Tema: “Eń jeńil elementar bóleksheler”

Kurs jumısınıń aktuallıġı. Oqıw orınlarında fizika pánin tereń úyreniw úlken ahmiyetke iye. Pán boyınsha teoriyalıq hám ámeliy bilim. Fizika pánin jańa pedagogikalıq texnologiyalar tiykarında úyreniw, fizika pánin úyreniwde hár qıylı inovaciyalıq texnologiyalardan paydalanıw, pánge bolǵan súyispenshilikti arttırıw, teoriyalıq bilimlerge iye bolıw, onı ámeliyatta qollana biliw aktual máselelerden esaplanadı.
Kurs jumısınıń maqseti. «Eń jeńil elementar bóleksheler». Olardı harakterlewshi tiykarǵı shamalar temasında teoriyalıq jaqtan izertlew, juwmaq hám usınıslar islep shıǵıwdan ibarat.
Kurs jumısınıń waziypaları.
1. Oqıw ornında oqıtılatuġın «Eń jeńil elementar bóleksheler». Olardı
harakterlewshi tiykarġı shamalar temasınıń baslı baǵdarların teoriyalıq
hám ámeliy jaqtan analizlew.
2. Bul bólimdi úyreniwde inavaciyalıq tálim texnologiyalarınan paydalanıw
usılların jaratıw.

Tiykarǵı bólim
I.1. Elementar bólekshelerdiń payda bolıw tariyxı
XX ásirdiń 30 -jıllarında barlıq atomlar neytron, proton hám elektronlardan dúzilgenligi anıqlanǵan. 1940- jıllarǵa kelip onlap túrli subyadro bólekler ashıldı. Olardıń ózgeshelikleri, óz-ara tásirleri qanday ekenligi, qay-qaysısı fundamental, qay-qaysısı bolsa elementar bóleksheler ekenligin anıqlaw kerek edi. Sol tártipte fizika pániniń «elementar bóleksheler fizikası» bólimi payda boldı. 1930 jılda fizik - teoretik V.Pauli júdá kishi massalı elektr dúzilisinen neytral bóleksheler bolıwı kerek ekenligi haqqında sóylep ótken edi. 1932 jıl Shedvik proton massasına teń bolǵan neytral bóleksheni «neytron» dep atadı, Fermi bolsa, júdá kishi massalı neytral bóleksheni «neytrino» dep atadı. Keyinirek, eki qıylı neytrino bar ekenligi anıqlandı. Elektron hám proton aralıǵındaǵı massaǵa teń massalı qanday da bólekshe bolıwı kerekligi haqqında 1935 jılda aytıp ótilgen edi. 1947 jılda bolsa Pauell, Okkialini, Lettez ótkerilgen tájiriybeler ájayıp nátiyjeler berdi. Jańa bóleksheler - kriteryalar bar ekenligi anıqlandı. Keyinirek, júzlegen kriteryalar tabıladı. Eń salmaqlı kriterya - K-kriterya da tabıldı. Fizikler onıń ózgesheliklerin úyrenip, bul kriteryanı «ózgeshe» bóleksheler quramına qosıp qoydı. K-kriterya ashılǵannan keyin, odan da salmaqlılaw elementar bóleksheler bar ekenligi anıqlandı. Bular - giperonlar edi. Fizikler bunday salmaqlı turaqlı emes bólekshelerdi úyrenip bardı. Usi zat anıqlandı, K- kriterya, ˄, Ʃ- giperonlar ájayıp, bir ózgeshelikke iye eken. Olar mudamı jup-jup bolıp tuwıladı. Giperon hám kriteryalardıń ózgeshelikleri hám óz-ara tásirlesiwlerin úyreniw sonı kórsetedi, olar biz oylagansha «elementar» emes eken. Olar quramalı, salmaqlı bóleksheler bolıp, kvarklar dep atalǵan elementar bólekshelerden quram tapqan eken.
Elementar bóleksheler túsinigi ózi quramalı bolıp tabıladı. Dáslep bul túsinik quramına basqa bóleksheler kirmegen, ishki strukturaǵa iye bolmagan ápiwayı dúzilgen bóleksheler ushın qollanılǵan. Biraq, pánniń rawajlanıwı menen elementar dep esaplanǵan bóleksheler quramalı dúzılıske iye ekenligi málim bolıp, kóp bóleksheler elementar emesligi anıqlandı. Sonday etip, elementarlıq túsinigi pán rawajlanıwı menen ózgerip kelip atır. Jaqın waqıtlarǵa shekem (proton, neytron, p^--kriteryalardı) Kosmostı payda etken materiyanıń bólinbes baslanǵısh elementleri, yaǵnıy dúnya dúzilisiniń eń kishi «fundamentleri» dep esaplanıp kelgen edi. Biraq mikrodunya dúzilisiniń elementar bóleksheleri ústinen házirgi zaman izertlewleri olardıń málim sharayatlarda bir-birine aylanıwın anıqladı. Mısalı, proton yadro quramında neytronǵa hám, kerisinshe, neytron protonǵa aylanıwı múmkin. Biraq, bunnan proton-neytron, pozitron hám neytrinodan, neytron bolsa proton, elektron, antineytrinodan quralǵan degen máni kelip shıqpaydı.
Házirgi waqıtta júzlegen bóleksheler anıqlandı, bul bóleksheler tariyxıy atalıwı boyınsha elementar bóleksheler dep ataladı. Bul bólekshelerden qaysıları haqıyqıy elementar bóleksheler ekenligin anıqlaw qıyın. Likin haqıyqıy elementar bóleksheler yamasa fundamental bóleksheler bar dep qaraladı, onı anıqlaw mashqalası kún rejiminen alınǵan emes. Házirgi waqıtta elektron, myuon, taon, olardıń antibóleksheleri hám neytrinoları, kvarklar, fotonlar, aralıq _{ }, Z° bozonlar haqıyqıy elementar bóleksheler dep esaplanadı. Elementar bóleksheler jańalıq ashılıwınıń tariyxıy dáwirlerine názer taslasaq, 1930-1935-jıllarda atom teoriyası tiykarınan tamamlanǵan edi. Ápiwayı haldaǵı elementtıń derlik hámme ózgeshelikleri oń zaryadlı yadro átirapında háreket etiwshi keri zaryadlı elektronlar dep qarap, matematikalıq jol menen keltirip shıǵarılıwı múmkin edi. Bul dáwirge kelip, elementar bólekshelerden elektrondı 1895-jılda ingliz fizigi J. J. Tomson katod nurların úyreniwde jańalıq ashtı. 1919 -jılda Rezerford hámme yadrolar quramına kiriwshi protondı, 1932- jılda J. Chadvik massası proton massasına jaqın neytral bólekshe neytrondı jańalıq ashtı. Elektromagnit maydan kvantı foton túsinigin birinshi mártebe fizika pánine M. Plank hám A. Eynshteyn jumısları tiykarında kirgizdi. A. Kompton jumısları tiykarında bolsa foton elementar bóleksheler qatarına kirgizildi. Foton elektromagnit maydan kvant bolıp ǵana qalmay, elektromagnit tásirdi tasıwshı dáldalshı «bólekshedir». Fotondı bólekshege uqsatıw múmkin. Sebebi olar tap bólekshelerdey óz impulsine iye. Ol bólekshelerdey basqa bóleksheler menen soqlıǵısadı. Likin tınısh halda massası nólge teń. Onıń tolıq massası ǵa teń bolıp energiyası foton háreketine baylanislı boladı.
1928-jılda ingliz fizigi P. Dirak elektron háreketi teńlemesiniń simmetriyasına tıykarlanıp, massası elektronnıń massasına teń, likin oń zaryadlı bólekshe pozitronnıń tábiyatta bar biliwin teoriyalıq jol menen tastıyıqladı. Bul bóleksheni 1932-jılda amerikalıq fizik K. Anderson kosmik nurlar quramında bar ekenin tájiriybede gúzetti. 1935-jılda X. Yukava yadro kúshler tabiyatın túsindiriw ushın mezon bóleksheler bolıwı kerek ekenin ayttı. Bul aytılǵan zaryadlı π -mezonları 1947-jılda S. Pauell hám J. Okkialipler, 1950-jılda R. Berklund neytral π°-mezondı ashtı. 1937-jılda K. Anderson hám S. Nedermeyerler μ-mezonın anıqladı. Daslep μ-mezonlardı yadro kúshleri dáldalshısı dep qaraldı, keyinirek bul juwmaq nadurıs ekenligi μ -mezon elektronǵa uqsas salmaqlı bólekshe ekenligi málim boldı. 1975- jılda M. Perl tárepinen elektron qasiyetine uqsas (lepton, oǵada salmaqlı taon τ-kriterya tabıldı). 1930 -jılda V. Pauli β -jemiriliwde neytrino bar ekenligin boljaw etti. 30-jıl ortalarında F. Reynes hám K. Kouenlar antineytrinonı tájiriybede anıqladı. Házir úsh qıylı elektron v_e, myuon v_μ hám taon v_τ, neytrinolar bar. 1940 -jıllarǵa kelip elementar bólekler sanı 15 ke jaqınlasdı. Bul bóleksheler járdeminde materiyanıń atom dúzilisin túsindiriw múmkinshiligine eristi. Atom yadrosın proton-neytronlardan ibarat, yadroda nuklonlar pionlar almasıwına kóre, ámeldegi, neytrino -ıdırawda saqlanıw nızamların atqarılıwın támiyinleydi dep qaraldı. 1950-jillarǵa kelip ortasha jasaw waqıtı τ ~ 10^-10 s bolǵan, massaları elektronnan awır protonnan jeńil bolǵan kóplegen mezon bóleksheler V, X, θ, τ, K anıqlandı. Bul dáwirde massaları proton massasınan úlken bolǵan lyamda - , Ksi- sigma - sıyaqlı kóplep giperonlar da anıqlandı. 1960-jıllarda tezletksihler járdeminde kóplep antibóleksheler, ájepbólesheler, jasaw waqıtı ~ 10^-24- 10^-22 s bolǵan óte qısqa jasawshı rezonans bóleksheler jaratıldı. Házirgi waqıtta bóleksheler túri bir neshe júzden ótip ketti. Bólekshelerdiń joqarı energiyalarda óz-ara tásirlesiwinde jutılıwı, bir-birine almasıwı hám jańa bóleksheler tuwılıwı bólekshelerdi mine sol bólekshelerden quralǵan dew imkanıyatın bermeydi. Sol sebepli dúnyanıń haqıyqıy elementar fundamentin anıqlaw qıyın bolıp qaldı. Elementar bólekshelerdi tómendegishe xarakteristikalaw múmkin: birinshiden, x bólekshe tásirlesiwde x₁, x₂, x_n bólekshelerge bólinse, ekinshiden x bóleksheler baylanısıw energiyalar tınısh hal energiyaları dan júdá kishi bolsa, ol halda energiya aralıǵına tuwrı keliwshi tásirlesiwde bólesksheler quramlıq bóleskshelerge ajralıp ketedi, jańa bóleksheler tuwılıwı payda bolmaydı. Elementar bóleksheler quramı joqarıdaǵı eki shárt atqarılmasa subbóleksheler dep ataladı (mısalı, kvark, glyuon, partonlar).
1960 -jıllardan baslap úyrenilgen júzlegen elementar bólekshelerdi sistemalastırıw qaysı tásirlesiwshilerge qatnasıwına kóre, toparǵa bóliw, bunda kóplegen kvant sanları jáne bul kvant sanlarınıń tásirlesiwshilerde saqlanıwına bólek itibar qaratıldı.