Yadro fizikasi. Yadro fizikasi – fizikaning yadro materiyasining boshqa shakllarini oʻrganish bilan bir qatorda atom yadrolari va ularning tarkibiy qismlari va oʻzaro taʼsirini oʻrganadigan boʻlimi hisoblanadi. Yadro fizikasini atom fizikasi bilan chalkashtirib yubormaslik kerak. Yadro fizikasi atomni, shu jumladan uning elektronlarini ham oʻrganadi. Yadro fizikasidagi kashfiyotlar juda koʻplab sohalarda qoʻllanadi: yadro energetikasi, yadro tibbiyoti, yadroviy qurollar, magnit-rezonans tamografiyasi shular jumlasiga kiradi. Yadro fizikasidan ajralib chiqqan tarmoq – elementar zarralar fizikasi boʻlib, aksar hollarda bu ikkala sohada birgalikda oʻqitiladi. Elementar zarralar fizikasi – yadro astrofizikasi va kimyo sohasida muhim oʻringa ega. Tarixi. Yadro fizikasi tarixi 1896-yilda fransuz fizigi Henri Becquerelning uran tuzlaridagi fosforessensiyani tadqiq qilishi vaqtida radioaktivlikning kashf qilishi bilan boshlandi . Bir yildan soʻng, yaʼni 1897-yilda Joseph John Thomson tomonidan elektronning kashf etilishi – atomning ichki tuzilishga ega ekanligidan dalolat berdi . XX-asr boshida atomning ilk qabul qilingan modeli – Thomsonning „olxoʻrili keks“ modeli boʻlib, u atom musbat zaryadlangan shar, uning ichida manfiy zaryadga ega elektronlar suzib yuradi, degan farazga asoslangan edi. Keyingi yillarda radioaktivlik, xususan, Sklodkowska nomi bilan mashhur polyak fizigi Marie Curie, uning turmush oʻrtogʻi Pierre Curie shuningdek, ingliz fizigi Ernest Rutherford tomonidan juda keng miqyosda oʻrganilib, koʻplab tajribalar oʻtkazildi. Asrning birinchi yarmiga kelib, uch xil turdagi radioaktiv nurlanishlar maʼlum boʻldi: formula_1-yemirilish, formula_2-yemirilish va formula_3-nurlanish. 1911-yilda nemis fizigi Otto Han va 1914-yilda ingliz fizigi James Chadwick oʻtkazilgan tajribalar formula_2-yemirilish spektri diskret emas, balki uzluksiz ekanligini aniqladi. Yaʼni formula_2-yemirilishda formula_3 va formula_1-parchalanishlarda kuzatilgan diskret energiya miqdori emas, balki doimiy energiya diapazoni kuzatildi. Bu oʻsha paytda yadro fizikasi uchun muammo edi, chunki bu parchalanishlarda energiya saqlanmaganligini koʻrsatar edi. 1903-yilgi fizika boʻyicha Nobel mukofoti birgalikda Becquerelga kashfiyoti uchun va Marie va Pierre Curielarga radioaktivlik boʻyicha keyingi tadqiqotlari uchun berildi. Rutherford 1908-yilda „elementlarning parchalanishi va radioaktiv moddalar kimyosi boʻyicha tadqiqotlari“ uchun kimyo boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻldi. 1905-yilda Albert Einstein massa-energiya ekvivalentligi gʻoyasini ishlab chiqdi. Becquerel va Marie Curie tomonidan radioaktivlik boʻyicha ishlar bundan oldin boʻlgan boʻlsa-da, radioaktivlik energiyasining manbasini tushuntirish yadroning oʻzi yanada kichikroq tarkibiy qismlardan – nuklonlardan iborat ekanligi kashf etilishini kutib turaradi. Rutherfordning yadroni kashf qilishi. 1906-yilda Ernest Rutherford „Radiydan formula_1-zarraning moddadan oʻtishida kechikishi“ asarini nashr qialdi. Ernest Rutherfordning assistenti, professor Johannes Hans Geiger va bakalavriat Marsden bilan birgalikda tajriba oʻtkazishadi: oltin folga formula_1-zarralar bilan bombardimon qilinadi. 1911–1912 yillarda Rutherford London qirollik jamiyatida tajribalarni tushuntiradi va atom yadrosining yangi nazariyasini ilgari surdi. 1908-yilda maqola nashr etilgach, Rutherford tomonidan 1911-yilning may oyida chop etilgan yakuniy klassik tahlil bilan asosiy hal qiluvchi tajriba 1909-yilda Manchester universitetida oʻtkazildi . Ernest Ruterford oʻz jamoasiga uni hayratda qoldiradigan narsani izlashni buyurdi: bir nechta zarralar katta burchaklar orqali, hatto baʼzi hollarda butunlay orqaga tarqaladi. U buni qogʻoz varogʻiga oʻq uzilishiga oʻxshatdi. 1911-yilda Ruterford tomonidan maʼlumotlarni tahlil qilish natijasida kashfiyot atomning Rutherford modeliga olib keldi, bunda atom oʻz massasining katta qismini oʻz ichiga olgan juda kichik, juda zich yadroga va ogʻir manfiy zaryadlangan zarralar elektronlardan iborat edi. Misol tariqasida, ushbu modelda formula_10 14 ta proton va 7 ta elektron (jami 21 ta zarracha) boʻlgan yadrodan iborat edi. Eddington va yadro sintezi. Taxminan 1920-yilda Arthur Eddington oʻzining „Yulduzlarning ichki konstitutsiyasi“ nomli maqolasida yulduzlardagi yadroviy sintez jarayonlarining kashfiyoti va mexanizmi haqida faraz yuritadi. Oʻsha paytda yulduz energiyasining manbai butunlay nomaʼlum edi; Eddington bu manba vodorodning geliyga aylanishi va Einsteinning formula_11 tenglamasiga koʻra juda katta energiya ajralib chiqishi haqida toʻgʻri taxmin qildi. Bu, oʻsha paytda termoyadroviy energiya va hatto yulduzlar ham asosan vodoroddan tashkil topganligi haqidagi eng yaxshi gipotezalardan biri edi. Yadro spinining tushuntirilishi. Rutherford modeli 1929-yilda Franko Rasetti tomonidan Kaliforniya Texnologiya Institutida yadro spinini oʻrganishga qadar juda yaxshi ishladi. 1925-yilga kelib protonlar va elektronlarning har birining spini formula_12 ga teng ekanligi maʼlum edi. Azot-14 ning Rezerford modelida jami 21 ta yadro zarralaridan 20 tasi bir-birining spinini kompensatsiya qilishi uchun juftlashgan boʻlishi va oxirgi toq zarracha yadroni formula_13 spin bilan xarakterlashi kerak edi. Rasetti, ammo azot-14 ning spini formula_14 ga teng ekanligini aniqladi. James Chadwickning neytronni kashf qilishi. 1932-yilda Chadwick Walther Bothe, Herbert Becker, Irène va Frédéric Joliot-Curielar tomonidan oʻtkazilgan nurlanish kuzatuvlari proton bilan bir xil massaga ega neytral zarracha tufayli ekanligini tushunib qoladi va u yangi zarrani neytron deb ataydi (Ruterfordning taklifiga binoan) . Oʻsha yilda Dmitriy Ivanenko yadroda elektronlar mavjud emas, yadro faqat proton va neytronlardan iborat boʻlib, ularnign spini formula_13 ga tengligini tushuntiradi. Shuning bilan, neytron spini azot-14 spini muammosini darhol hal qildi, chunki bu modeldagi bitta juftlashmagan proton va bitta juftlashmagan neytron bir xil yoʻnalishda formula_16 spinni qoʻshilib, toʻla yadro spinni formula_17 ga teng boʻladi.