Elementar zarralar_5E

Elementar zarralar. «elementar» so‘zining lug‘aviy ma’nosi «eng sodda»
demakdir. garchi bugungi kungacha ma’lum zarralarni elementar deb atash
uncha to‘g‘ri bo‘lmasa-da, dastlabki paytlarda kiritilgan bu iboradan hamon
foydalaniladi. Umuman olganda, zarralar endigina kashf qilina boshlanganda
materiyaning eng kichik bo‘lakchasi sifatida qabul qilingan va chindan
ham elementar deb hisoblangan. lekin ularning ba’zilarining (jumladan,
nuklonlarning) murakkab tuzilishga ega ekanligi keyinroq ma’lum bo‘lib
qolgan. hozirgi paytda 300 dan ortiq elementar zarralar mavjud. Ularning
ko‘pchiligi nostabil bo‘lib, asta-sekin yengil zarralarga aylanadi.

Elektron.  Birinchi kashf qilingan elementar zarra elektron hisoblanadi.
Katod  nurlarining  xossalarini  o‘rganayotgan  J.  Tomson,  bu  manfiy 
zaryadlangan zarra elektronlar oqimidan iborat ekanligini aniqladi. Bu voqea
1897-yil 29-aprelda ro‘y bergan edi va shu sana birinchi elementar zarra
kashf qilingan kun hisoblanadi.

Foton.  1900-yilda M.Plank yorug‘likning foton deb ataluvchi zarralar
oqimidan iborat ekanligini ko‘rsatdi. foton elektr zaryadiga ega emas,
tinchlikdagi massasi nolga teng, ya’ni foton yorug‘lik tezligiga teng tezlik
bilan harakat holatidagina mavjud bo‘lishi mumkin.

Proton.  1919-yilda  E.  Rezerford  tajribalarida,  azotning  α-zarralar  bilan 
bombardimon qilinishi natijasida, vodorod atomining yadrosi proton kashf
qilingan. U zaryadining miqdori elektronning zaryadiga teng bo‘lgan, musbat
zaryadlangan zarradir. Massasi elektronning massasidan 1836 marta katta.

K-mezonlar.  1950-yillardan boshlab kashf qilinadigan zarralarning soni
keskin ortib bordi. Bular qatoriga k-mezonlar ham kiradi. Ularning zaryadi
musbat, manfiy, nol bo‘lishi mumkin. Massalari esa 966–974 me atrofida.

Giperonlar.  keyingi zarralar guruhi giperonlar deyiladi. Ularning
massalari 2180  dan 3278  gacha oraliqda bo‘ladi.

Rezonanslar.  keyingi paytlarda yashash davrlari juda kichik bo‘lgan
rezonanslar deb ataluvchi zarralar kashf qilindi. Ularni bevosita qayd
qilishning iloji bo‘lmay, vujudga kelganini parchalanishida hosil bo‘lgan
mahsulotlarga qarab aniqlanadi.

Umuman olganda, dastlabki paytlarda bor-yo‘g‘i bir nechtagina va
materiyaning eng jajji g‘ishtchalari deb hisoblangan elementar zarralar
keyinchalik, shu qadar xilma-xil va shu qadar murakkab bo‘lib chiqdi.

Antizarralar.  Birinchi antizarra – elektronning antizarrasi (qaramaqarshi zarrasi) – pozitron kashf qilingandan so‘ng, boshqa zarralarning ham antizarrasi yo‘qmikan, degan savol tug‘ildi. antiproton 1955-yilda mis nishonni protonlar bilan bombardimon qilish natijasida hosil qilindi. 1956-yilda esa antineytron kashf qilindi. hozirgi paytda har bir zarraning o‘z antizarrasi, ya’ni massasi va spini teng, zaryadi esa qarama-qarshi bo‘lgan zarra mavjudligi aniqlangan.

Elektron va protonlarning antizarralari zaryadining ishorasi bilan farq qilsa, neytron va antineytron xususiy magnit momentlarining ishorasi bilan  farq  qiladi. Zaryadsiz  zarralar  foton,  -mezonlarning o‘zlari va antizarralarining fizik xossalari bir xil.

Antizarralar to‘g‘risida ma’lumotga ega bo‘lgandan keyin o‘quvchida
zarra va antizarra uchrashib qolsa, nima bo‘ladi, degan savol tug‘ilishi tabiiy.
Ushbu savolga javobni keyingi satrlarda topasiz.

Modda  va  maydonning  bir-biriga  aylanishi.  elektronning o‘z antizarrasi – pozitron bilan uchrashuvi ularning elektromagnit nurlanish kvantiga aylanishiga va energiya ajralishiga olib keladi. Bu hodisa annigilatsiya deyiladi:

Nafaqat elektron va pozitron, balki barcha zarralar ham o‘z antizarralari
bilan uchrashganda annigilatsiyaga kirishadi. Boshqacha aytganda, ular
elektromagnit maydon kvantlariga (fotonlarga) aylanadi. Ushbu holda annigilatsiya so‘zi uncha qulay tanlanmagan. Chunki u lotincha «yo‘qolish» degan ma’noni anglatadi. aslida esa zarra va antizarra uchrashganda hech qanday yo‘qolish ro‘y bermaydi. Barcha saqlanish qonunlari to‘la bajariladi. Materiya modda ko‘rinishidan elektromagnit maydon kvantlari ko‘rinishiga o‘tadi, xolos.
energiyasi elektron va pozitronning tinchlikdagi energiyalari yig‘indisidan
katta  bo‘lgan  -kvant    yadroning  yonidan  o‘tganida 
elektron-pozitron juftligiga aylanishi mumkin:

Elektron-pozitron juftligining paydo bo‘lishi va ularning annigilatsiyasi
materiyaning ikki shakli (modda va maydon) o‘zaro bir-biriga aylanishlarini
ko‘rsatadi.

Elementar  zarralar  ta’sirlashuvining  turlari. Zamonaviy tasavvurlarga
ko‘ra, tabiatda to‘rt xil fundamental ta’sirlashuv mavjud. Bular kuchli,
elektromagnit, kuchsiz va gravitatsion ta’sirlashuvlardir. Bu ta’sirlashuvlarning har birini amalga oshiruvchi zarralar va har biriga mos keluvchi o‘z
maydonlari mavjud. adronlar – barcha turdagi fundamental ta’sirlashuvlarda
ishtirok  etadilar.  Bu  sinfga  barionlar  va  -mezonlar  kiradi.  Barionlar   + 1 
barion zaryadiga, antizarralari esa –1 barion zaryadiga ega. Mezonlarning
barion zaryadi nolga teng. Barionlarning spini yarim sonli, mezonlarniki
esa butun son. nuklonlar va nuklonlarga bo‘linadigan og‘irroq zarralar ham
barionlarga kiradi. Massasi nuklonning massasidan katta bo‘lgan barionlarga
giperonlar deyiladi.

Leptonlar – kuchli ta’sirlashuvdan boshqa har uchchala ta’sirlashuvlarda
ham ishtirok etadi. leptonlar (“leptos” yunoncha – yengil) elektronlar,
pozitronlar,    –  mezonlar  va  neytrinolardir.  Leptonlar  + 1  lepton  zaryadiga, 
antizarralari esa –1 lepton zaryadiga ega.

Fotonlar – gravitasion va elektromagnit ta’sirlashuvlarda ishtirok etadigan
zarralar.

Gravitonlar – faqat gravitatsion ta’sirlashuvda ishtrok etadi deb hisoblanuvchi zarralar. garchi oxirgi tajribalar gravitatsion to‘lqinlarni qayd
etishayotgan bo‘lsa-da, gravitonlarning mavjudligi oxirigacha tasdiqlanmagan.

Barcha elementar zarralar bir-birlariga aylanib turishadi va bu aylanishlar
ular mavjudligining asosiy omili bo‘lib hisoblanadi.

1964-yilda  amerikalik  fiziklar  M.  Gel-Man  va  J.  Sveyglar  kvarklar  deb ataluvchi  faraziy  zarralar  mavjudligini  bashorat  qilishdi.  Ularning  fikricha, adronlar kvarklardan tashkil topgan. hozirgi kunda ularning mavjudligini tasdiqlovchi tajriba natijalari mavjud.

Kvarklar kuchli, kuchsiz va elektromagnit ta’sirlashuvlarda ishtirok
etishadi. hammasi bo‘lib kvarklar oltita. Ular lotin harflari bilan
belgilanib, uchta (), (), () oilaga bo‘linadi. Oltita kvarkning
har biri o‘z “hidi” bilan ajratiladi va ular uchta – sariq, ko‘k va qizil
“rangda” bo‘ladi. Dastlab , ,  kvarklar kiritildi. keyinchalik esa
ularga “maftunkor”  (charm), “go‘zal”  (beautn) va “haqiqiy” t
(truth) kvarklari qo‘shildi. , ,  kvarklarning elektr zaryadi elektron
zarralarining +2/3 qismiga, qolganlariniki esa 1/2 qismiga teng.
antikvarklar mos ravishda qarama-qarshi elektr zaryadiga ega.
Kvarklarning  spini    birligida  beriladi.  kvarkning kattaligi  dan
oshmaydi, ya’ni kvark protondan kamida  (ming) marta kichik.
Protonni  energiyali elektronlar bilan bombardimon qilish
undagi zaryad proton ichida uch joyda mos ravishda + 2/3 qe,+ 2/3qe va
–+ 1/3qe kabi joylashganini ko‘rsatdi.

Neytron ham bitta  va ikkita  kvarklardan tashkil topgan.

Mezonlar kvarklar va antikvarklardan tashkil topgan. Masalan, -mezon  dek tashkil topgan. Bu yerda:  – kvarkning antizarrasi.