18 – ma’ruza. Yangi texnologiyalar fizikasi elеmеntar zarralar
Download 264.31 Kb. Pdf ko'rish
|
18 – MA’RUZA. YANGI TEXNOLOGIYALAR FIZIKASI
- Bu sahifa navigatsiya:
- 3. Fundamental o‘zaro ta’sir turlari
- 4. Olamnngi paydo bo‘lishi va evolyutsiyasi
|
18 – MA’RUZA. YANGI TEXNOLOGIYALAR FIZIKASI 1. Elеmеntar zarralar Zamonaviy tеzlatkichlarda zarralarni yuqori enеrgiyalargacha tеzlatish imkoniyatlari elеmеntar zarralarni o‘rganishga kеng sharoitlar yaratib bеradi. Xususan, antiproton va antinеytronlarning kashf etilishi sinxrofazotronda yuqori enеrgiyali protonlar oqimini hosil qilish bilan bog‘liq. 1932 - yilda elеktronning antizarrasi pozitron kashf qilingandan so‘ng, barcha elеmеntar zarralarning antizarralari ham bo‘lishi lozim, dеgan fikr fizikada mustahkam o‘rin oladi. Antiproton 23 yildan so‘ng, ya`ni 1955 yilda olimlar Chеmbеrlеn, Sеgrе, Uigand va Ipsilantis birgalikda amalga oshirgan tajribalarida qayd qilindi. Ular 6 GeV gacha tеzlatilgan protonlar bilan misning nishonini nurladilar. Bunda yuqori enеrgiyali proton mis yadrosining tarkibidagi biror nuklon bilan ta`sirlashadi va quyidagi rеaksiyalardan biri amalga oshadi: p +p
p + p + p + p yoki n + p n + p + p + p
tеskari yo‘nalgan. Xuddi elеktron va pozitron kabi proton va antiproton o‘zaro annigilyatsiyalanadi. Antiproton nеytron bilan to‘qnashganda ham annigilyatsiyalanishi mumkin. Bir yildan so‘ng, ya`ni 1956 - yilda antinеytron kashf qilindi. Antinеytronning xususiy magnit momеntining yo‘nalishi mеxanik momеntining yo‘nalishi bilan bir xil. U nuklon bilan (ya`ni proton yoki nеytron bilan) to‘qnashganda annigilyatsiyalanishi aniqlandi. Kеyinchalik (1965 - 1966 y) eng oddiy yadrolar - dеytеriy va tritiylarning antiyadrolari antidеytеriy va antitritiylar kashf etildi. Hozirgi vaqtda dеyarli barcha zarralarning (foton, pi-nol-mеzon va eta-mеzondan tashqari) antizarralari mavjudligi aniqlangan. Antizarrani bеlgilash uchun zarraning bеlgisidan foydalaniladi, faqat bеlgi tеpasiga chiziqcha qo‘yiladi. Jadvaldan ko‘rinishicha, barcha zarralar to‘rt guruh shaklida joylashtirilgan. Birinchi guruhga o‘zining xususiyatlari bilan boshqa zarralardan ajralib turadigan elеktromagnit maydon kvanti - foton kiradi, xolos. Lеptonlar guruhi massalari 207 elеktron massasidan kichik bo‘lgan yеngil zarralardan tashkil topgan. Mеzonlar guruhiga kirgan zarralarning massalari esa lеptonlardan og‘irroq, lеkin barionlar guruhidagi zarralardan yеngilroq. Shuning uchun ularni o‘rta massali zarralar guruhi dеsa bo‘ladi. Zarralarni guruhlarga ajratishda ularning faqat massalari emas, balki boshqa xususiyatlari ham e`tiborga olingan. Masalan, lеptonlar va barionlarning spinlari 1/2 ga (omеga – gipеronning spini 3/2 ga tеng), mеzonlarda 0 ga, fotonniki esa 1 ga tеng. Zarralar yana bir xususiyati bilan bir-biridan farqlanadi. Bu xususiyat – zarralar orasidagi o‘zaro ta`sirdir. O‘zaro ta`sirning to‘rt turi mavjud: 1) kuchli o‘zaro ta`sir, unga yadroviy kuchlar misol bo‘ladi; 2) elеktromagnit o‘zaro ta`sir; 3) kuchsiz o‘zaro ta`sir, uning namoyon bo‘lishini - yеmirilishi jarayonida kuzatiladi; 4) gravitatsion o‘zaro ta`sir, eng sust o‘zaro ta`sir; Barionlar va mеzonlar guruhlariga oid zarralarda kuchli o‘zaro ta`sir namoyon bo‘ladi. Ba`zi zarralar bir vaqtning o‘zida bir nеcha o‘zaro ta`sirda qatnashish qobiliyatiga ega. Masalan, proton boshqa zarralar bilan kuchli, elеktromagnit, kuchsiz o‘zaro ta`sirlarda bo‘la oladi. Kеyingi yillarda kuchli o‘zaro ta`sirda qatnashadigan zarralarning oilasi rеzonanslar dеb ataladigan zarralarning katta guruhi bilan to‘ldi. Rеzonanslarning yashash davomiyligi (10 -22
10 -23 ) s chamasida. Birinchi marta rеzonanslarni 1952 - yil E. Fеrmi pi-mеzonlarning protonlarda sochilishini tеkshirish jarayonida kuzatgan. Mazkur tajribada pi-mеzonlarning sochilish ehtimolligining ular enеrgiyasiga bog‘liqligini ifodalovchi grafikda kеskin maksimum kuzatiladi. Bu xuddi matеmatik mayatnikning majburiy tеbranishida yuz bеradigan rеzonans hodisasidagi maksimumga o‘xshaydi. Kashf etilgan zarraning rеzonans dеb atalishi ana shundan kеlib chiqqan. Umuman, rеzonansni zarra yoki pi-mеzonning nuklonga «yopishgan» holati dеb talqin qilish hozircha hal bo‘lmagan muammodir. Balki, nihoyat qisqa vaqtlar oralig‘ida (rеzonans uchun
10 -22
10 -23 s) zarra va pi-mеzonning nuklonga «yopishgan» holati tushunchalarining farqi yo‘qdir. Biroq kashf qilingan rеzonanslar soni anchagina bo‘lib qoldi va ularni qo‘shib hisoblaganda elеmеntar zarralar soni yuzdan ortib kеtdi. Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan, ma`lum bo‘lgan boshqa zarralardan tashkil topmagan zarrani elеmеntar dеb atash mumkin. Masalan, vodorod atomi proton va elеktrondan iborat. Shuning uchun uni elеmеntar zarra dеb bo‘lmaydi. Balki vodorod atomi elеmеntar zarralardan tashkil topgan sistеmadir. Nеytronchi? Nеytron p
sxеma bo‘yicha yеmiriladi, lеkin u proton, elеktron va nеytrinodan iborat sistеma emas, bu zarralar nеytron yеmirilayotgan lahzada vujudga kеladi (xuddi yadroning uyg‘ongan holatidan asosiy holatga o‘tishida foton hosil bo‘lganidеk). Shuning uchun hozirgi tasavvurlarga asosan nеytron elеmеntar zarradir. Biroq shunga qaramay, olimlar ma`lum elеmеntar zarralardan ham kichik bo‘lgan zarralar mavjud emasmikan? - dеgan savolga javob qidirmoqdalar. Ba`zi nazariyotchi fiziklarning fikricha, tabiatda hali kashf qilinmagan zarralar mavjudki, bu zarralardan hozircha elеmеntar dеb atalayotgan zarralar tashkil topgandir. Bu sohada
1964 - yilda Gеll - Man tomonidan taklif etilgan gipotеza e`tiborga loyiq. Bu gipotеzaga asosan barcha mеzonlar, barionlar va rеzonanslarni kvarklar dеb nomlangan uch zarra va antikvarklar dеb atalgan uch antizarraning turli kombinatsiyalardagi bog‘lanishlari tarzida vujudga kеltirish mumkin. Agar mazkur gipotеza qabul qilinsa, hozirgacha ma`lum bo‘lgan elеmеntar zarralar tartibli sistеmaga kеltiriladi. Lеkin taklif etilayotgan kvarklarning xususiyatlari hozirgi tasavvurimizda g‘ayrioddiy ko‘rinadi. Kvarklardan birining elеktr zaryadi + 2 е/3, qolgan ikkitasining elеktr zaryadlari esa - е/3 ga tеng bo‘lishi lozim. Buning g‘ayrioddiyligi shundaki, hozirgacha elеktrondan kichik bo‘lgan elеktr zaryad tabiatda kuzatilgan emas. Umuman kvarklar haqidagi gipotеzani rad etuvchi birorta ham tajribaviy yoki nazariy dalil yo‘q. Ikkinchi tomondan, kvarklarning mavjudligini tasdiqlovchi biror tajribaviy dalil ham yo‘q, bu sohadagi urunishlar tufayli hozircha biror muvaffaqiyatga erishilgani ham yo‘q.
Bu g‘oyatda qiziq va dolzarb muammoni hal qilish - fiziklarning yaqin kеlajakdagi asosiy vazifalaridan biridir. 2. Elementar zarralarning xossalari va klassifikatsiyasi. Hozirgi vaqtga kelib antizarralar bilan birgalikda 350 dan ortiq elementar zarralar kashf qilingan. Ulardan foton, electron, glyuon, elektron neytrinosi, proton va ularning antizarralari turg‘un hisoblanadi. Qolgan elementar zarralar eksponensial qonun bo‘yicha 1000 s dan 10 -24
s vaqtlar davomida o‘z-o‘zidan yemiriladilar.
Hamma elementar zarralar aynan bir-xillik va korpuskulyar to‘lqin dualizmi prinsiplariga bo‘ysunadilar. Elementar zarralarning asosiy xarakteristikalariga massa, spin, elekrt zaryadi, yashash vaqti, barion zaryad, lepton zaryad, magnit momenti, g‘alatilik, izotopik spin,spirallik va juftlik kabi tushuncha va kattaliklar kiradi. Elementar zarralarni quyidagi xossalar bo‘yicha klassifikatsiyaga ajratadilar.
1. Yashash vaqti bo‘yicha hamma elmentar zarralar turg‘un (stabil) va noturg‘un zarralarga ajratadilar. Massasi bo‘yicha hamma zarralar massasiz va massaga ega zarralarga bo‘linadi. Foton, glyuon, graviton va ularning antizarralari massaga ega emas deb hisoblanadi. Spinlari bo‘yicha hamma elementar zarralar bozonlar va fermionlarga bo‘linadi. Butun sonli spinga ega bo‘lgan zarralar, masalan, foton, glyuon, mezonlar, Xiggs bazoni va boshqalar bozonlar deb ataladi. Yarim sonli spinga ega zarralar, masalan, proton, elektron, neytron, neytrino va boshqalar fermionlar deb nomlanadi. O‘zaro ta’sir harakteriga qarab zarralar adronlar va leptonlarga bo‘linadi. Adronlar hamma fundamental o‘zaro ta’sirlarda qatnashadigan zarralar bo‘lib kvarklardan tashkil topgan deb hisoblanadi. Adronlar o‘z navbatida mezonlar va barionlarga bo‘linadi. Kuchli o‘zaro ta’sirdan boshqa o‘zaro ta’sirlarda qatnashadigan va tuzilishga ega bo‘lmagan fundamental zarralar leptonlar deb ataladi. Elektronlar , myu va tau-mezonlar leptonlarga misol bo‘la oladi. Leptonlarning olti turi (e, µ, τ, ν
) mavjud. Mikroolamdagi barcha jarayonlarda barion va lepton zaryadlari saqlanadi. Gell-Mann – Sveyg modeliga asosan hamma adronlar kvark va antikvarklardan tashkil topgan. Masalan, + ( d u ~ ) – ( d u ~ ) p(uud) n(udd) К + ( s d~ ). Kvarklarning elektr zaryadlari kasr sonli, ya’ni ±2/3 yoki ±1/3 elementar zaryadga teng. Kvarklar erkin holda tabiatda uchramaydilar. Tabiatda kvark-lepton simmetriyasi mavjud, ya’ni 6 ta leptonga 6 ta kvark mos keladi deb hisoblanadi. Kvarklar leptonlardan farqli ravishda kuchli o‘zaro ta’sirda qatnashdilar. Fizikada elementar zarralar ro‘yxatiga o‘zaro ta’sir bozonlarini ham kiritishadi. Foton elektromagnit o‘zaro ta’sir kvanti bo‘lib, ushbu o‘zaro ta’sir fotonlar almashinuvi natijasida yuz beradi. 8 turdagi glyuonlar kvarklar orasidagi kuchli o‘zaro ta’sirni ta’minlaydi. Oraliq vektor W + , W
- va Z
0 bozonlar kuchsiz o‘zaro ta’sir kvantlari hisoblanadilar. Gravitonlar gravitatsion o‘zaro ta’sir kvantlari hisoblanadi. Tabiatdagi moddalar adron va lentonlar (p, n, e) dan tashkil topgan. Hamma elmentar zarralar Xiggs bozoni yordamida massaga ega bo‘ladilar. Xiggs bozoni 1964-yilda bashorat qilingan bo‘lib, 2012-yil katta adron kollayderida kashf qilindi. Adronlarning o‘lchamlari taxminan 10 -15 m, tuzilishga ega bo‘lmagan fundamental zarralar, (fotonlar, glyuonlar, W va Z bozonlar, kvarklar, leptonlar) taxminan 10 -18
m o‘lchamga ega deb hisoblanadi. Elementar zarralarning standart modeliga asosan 12 ta fermionlar va ularning antizarralari 3 avlodga bo‘linadilar. 1-avlod fermionlarga electron, pozitron (e
, e + ) elektron neytrinosi yoki antineytrinosi (ν
đ kiradi. 2-avlod fermionlarga glyuon, my mezonlar (µ - yoki µ + ), myuon neytrinosi va antineytrinosi (ν
); C (“maftunkor”) – kvark va Č-antikvark; S (“g‘alati”) kvark va Š- antikvarklar kiradi. Uchinchi avlod fermionlarini Tay lepton (τ - ) va anti Tay lepton (τ
); Tay neytrinosi (ν τ ) va antineytrinosi (ṽτ); t (“haqiqiy”) – kvarki va ŧ –antikvarkini; b (“go‘zal”) kvark va ᵬ-antikvarklar tashkil etadi. Standart modeli elementar zarralarning hozirgi zamon nazariyasi bo‘lib, mikroolamda yuz beradigan juda ko‘p jarayonlar va elementar zarralarning xossalari shu nazariya asosida
tushuntiriladi. Standart model tomonidan bashorat qilingan juda ko‘plab fikrlar tajribada o‘z tasdig‘ini topmoqda.
Elementar zarralar qatnashadigan jarayonlar davomiyligi va zarralarning energiyasiga qarab bir-biridan keskin farq qiladi. Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan tabiatda 4 ta fundamental, kuchli, elektromagnit, kuchsiz va gravitatsion o‘zaro ta’sirlar mavjud. Kuchli o‘zaro ta’sirning xarakterli vaqti ~10 -23
s ni tashkil qilib, ta’sir doirasi ~10 -15
m ga teng deb hisoblanadi. Kuchli o‘zaro ta’sir vositasida nuklonlar birlashgan holda bir butun yadroni tashkil etadilar. Elektromagnit o‘zaro ta’sir asosan elektr zaryadiga ega bo‘lgan zarralar va fotonlar orasida yuz beradi. Elektromagnit o‘zaro ta’sir atomlar va molekulalarning turg‘unligini ta’minlaydi. Tabiatda uchraydigan ishqalanish va elastiklik kuchlarini paydo bo‘lishi sabab bo’ladi. Bu o‘zaro ta’sir qattiq, suyuq va gazsimon holatda bo‘lgan moddalarning juda ko‘p xossalarini belgilab beradi va mikro hamda makroolamda yuz beradigan juda ko‘p jarayonlarga sababchi deb hisoblanadi. Kuchsiz o‘zaro ta’sir mikroolamda sekin yuz beradigan jarayonlarga sabab bo‘ladi. Kuchsiz o‘zaro ta’sirga fotonlardan tashqari barcha zarralar qatnashishlari mumkin. Kuchsiz o‘zaro ta’sir neytrino yoki antineytrinolar qatnashadigan barcha jarayonlarning kechishni ta’minlaydi. Masalan neytronning protonga yemirilishi n→p + +e - +ṽ e kuchsiz o‘zaro ta’sir natijasida yuz beradi. Neytrinolar ishtirokisiz sekin (t≥10
o‘zaro ta’sir natijasida yuz beradi. Gravitatsion o‘zaro ta’sirga massaga ega bo‘lgan hamma elementar zarralar qatnashishlari mumkin. Ammo elementar zarralarning massasi juda kichik bo‘lganligi sababli ular orasidagi gravitatsion o‘zaro ta’sir kuchini hisobga olmasa ham bo‘ladi. Shu sababli mikroolamdagi jarayonlarga gravitatsion o‘zaro ta’sirning ahamiyati etiborga olinmaydi. Lekin katta massaga ega bo‘lgan jismlar orasidagi gravitatsion o‘zaro ta’sir kuchi juda katta bo‘ladi. Shuning uchun koinot ob’ektlari (yulduzlar va ularning tizimlari, planetalar, galaktikalar, megagalaktikalar)ning paydo bo‘lishi, harakati kabi jarayonlarda gravitatsion o‘zaro ta’sir asosiy rolni o‘ynaydi. Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan hamma fundamental o‘zaro ta’sirlar o‘zaro almashinuv ta’siri xarakteriga ega, ya’ni o‘zaro ta’sirlar zarralar almashinuvi natijasida sodir bo‘ladilar. Masalan, zaryadli zarralar orasidagi elektromagnit o‘zaro ta’sir fotonlar almashinuvi natijasida sodir bo‘ladi deb qaraladi. Shuning uchun fotonga elektromagnit o‘zaro ta’sir kvanti sifatida qaraladi. Shunga o‘xshash yadrodagi nuklonlar orasidagi yadroviy o‘zaro ta’sir (pi)-mezonlar almashinuvi, kvarklar orasidagi kuchli o‘zaro ta’sir glyuonlar almashinuvi tarzida yuz beradi. Kuchsiz o‘zaro ta’sir og‘ir W ± va Z O bozonlar vositasida, gravitatson o‘zaro ta’sir esa gravitonlar deb ataladigan zarralar almashinuvi vositasida sodir bo‘ladi. W ±
O vektor bozonlar 1983 yilda yuqori energiyali proton va antiprotonlarning qarama-qarshi to‘qnashuvi jarayonida amalda kuzatildi va kashf qilindi. Bu bozonlarning kashf qilinishi elektromagnit va kuchsiz o‘zaro ta’sirlarni nazariy birlashtirish imkonini berdi. Birlashgan o‘zaro ta’sirni elektrozaif o‘zaro ta’sir deb atashadi. Kuchli va elektrozaif o‘zaro ta’sir turlarini birlashuvi nazariyasini Buyuk birlashuv nazariyasi deb atashadi. Buyuk birlashuv muammosi ustida ilmiy-nazariy ishlar amalga oshirilmoqda. Hozirgi paytda birlashgan o‘zaro ta’sir turi zarralarning energiyasi juda katta bo‘lgan sharoitda amalga oshishi mumkinligi isbotlangan. Zarralar shunday sharoitga Katta
portlashning boshlang‘ich lahzalarida ega bo‘lishlari mumkin. O‘sha lahzada hozirgi zamon tasavvurlariga asosan Olamning temperaturasi 10 32 K, zarralarning energiyasi esa 10 19 GeV
tartibida bo‘lgan deb hisoblanadi. Shu lahzada olam moddasi kvark va neytrinolardan iborat bo‘lib ular birlashgan o‘zaro ta’sir maydonida harakatlanganlar. Vaqt o‘tishi bilan Olamning kengayib sovib boorishi tufayli energiya miqdori kamayadi va natijada umumiy birlashgan maydondan avval gravitatsion maydon ajralib mustaqil maydon shaklini oladi.
Energiya 10 14 GeV gacha kamayganda kuchli o‘zaro ta’sir maydoni elektrozaif maydondan ajraladi. Energiya qiymati 10 3 GeV gacha kamayganda hamma 4 xil o‘zaro ta’sir maydonlari ajralib, mustaqil maydon shaklini oladi.
Hozirgi zamon standart modeli tasavvurlariga ko‘ra fizik vakuum materiyaning mavjudlik shakllaridan biri bo‘lib maydonning eng quyi energiyali holati hisoblanadi. Zamonaviy mavjud infilyatsiya nazariyasiga ko‘ra vakuum energiyasi fluktatsiyasi katta qiymatga erishganda fizik vakuumda kuchli qo‘zg‘alish yuz beradi va u “pufak” simon ravishda juda keskin (~10 -33
s davomida) kengayadi va “yoriladi”, ya’ni katta portlash sodir bo‘ladi. Bu hodisa bundan taxminan 13 mlrd yil oldin sodir bo‘lganligi aniqlangan. Katta portlashdan so‘ng Olam juda qaynoq bo‘lganligi va doimiy kengayib borayotganligi amerikalik fizik Xabbl tomonidan “qizil siljish” qonuni ochilgandan keyin isbotlandi. 1965 yilda relektiv (qoldiq) nurlanishning kashf qilinishi ham bu g‘oyani to‘g‘riligini tasdiqlaydi. Xabbl o‘z teleskopi yordamida 1929 yil Koinotdan kelayotgan nurlanish spektrining qizil to‘lqin tomonga siljishini kashf qildi. Dopler effektiga asosan bu hodisa nurlanuvchi koinot ob’ektlari ( yulduz to‘plamlari, galaktikalar) ning bir-biridan uzoqlashayotganligini, ya’ni Olamning kengayotganligini isbotlaydi.
Tadqiqot natijasida Xabbl galaktikalarning bir-biridan uzoqlashish tezligi (ν) uchun ν = HL ifodani keltirib chiqardi, bu yerda L- galaktikalargacha bo‘lgan masofa; H ≈ 2.36 ·10 –18
c –1 – Xabbl doimiysi. Xabbl qonuni ifodasidan Olamning yoshini aniqlash mumkin: t= L/ν=1/H . Bu ifodaga Xabbl doimiysining qiymatini qo‘yib hisoblasak Olam yoshi t = 13,5 mlrd yil ekanligi kelib chiqadi.
Kengayib sovuyotgan Olam temperaturasini taxminan T ≈ 10 10 /√ ¯¯ t ifoda, energiyasini E ≈ kT ifoda yordamida baxolash mumkin. Portlashdan taxminan t=10 –12 s
15 K va ~300 MeV bo‘lganda kvarklar adronlarga “kondensatsiyalanib” bo‘ladi. Olam yoshi t=13.8 s, unga mos sharoit T≈ 3·10 9 K ; E≈ 0,1 MeV bo‘lganda engil deytriy va geliy yadrolari sintezi boshlanib, t= 3min bo‘lganda bu jarayon tugaydi. Olam yoshi taxminan 700000 yil, harorat T~3000 K, energiya esa E~0,3eV ga teng bo‘lganda modda plazma holatida bo‘lmay elektronlar va yadrolar rekombinatsiyasi yuz berib neytral vodorod va geliy atomlari hosil bo‘ladi. Bu sharoitda nurlanish atomlarda yutilib ularni parchalamaydi, modda va nurlanish bir biridan ajralib Olam fotonlar uchun shaffof bo‘lib qoladi. Rekombinatsiya davrining oxirida Olam yanada kengayib va sovib 1 mln yoshga kiradi.
Olam yoshi 1 mlrd yil bo‘lganda katta ob’ektlar paydo bo‘la boshlaydi. Hozirda kuzatilayotgan yulduzlar, galaktikalar va boshqa ob’ektlarning shakllanib rivojlanayotganiga ~ 10 mlrd yil bo‘ldi deb hisoblanadi. Hozirgi paytga kelib Olam moddasining kimyoviy tarkibi taxminan ~70% - vodorod va ~30% geliydan iborat bo‘lib ular asosan yulduzlarda va
yulduzlararo chang to‘plamlarida mujassamlashgan. Qolgan og‘ir elementlarning ulushi – 1% ni xam tashkil qilmaydi.
Har qanday ob’ektlar kabi yulduzlar ham paydo bo‘ladi va ma’lum bir evolyusion davrni o‘tgandan keyin o‘z faoliyatini tugatib boshqa ob’ektlarga aylanadilar.
Agar yulduz massasi 1,4 Quyosh massasidan kichik bo‘lsa bunday yulduzlar oq karliklarga aylanadilar. Aylanish jarayonida yulduzda portlash yuz berib uning nisbatan og‘irroq elementlardan iborat tashqi qobig‘i koinotga sochilib ketadi. Yadrosi esa oq karlik deb nomlangan ob’ektga aylanadi. Oq karliklar zichligi juda katta bo‘lgan plazma xolatidagi ob’ekt xisoblanadi. Ularning o‘rtacha zichligi taxminan suv zichligidan 100 mln marta katta bo‘lib, radiusi portlashdan oldingi yulduz radiusidan taxminan 100 marta kichik bo‘ladi. Oq karlikning harorati odatda bir necha o‘n ming kelvinni tashkil qiladi.
Agar umri tugagan yulduzning massasi (1,4÷3,5) Quyosh massasiga teng bo‘lsa, portlash natijasida u neytron yulduzga aylanadi. Neytron yulduzlarning zichligi oq karliklar zichligidan yuz ming, hatto 1 mln martagacha katta bo‘lishi mumkin. Neytron yulduz qa’rida harorat bir necha mlrd (10 9 ) kelvinga teng bo‘lib, bu sharoitda elektronlarning protonlarga intensiv yutilishi natijasida neytronlar soni protonlar sonidan sezilarli darajada ko‘p bo‘ladi.
Agar yulduz massasi 4 Quyosh massasidan katta bo‘lsa, bunday massiv yulduzlar portlashi natijasida qora tuynuklar hosil bo‘ladi. Portlashdan keyin qolgan yulduz yadrosida kuchli gravitatsion siqilish (kollaps) sodir bo‘lib juda katta gravitatsion maydonga ega bo‘lgan qora tuynuk hosil bo‘ladi. Gravitatsion kollaps sodir bo‘lishi uchun m-massali jismining radiusi r g =2Gm/s 2 ifoda orqali aniqlanadigan gravitatsion radiusdan kichik bo‘lishi kerak. Masalan Quyoshning gravitatsion radiusi 3 km ga teng.
Ko‘zga ko‘rinuvchi yorug‘lik fotonlari qora to‘ynuk gravitatsion tortish kuchini engib uni tark eta olmaydi. Lekin qora tuynuk absolyut (100%) qora emas. Rentgen nurlari qora tuynukni tark etishi mumkin. Shunday rentgen nurlari yordamida uning manbai bo‘lgan qora tuynuklar tadqiq qilinadi. Qora tuynuklarning gravitatsion maydoni juda kuchli bo‘lganligisababli ularga uchragan moddalar va nurlanishlar to‘la yutiladi. Oxirgi kuzatishlar va tadqiqotlar galaktikalar markazida qora tuynuklar joylashganidan darak bermoqda.
Download 264.31 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|