda M. Plank mutlaqqora jism nurlanishienergiyasidankvantlangan deb fotontushunchasigaasos soldi. Keyinchalik A. Eynshteynelektromagnitnurlanishfotonlartarzidayuzberib, muhitdatarqaladivayutiladi deb fotonninghozirgizamontushunchasiniyaratdi. FotonlarningmavjudligiR.Milliken (1912—15) va R.R. Kompton (1922) oʻtkazgantajribalardatasdiqlandi.
P. Dirakoʻziyaratganelektronningrelyativistiknazariyasidagi (1928—31) harakat tenglamasiningsimmetriyasigaasoslanib, massasielektronmassasigateng ,lekinmusbatzaryadlizarra — pozitron (ye+) ningtabiatdamavjudligininazariyochganboʻlsa, amerikalikfizik K.D. Anderson unikosmiknurlartarkibidaqaydqildi (1932). Mavjudligiyaponfizigi X. Yukavatomonidanyadrokuchlartabiatinitushuntirishdataxminqilingan (1935) vamassasi 274 elektronmassasigatengboʻlganneytralmusbatvamanfiyzaryadlipimezonlarnninglizfizigiS.Pauellkosmiknurlartarkibidaaniqladi (1947). K.D. Anderson vaamerikalikfizik S. Nedermeyerkosmiknurlarustidagitadqiqotlarijarayonidamassasitaxminan 207 elektronmassasigateng ,boshqaxossalaribilanelektrongaoʻxshashmusbatvamanfiyzaryadlimyuonlarnikashfqildilar (1936).
Elementarzarrachagaoidkosmiknurlarnioʻrganishbilanbogʻliqkashfiyotlar 50- yillarningboshidaqaydqilingangʻalatixususiyatlibirguruhzarralar — Kmezonlarvagiperonlarkashfqilinishibilanyakunlandi. KeyingitadqiqotlarElementarzarrachatezlatkichlaridaoʻtkazilib, yuzdanortiqyangiElementarzarrachavaularningantizarralarikashfqilindi. Jumladan, P. Pauli nazariy (1930), F.Raynesva K. Kouentajribadaqaydqilgan (1953) neytrino (neytralzarra)ningikkixili — elektronneytrinosiUSvamyuonneytrinosi V mavjudligianiqlandi.
Juda qisqavaqtyashovchirezonansElementarzarrachaqaydqilindi. Elementarzarrachaningxilmaxilxususiyatlariniifodalashuchunqatoryangikvantsonlari (mas, lepton zaryadi, barionzaryadi, giperzaryad, ajiblik, maftunlikvah.k.) kiritildi.
Elementarzarrachanazariyasiningyaratilishimaydonningkvantnazariyasinnrivojlantirishyoʻlibilanbordi. Elementarzarrachaningmassasi t, elektrzaryadi £>, yashashvaqti t vaspini 1 ularningumumiyxarakteristikalaridir. Elementarzarrachayashashvaqtigaqarabbarqaror (">), kvazibarqaror (yokimetabarqaror, yaʼnibarqarordankeyingi; >>10~22— 10~24sek) guruhigaajraladi. Elementarzarrachaspini Plank doimiysi N ningbutunyokiyarimbutunsonigateng . Bir xilzarralardantashkiltopganansamblda spin qiymatiElementarzarrachastatistikasiniifodalaydi (V. Pauli, 1940).

YarimbutunspinliElementarzarracha — fermionlar Fermi — Dirakstatistikasiga, butunspinliElementarzarracha — bozonlaresaBoze — Eynshteynstatistikasigaboʻysunadi. Jumladan, engyengilzarralarikkitipdagi lepton zaryadiga; elektronvaelektronneytrinosi — elektron lepton zaryadiga, manfiyzaryadlimyuonvamyuonneytrinosi — myuon lepton zaryadigaega. Leptonlardanogʻirzarralar — adronlaruchun lepton zaryadlarinolgateng .Adronlarmaxsusbarionzaryadi (V) bilanifodalanadi. V=+1 boʻlganadronlarbarionlar, V=0 boʻlganadronlarmezonlar deb yuritiladi (barionlarga proton, neytron, giperonlar, barionrezonanslari; mezonlarga k vaL^mezonlar, bozonrezonanslarikiradi).

Elementarzarrachaningoʻzarotaʼsirlashuvjarayonlaridatugʻilishvayoʻqolish (yutilish) xususiyatiularningengmuhimxossasidir. Elementarzarrachadaoʻtadiganhammafizikjarayonlarularningtugʻilishvayoʻqolishaktlariorqalioʻtadi. ElementarzarrachadatugʻilishvayoʻqolishningmavjudligiElementarzarrachaelementaremasligini, ularningtarkibiytuzilishxarakterioʻzarotaʼsirlashuvjarayonlaridaginanamoyonboʻlishinikoʻrsatadi.

Elementarzarralarningasosiyxossalarivaularniklassifikatsiyalash. Kvarklar

Elementarzarralarta’sirlashuviningturlari. Zamonaviytasavurlargako’ra, tabiatdato’rtxil fundamental ta’sirlashuvmavjud. Bularkuchli, elektromagnit, kuchsizvagravitatsionta’sirlahuvlardir. Bu ta’sirlashuvlarning har birini amalgam oshiruvchizarralarva har birigamoskeluvchio’zmaydonlarimavjud.
Kuchliyokiyadroviyta’sirlashuv. Bu ta’srlashuv atom yadrosidaginuklonlarning (proton vaneytron) aloqasinita’minlaydivayadronibirbutunmahsulotsifatidasaqlabturadi. Aynanuningsharofatibilanmoddalarningbarqarorligita’minlanadi. Kuchlita’sirlashuv atom yadrosiningradiusigateng ~10-15 m masofadanamoyonbo’laboshlaydi. U nuklonlaro’rtasidaπ- mezonlaralmashuvibilan amalgam oshiriladi.
Elektromagnitta’sirlashuv. Bundayta’sirlashuvbarchaelektrrazryadgaegazarralarorasidamavjud. U kuchlita’sirdan 137 martakuchsiz. Ta’sirradiusicheklanmagan. Elektromagnitmaydonenergiyasinitashuvchizarrafotonvositasida amalgam oshiriladi. Atomningmavjudliginita’minlaydi. Engto’lao’rganilganta’sirlashuvhisoblanadi.
Kuchsizta’sirlashuv. Asosanelementarzarralarningparchalanishidanamoyonbo’ladi. Β- yemirilish, μ- yemirilishkuchsizta’sirlashuvgayaxshimisolbo’ladi. U kuchlita’sirdan 1014 martakuchsizbo’lib, oraliqbozonlari (z, w) vositasida amalgam oshiriladi.

Gravitasionta’sirlashuv. Bu barchaelementarzarralargaxosbo’lganxususiyat, ya’niularbir-birlarinitortishadi. U kuchlita’sirdan 1039 martakuchsiz. Shuning ham mikrodunyojarayonlaridagita’sirie’tiborgaolinmaydi. Gravitatsionmaydonorqali, graviton deb ataluvchiekzotikzarralarvositasidaamalgaoshiriladi.

“Buyukbirlashuv” nazariyasi. Yuqoridata’kidlanganidek, har birta’sirlashuvningo’zqonunlarimavjud. Ammo olimlarningfikricha, buta’sirlashuvlarningbarchasi yagona qonungabo’ysunishiva soda qilibtushuntirilishizarur. Boshqachaaytganda, har to’rtalata’sirlashuvning ham shundaybirlashuviro’yberishikerakki, biryuqoridako’rganta’sirlashuvlar, buyangita’sirlashuvningma’lumsharoitlardanamoyonbo’ladiganxususiyholigaaylanmog’ilozim. Demak, yangitopilgannazariyamavjudnazariyalarningumumlashmasibo’lishinazardatutilmoqda. Bundantashqari, yanginazariyamavjudnazariyalarninghozirgachanoma’lumbo’libkelganba’ziqirralarinianiqlashgaimkonberadi, deb umidqilinmoqda. Ammo buyo’ldagiko’plaburinishlarhanuzgachakutilgannatijanibermadi. Hozirgachaelektromagnitvakuchsizta’sirlashuvlargina yagona elektrkuchsizta’sirlashuvlargina yagona elektrkuchsizta’sirlashuvgabirlashtirishningilojitopiladi, xalos. Kuntartibidakuchli, elektromagnitvakuchsizta’sirlarnibirlashtiruvchi “Buyukbirlashuv” nazariyasituribdi. Har to’rtalata’sirlashuvlarni ham o’zichigaoluvchi “superbirlashuv” nazariyasi ham o’rganilmoqda.
Xuddishuningdek, elementarzarralarni ham ma’lumqonuniyatlarasosidajadvalgajoylashtirish, ya’niklassifikatsiyalashfiziklarningazaliyorzusidir. Shu maqsaddaularnito’rtguruhgabo’lishgakelishilgan.

Zarralarningnomi

Belgisi

Elektronmassasibirligidagimassasi

Elektronmassasibirligidagi

zaryadi

Yasashvaqti, s

Zarra

Antizarra
Foton

γ

γ

0

0

Doimiy

Leptonlar

Elektronneytrinosi

Myuonneytrinosi
Tau neytrino

ve
vμ

vτ

ve
vμ

vτ

0
0
0

0
0
0

DoimiyDoimiyDoimiy

Elektron

e-

e+

1

-1

Doimiy

Myuon

μ-

μ+

207

-1

2,2·10-6

Tau-lepton

τ-

τ+

3492

-1

1,46·10-12

mezonlar

Pi-mezonlar (pionlar)

π0
π+

π0
π-

264,1 273,1

0

1,83·10-16
2,6·10-8

Ka- mezonlar

(kaonlar)

K
K

K
K

966,4
974,1

1

1,2·10-8 K0s-
8,9·10-11 K0L-
5,2·10-8

Eta-nol- mezonlar

η0

η0

1074

0

2,4·10-19

Barionlar

Nuklonlar

Proton
Neytron

p n

p n

1836,1 1838,6

1
0

Doimiy (?)103

Giperonlar

Giperon- lyambda

Giperon-
sigma

Λ0
Σ+

Σ0
Σ-

Λ0
Σ+

Σ0
Σ-

2183,1
2327,6

2333,6
2343,1

0
1
0

-1

2,63·10-10

8·10-11
5,8·10-20
1,48·10-10

Giperon-ksi

Ξ0
Ξ-

Ξ0
Ξ-

2572,8
2572,8

0
-1

2,9·10-10

1,64·10-10

Omega- minus giperon

Ω-

Ω+

3273

-1

8,2·10-11

Fotonlar. Bu guruhfaqatbittazarra – elektromagnitnurlanishkvantifotondaniborat.

Leptonlar. Leptonlar (“leptos” yunoncha – yengilma’nosinianglatadi) elektromagnitvakuchsizta’sirlardaishtiroketadi. Leptonlargaelektron, myuon vat ay neytrinosi, elektron, myuon, tey-lepton vaularningantizarralarikiradi.
Mezonlar. Massasi 207 elektronmassasidankatta, amo proton massasidankichikbo’lganzarralarmezonlarguruhinitashkilqiladi.
Barionlar. Og’irzarralr. Ularpotondanboshlanadivanuklonlar, giperonlarnio’zichigaoladi. Barchata’sirlashuvlardaishtiroketadi.
Shu bilanbirga, spininingqiymatigaqarabzarralarfermionlaga (spini S = ½ bo’lganzarralar) vabozonlarga (spini S = 0 yokibutun S = 1 bo’lganzarralr) bo’linadi. Yashashdavrigaqarab, zarralrbarqarorvabeqarorzarralargaajratiladi.
Kvarklar. Materiyaningengkichikg’ishtchalarihisoblanganelementarzarralarmurakkabtuzilishigaegaekanligima’lumbo’lgandanso’ng, materiyaninghaqiqatdanengkichikg’ishtchalariniizlashmuamosivujudgakeladi. Agar shundayzarralarmavjudbo’lsa, hozirgachabizgama’lumbo’lganvamurakkabtuzilishigaegabo’lganbarchazarralarulardantashkiltopganbo’lishikerak. 1964- yildaamerikalikfizikM.Gell- Mann vaD.J.SveyglarmezonlarvaD.J.Sveyglarmezonlarvabarionlarkvarklar deb soda zareralardantashkiltopganligito’g’risidagigipotezanitaklifqildilar.

𝑺𝒂𝒓𝑫𝒐𝒓𝑲𝒐𝒎𝒊𝑳𝒐𝒗𝒊𝒄𝑯....✌, [6/10/2022 10:42 AM]

Bu gepotezagamuvofiq, barionlaruchta: u, d, s kvarklardan, antibarionlaresamuvofiq, barionlarantikvarkdan, tashkiltopgan. Bu kvarklaryarimspingaegabo’lishlari, zaryadlariesaelektronzaryadlarning 1/3 va 2/3 qismigabo’lishlarikerak. Keyinchalikyanaikkita: c “Mafunkor” (ingilizcha “charm”) va b “go’zal” (ingilizcha “beauty”) kvarklariantikvarklaribilanbirgakiritildi. Zamonaviygepotezalargako’rakvarklar ham leptonlarkabioltitabo’lishikerak. Lekin t “haqiqiy” (ingilizcha “truth”) kvarkiningmahsulinitopishmaqsadidaqilinayotganbarchaurinishlarhozirchahechqandaynatijabermaydi. Shu bilanbirgakvarkvaantikvarklarningkombinatsiyalarimavjudmezonlarningbarchasivujudgakelishinitushuntibberaoldi. Shu nuqtainazardanqaraganda, kvarklarhechqandayichkituzilishigaegaemasvaularni chin ma’nodaelementarzarralar deb hisoblashmumkin.
elementarzarrachaboʻlib, elektromagnitnurlanish (xususan, yorugʻlik) kvantidir. Bu massasizzarrachafaqatyorugʻliktezligida harakat qilibginamavjudboʻlaoladi. Fotonningelektrzaryadinolgateng. Fotonfaqatikki spin holatidaboʻlaoladi: +1 va -1 spirallikharakatiyoʻnalishiga spin proeksiyasi. Bu xususiyatgaklassikelektrodinamikadaaylanmaoʻngva chap elektromagnittoʻlqinqutblanishimoskeladi. Fotonkvantzarrachasiboʻlganiuchunungakorpuskular-toʻlqindualizmixos, u birvaqtningoʻzida ham zarracha, ham toʻlqinxossalarininamoyonetadi.
Kosmiknurlar
Kosmiknurlar. 1912- yildaYersirtidagihavoqatlaminingionlashuvio’rganganavstriyalikfizikV.F.Gessqiziqnatijagaduchkeldi. Uningfikrigako’ra, havoningionlashuviniasosanYerdanchiqayotganradioaktivnurlarvujudgakeltirishivashuninguchun ham yuqorigako’tarilgan sari havoningionlashuvikamayishikerakedi. Ammo tajribanatijasigako’ra 5000 m balandlikdagihavoningionlashishdarajasiYersirtinikidan 3 martakattabo’libchiqdi.
Ushbuholnitahlilqilganolimlar, havoningionlashuvinifaqatginaYerningradioaktivligiemas, balkikoinotdanvaQuyoshdankelayotgannurlar ham vujudgakeltiriladi, deganxulosagakelishdi. Bu nurlargakosmiknurlar deb nom berildi.
Tajribalarningko’rsatishicha, kosmiknurlarningintensivligiyuqorigako’tarilgan sari tezortadivao’ziningmaksimalqiymatigaerishgach, yanakamaya. Taxminan 50 km balanlikdanboshlabintensivlikqariybo’zgarmayqoladi. Kosmiknurlarbirlamchivaikkilamchikosmiknurlargaajratiladi.
Birlamchikosmiknurlar. Bevositakosmosdankeladigannurlarbirlamchikosmiknurlardeyiladi. Tarkiinio’rganish, birlamchikosmiknurlaryuqorienergiyalielementarzarralaroqimidaniboratekanliginiko’rsatadi. Uningto’qsonfoizidanko’prog’iniprotonlar, taxminan yeti foiziniα- zarralr, birfoizatrofidagisiniog’irroqatomlarning (Z>20) yadrolaritashkilqiladi. Birlamchikosmiknurlarningasosiyqismigalaktikadankeluvchi, energiyasi 1021 eV gachabo’lgannurlarhisoblanib, ularo’ziningshuqadarkattaenergiyasiniyulduzlararomagnitmaydonlarbilanto’qnashishnatijasidaoladi.
Shuni ham takidlashlozimki, kosmiknurlarningintensivligivaqtdavomidao’zgaribturadi. Bu Quyoshaktivliginingo’zgarishigabog’liqbo’ladi. Quyoshdachaqnashro’ybergabpaytlardakosmiknurlarningintensivligio’nlabvahattoyuzlabfoizgachao’zgaribketishimumkin. Bu esakosmiknurlarningma’lumbirqismiQuyoshdahosilbo’lishiniko’rsatadi. BirlamchikosmiknurlarYersirtidan 50 km balandliklargachayetibkeladivashuninguchun ham h ≥ 50 km da kosmiknurlarningintensivligio’zgarmasbo’ladi.
Ikkilamchikosmiknurlar. Atmoisferaningyuqoriqatlamlarigachayetibkelganbirlamchikosmiknurlar u yerdagi atom yadrolaribilanto’qnashibikkilamchikosmiknurlarnivujudgakeltiradi. Yigirmakilometrdanpastdakosmiknurlarningasosiyqismiikkilamchinurlardaniboratbo’ladi. Balandlikkamayishibilannurlarningintensivligi ham kamayaboradi. Ikkilamchikosmiknurlartarkibigaqarabikkita: yumshoqvaqattiqtashkiletuvchilargaajratiladi.

𝑺𝒂𝒓𝑫𝒐𝒓𝑲𝒐𝒎𝒊𝑳𝒐𝒗𝒊𝒄𝑯....✌, [6/10/2022 10:42 AM]

Yumshoqtashkiletuvchilar. Qo’rg’oshinkuchliyutiladigannurlarikkilamchikosmiknurlarningyumshoqtashkiletuvchisibo’ladi. Ularquyidagichavujudgakeladi. Kosmiknurlartarkibidagi E > 2mec2 energiyaliγ- kvantlar atom yadrosiningmaydonigatormozlanadivaelektron-pozitronjuftligigaaylanadi. Hosilbo’lganelektronvapozitronlar ham, o’znavbatida, tormozlanib, γ- kvantnivujudgakeltiradi. Energiyasi E > 2mec2 dan kattabo’lganbuγ- kvantlar ham, o’znavbatida, yangielektoron-pozitronjuftligigaaylanadi. Bu jarayonγ- kvantningenergiyasi E > 2mec2 dan kichikbo’lgunichadavometadi. Ungaelektron- pozitron- fotonjalasideyiladi. Garchijalanivujudgakeltiradiganbirlamchizarrakattaenergiyagaegabo’lsada, jalazarralari “yumshoq” bo’lib, unchaqalinboi’lmaganmoddadan ham o’tolmaydi. Shundayqilib, ikkilamchikosmiknurlarningyumshoqtashkiletuvchilarielektron, pozitronvaγ- kvantlardaniboratbo’ladi.
Qattiqtashkiletuvchilar. Ularqo’rg’ishingakattasingishqobiliyatigaega. 1938- yildaK.AndersonvaS.Niddermeyerqattiqtashkiletuvchilarningmassalari 207me vayashashdavrlari 2,2·10-6 s bo’lganmusbatvamanfiyzaryadlanganzarralaroqimidaniboratekanliginianiqlashdi. Bu zarralargamyuonlar (μ+, μ-) deb nom berishdi. 1947- yildaS.Pauellbirlamchikosmiknurlarning atom yadrolaribilanto’qnashuvlarinatijasida 273 me massali, oldinno’malumbo’lganzaryadlanganzarralarpaydobo’lishianiqladi. Ularningerkinholatdagiyashashdavri 1,8·10-16 s dan kichikbo’lmaganneytralπ- mezonkashfqilindi. Poinlarnuklonlarbilanjadalta’sirlashadiganzarralarhisoblanadi.
Umumanolganda, buzarralarningmavjudliginiyadrokuchlarinigtabiatinitushunturganX.Yukavabashoratqilganedi. Yuqoridaaytilganidek, ularjudakichikyashashdavrigaegabilib, quyidagisxemabo’yichaparchalanadi:
π+ → μ+ + ν,
π- → μ- + ν
vakosmiknurlarningqattiqtashkiletuvchiligizarralarnihosilqiladi. Poinlardanfarqliravishda, myuonlaryadrota’sirlashuvlaridaishtiroketmaydivao’zenergiyasiniionlashtirishgasrflaydi.
Yerningradiatsonbelbog’i. zaryadlanganYeratrofidagitaqsimotihaqidagidastlabkima’lumolarYerningsun’iyyo’ldoshlariyordamidaolingan. Yeratrofidagifazodayerningmagnitta’siridavujudgakelganshundaybelbog’ mavjudki, undagizaryadlanganzarralarningzichligidanyuzmilionlabmartakattadir. Zarralardaniboratbundayradiatsionbelbog’ deyiladi.

Download 174 Kb.

Do'stlaringizbilanbaham:

𝑺𝒂𝒓𝑫𝒐𝒓𝑲𝒐𝒎𝒊𝑳𝒐𝒗𝒊𝒄𝑯....✌, [6/10/2022 10:42 AM]

Elementarzarralrnikuzatishvaqaydqilishusullari
Zarralarniqaydqiluvchiasboblarningturlari. Radioaktivmoddalarningnurlanishinio’rganishdanasosiymaqsad – radioaktivyemirilishdachiqariladiganzarraklarningtabiati, energiyasinivanurlanishintensivligini (radioaktivmodda 1 sekundachiqaradiganzarralarsonini) aniqlashdaniborat. Ularniqaydqilishiningengkengtarqalganusullarizarralarnigionlashishigavafotohokimyoviyta’sirlargaasoslangandir. Bu vazifanibajaruvchiasboblar ham ikkiturgabo’linadi:
1.Zarralarnifazoning birorqismidano’tganliginiqaydqiluvchivaba’zihollardaularningba’zixarakteristikalari, masalan, energiyasinianiqlashgaimkonberuvchiasboblar. Bundayasboblargassintillyatsion (chaqnovchi) hisoblagich, Chernikovhisoblagichi, gazzaryadlihisoblagich, yarimo’tkazgichlihisoblagich, yarimo’tkazgichlihisoblagichvaimpulsliionlashtiruvchikameramisolbo’laoladi.
2. Zarraningmoddadagiizinikuzatishga, masalan, suratgatushirishgaimkonberuvchiasboblar. Bundayasboblargavilsonkamerasi, difuziyalikamera, pufaklikamera, fotoemulsiyausulimisolbo’laoladi. Biz quyidaularningba’zilaribialntanishibo’tamiz.
Sintillyatsionhisoblagich. Ishprinsipitezzarralarningflyuoressiyalanuvchiekrangatushishidaro’yberadiganchaqnash – sintilyatsiyaningkuzatilishigaasoslangan. Hosilbo’lgankuchsizyorug’likchaqnashielektrimpulslarigaaylantiriladivakuchaytirilib, maxsusapparatlaryordamidaqaydqilinadi. α- zarrabirinchimartaaynanshundayhisoblagichyordamida (1903- yil) qaydqilinganedi.
Gaz razryadlihisoblagich. Bundayhisoblagich, odatda, gazto’ldirganmetallsilindr (katod) vauningo’qibo’ylabtortiganingichka sim (anod)dan iboratbo’ladi. Qaydetiladiganzarraelektrodlarorasidano’tgandagazniionlashtiradi. Bu ionlaresagaz, devoratomlarivamolekulalarbilanto’qnashib, ularniikkilamchiionlashtiradi. Umumanolganda, ikkixilgazrazryadlihisoblagichmavjud. Birinchisi, proporsionalhisoblagichdeyilib, undagazrazryadlinomustaqilbo’ladi. Geyger – Myullerhisoblagichi deb ataluvchiikkinchixilhisoblagichdaesagazrazryadlimustaqilbo’ladi. Geyger – Myullerhisoblagichlariningajrataolishvaqti 10-3-10-7 s nitashkilqiladi, ya’nishundayvaqtoralig’idatushganzarralarqaydqilinadi. Gaz razryadlihisoblagichlarningrazryadlanganzarralarniqaydetishunumdorligi 100 % bo’lsa, γ- kvantlaruchun 5% tashkiletadi.
Vilsonkamerasi. Kamera 1911- yildaingilizfiziigiCh.Vilsontomonidanyaratilgan. U tezuchibketayotganzarralarningbug’simonholatdagimoddadano’tganida, shumoddamolekulalariniionlashtirishigaasoslangan.
Vilsonkameraningishchihajmi (l) suvningyokispirtiningto’yinganbug’Ibo’lganhavoyokigazbilanto’ldirilgan. Porshen (2) pastgaqarabtezharakatlanganda 1 hajmidagigazadibadikravishdakengayadivasoviydi. Natijadagazo’tato’yinganholatigakeladi. Kameradanuchibo’tganzarrao’zyo’lidaionlarnivujudgakeltiradivahajmkengaygandakondensatsiyalanganbug’lardantomchilarhosilbo’ladi. Shundayqilib, zarraorasidaingichkatumanyo’lko’rinmishidagiizqoladi. Buiznikuzatishyokirasmgatushirishmumkin.
Fotoemulsiyausuli. 1927- yidarusfizigiL.Misovkiyzaryadlanganzarralariziniqaydqilishningoddiyusulinitaklifqiladi. Zaryadlanganzarralarfotoemulsiyaorqalio’tganda, undatasvirhosilqiluvchiionizatsiyanivujudgakeltiradi. Suratochilgandankeyinzaryadlanganzarralarningizlariko’rinibqoladi. Emulsiyajudaqalinbo’lganligiuchunhamzarraningundaqoldirganizijudahamqisqabo’ladi. Shuninguchun, fotoemulsiyausulijudakattaenergiyalitezlatkichlardanchiqayotganzarralarvakosmiknurlarvujudgakeltiriladiganreaksiyalarnio’rganishmaqsadidaishlatiladi.