Տարրական_մասնիկներ
Միջուկային ուժեր
Ուժեղ փոխազդեցության (միջուկային ուժերի) առաջին տեսությունը, որն առաջարկել է Հ․ Յուկավան, 1935 թվականին, կանխագուշակել է մեզոնների գոյությունը, որոնք այդ տեսության մեջ միջուկային ուժերի քվանտների դեր են կատարել, էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտների՝ ֆոտոնների նման։ Մեզոնների գոյության վերաբերյալ առաջին տեղեկություններն ստացվել են Արագածի տիեզերական ճառագայթների հետազոտման կայանում Ա․ Ի․ Ալիխանովի և Ա․ Ի․ Ալիխանյանի կատարած փորձերից։1947 թվականին, երբ Ս․ Պաուեչը հայտնագործեց մեզոնը, վերջնականապես հաստատվեց մեզոնների գոյությունը։ 50—60-ական թթ․ և 70-ական թթ․ սկզբին արագացուցիչներով կատարած փորձերն էապես հարստացրել են ուժեղ փոխազդող տարրական մասնիկների՝ հադրոնների ցուցակը։ Հայտնաբերվել են տարօրինակ մասնիկները, ինչպես նաև մեծ թվով անկայուն հադրոններ՝ ռեզոնանսային մասնիկները։ Նշված մասնիկների դասակարգումը, դրանց միավորումը մինչ այդ հայտնի պրոտոնների, նեյտրոնների և л-մեզոնների հետ որոշակի խմբերի մեջ՝ հնարավոր են դարձել հադրոնների ներքին, դինամիկ սիմետրիաների տեսության (իզոտոպ սպինի տեսություն՝ Վ․ Հայզենբերգ, 1932, այնուհետև ավելի ընդհանուր՝ ունիտար սիմետրիայի տեսություն՝ Մ․ Գեչ-Ման և Յու․ Նեեման, 1962) զարգացման շնորհիվ։ Այդ զարգացումը բնականորեն հանգեցրել է քվարկների՝ հադրոնային նյութի կառուցվածքային տարրերի մոդելի մշակմանը (Մ․ Դել-Ման, Զ․ Ցվայգ, 1964)։ Քվարկներն ունեն 1/2 սպին և կոտորակային էլեկտրական լիցք (տարրական էլեկտրական լիցքի միավորներով)։ Ըստ քվարկային մոդելի, կիսաամբողջ սպին ունեցող բոլոր հադրոնները՝ բարիոնները, կազմված են երեք քվարկից, իսկ ամբողջ սպին ունեցողները՝ մեզոնները, քվարկից և հակաքվարկից։ Այն տարիներին հայտնի բոլոր հադրոնների բնութագրերը լիովին կարելի էր վերարտադրել երեք տիպի քվարկների (ս, d, s) միջոցով, որոնք ունեն, համապատասխանաբար, +2/3, —1/3, —1/3 լիցքեր։ 50-ական թթ․ և 60-ական թթ․ 1-ին կեսին էական փորձարարական արդյունքներ են ստացվել նաև ~1013 սմ կարգի հեռավորությունների տիրույթում բարձր էներգիայի մասնիկների ուժեղ փոխազդեցության վերաբերյալ։ Զարգացվել է ցրման մատրիցի հասկացության (Վ․ Հայզենբերգ, 1943) վրա հիմնված ֆենոմենոլոգիական տեսություն, որտեղ այդ մեծությունը հանդես է գալիս որպես էներգիայի և հաղորդված ինպուլսի կոմպլեքս ֆունկցիա (Մ․ Գոլդբերգեր, Ս․ Մանդելստամ, Տ․ Ռեշե, Ն․ Ն․ Րոգոլյուբով, Ի․ Ցա․ Պոմերանչուկ, Վ. Ն․ Դրիբով)։ Թույլ փոխազդեցությունների ֆիզիկայի բնագավառում այդ շրջանի ամենախոշոր նվաճումը եղել է թույլ տրոհման պրոցեսներում տարածական զույգության խախտման կանխագուշակումը (Լի Ցզունդաո և Ցանգ Չժեննին, 1956) և հայտնաբերումը (Ց․ Վու, ԱՄՆ, 1957)։ Հաստատվել է թույլ փոխազդեցության տարածաժամանակային կառուցվածքը (Ռ․ Ֆեյնման, Մ․ Դել-Ման, 1958) և, վերջապես, փորձով հայտնաբերվել է համակցված զույգության (հասկացություն, որ առաջարկել են Լ․ Դ․ Լանդաուն և Ա․ Սաչամը) պահպանման օրենքի թույլ խախտումը (Վ․ Ֆիտչ, Զ․ Քրոնին, Ա․ Աբաջյան, ԱՄՆ, 1964)։ Տարրական մասնիկների ֆիզիկայի զարգացման նշանակալից փուլ են կազմել պրոտոնի և նեյտրոնի կառուցվածքի հետազոտությունները, որոնք սկսվել են Սթանֆորդի (ԱՄՆ) էլեկարոնային արագացուցիչում 60-ականների վրա։ Քվարկները և գլյուոնները փոխազդում են այնպես, որ այդ մասնիկները գոյություն ունեն միայն հադրոնների ներսում ու ազատ վիճակում հանդես չեն գալիս։ Մյուս կողմից, փոքր հեռավորությունների վրա քվարկ-գլյուոնային ուժերը նվազում են, և դիտվում է հադրոնների փարթոնային կառուցվածքը։ 70-ական թթ․ ընթացքում քվանտային քրոմադինամիկան բազմակողմանի ստուգման է ենթարկվել տարբեր փորձերում, մասնավորապես, հանդիպական էլեկտրոնպոզիտրոնային փնջերով նոր արագացուցիչ-կուտակիչներով (Սթանֆորդ, ԱՄՆ, Համբուրգ, ԳՖՀ, Նովոսիբիրսկ, ԽՍՀՄ) կատարված հետազոտություններում։ Այդ տեսության հաստատման համար հատկապես էական է եղել ծանր հադրոնների (J/փ, D, Г, B մեզոններ, Лс-բարիոն) հայտնաբերումը (Ս․ Թինգ, Բ․ Ռիիսռեր, է․ Լեդերման, ԱՄՆ)։ Դրանց կազմի մեջ մտնում են նոր տեսակի երկու ծանր քվարկներ՝ с և b (+2/3 և —1/3 լիցքերով), որոնք ունեն ֆիզիկական նոր հատկություններ՝ «հմայք» և «հրապույր»։ Պակաս կարևոր չի եղել նաև էլեկտրոն-պոզիտրոնային անիհիլացման պրոցեսներում հադրոնների այնպիսի խմբերի դիտումը, որոնք կրում են կարճ հեռավորությունների վրա առաջացած քվարկի կամ գլյուոնի էներգիան և իմպուլսը (այսպես կոչված, քվարկային և գլյուոնային ցայտեր)։ Քվանտային քրոմադինամիկան, այսպես կոչված, դաշտի տրամաչափային տեսության օրինակ է։ Նման տեսություններում փոխազդեցությունը ծագում է բնական ձևով, որպես սկզբնական չփոխազդող մասնիկների ներքին սիմետրիայի արդյունք։ 1967 թվականին Ս․ Վայնբերգը, Ա․ Սալամը և Շ․ Դլեշոուն ցույց են տվել, որ էլեկտրամագնիսական և թույլ ուժերը նույնպես ծագում են միասնական տրամաչափային փոխազդեցությունից։ Ըստ այդ տեսության, թույլ փոխազդեցության կրողները 1 սպին ունեցող երկու տեսակի մասնիկներ են՝ W+ և Z0 (միջանկյալ վեկտորային բոզոններ), որոնք սկզբնական ներքին սիմետրիայի շնորհիվ միավորվում են ֆոտոնի հետ։ Էլեկտրամագնիսական և թույլ ուժերի դիտվող տարբերության պատճառը այդ սիմետրիայի ուժեղ խախտումն է, որի հետևանքով W, Z-բոզոնների զանգվածը հավասար է համարյա 100 պրոտոնի զանգվածի, մինչ դեռ ֆոտոնն ունի զրոյական զանգված։ Դիտվող թույլ տրոհումները, օրինակ, P-կամ ц-տրոհումը, որոնց դեպքում էներգիայի անջատումը զգալիորեն փոքր է միջանկյալ W-բոզոնի զանգվածից, տեղի են ունենում այդ մասնիկի վիրտուալ ծնման շնորհիվ։ Z-բոզոնների փոխանակումը հանգեցնում է թույլ փոխազդեցության մի նոր տեսակի, այսպես կոչված, չեզոք հոսանքների։ 70-ական թթ․ հայտնաբերվել են չեզոք հոսանքներով պայմանավորված տարբեր երևույթներ, որոնք հաստատել են միասնական էլեկտրաթույլ փոխազդեցության տեսությունը։ Վերջապես, 1982—1983 թվականներին աշխարհի խոշորագույն պրոտոն-հակապրոտոնային արագացուցիչում (ՑԵՌՆ, Շվեյցարիա) հաջողվել է գրանցել W, Z-բոզոնների ծնման առաջին դեպքերը և չափել նրանց զանգվածները։ Այսպիսով, տարրական մասնիկների վերաբերյալ ունեցած փորձարարական ամբողջ ինֆորմացիան, որն արտացոլում է մեր գիտելիքները 101Տ—10~16 սմ հեռավորությունների տիրույթում կատարվող ֆիզիկական երևութների մասին, նկարագրվում է, այսպես կոչված, «ստանդարտ» տեսության՝ քվանտային քրոմադինամիկայի և էլեկտրաթույլ փոխազդեցության տեսության զուգակցման միջոցով։ Ժամանակակից իմաստով «իսկական» տարրական մասնիկներ են լեպտոնները և քվարկները, ինչպես նաև դրանց փոխազդեցությունների կրողները՝ ֆոտոնը, միջանկյալ բոզոնները և գլյուոնները։ Լեպտոնների և քվարկների միջև կա որոշակի համապատասխանություն․ նրանք խմբավորվում են միանման լիցքային կազմ ունեցող «ընտանիքներում» (երկու լեպտոն + երկու քվարկ)։ Այդպիսի երկու լրացված ընտանիքների՝ (ս, d, ve, e),t(с, s, v^, |i), գոյությունը մի կողմից և b-քվարկի (ավելի ճիշտ՝ այդ քվարկը պարունակող հադրոնների), ինչպես նաև t-լեպտոնի ու Vt-նեյտրինոյի հայտնաբերումը (Մ․ Պեռլ, ԱՄՆ, 1976) մյուս կողմից, պահանջում են երրորդ ընտանիքի (է, b, vT, x) լրացման համար անհրաժեշւո՝ +2/3 լիցքով է քվավկի գոյությունը։ Սակայն է-քվարկ պարունակող հադրոնների որոնման փորձերն առայժմ հաջողությամբ չեն պսակվել։ Տարրական քվարկների և լեպտոնների համեմատաբար մեծ թիվռ․ նրանց հատկությունների նմանությունը բնականաբար վարկած են առաջացնում այն մասին, որ իրենք՝ այդ մասնիկները, նույնպես պետք է կազմված լինեն Էլ ավելի սկզբնային տարրական մասնիկներից։ Տեսական հետազոտությունները այդ հարցի պատասխանը փորձում են կանխագուշակել բնության բոլոր փոխազդեցությունների միասնական տեսության ստեղծման ճանապարհով։ Վերջնական պատասխանը կտան ապագայի արագացուցիչներով կատարվելիք փորձերը։ Փորձարարների ուշադրության կենտրոնում կլինեն նոր մասնիկների որոնումները և քվարկների ու լեպտոնների կառուցվածքի հետազոտությունները գերկարճ հեռավորությունների վրա՝ նրանց տարրականությունը ստուգելու նպատակով։