Elementar zarrachalarning standart

Elementar zarrachalarning standart, klassik modeli deb ataladigan asosiy komponentlardan biri bo'lgan gipotetik zarracha - Xiggs bozoni "mashhur" bo'ldi. 1964 yilda uning mavjudligini bashorat qilgan ingliz nazariyotchisi Piter Xiggs nomi bilan atalgan. Xiggs bozonlari Xiggs maydonining kvantlari bo'lib, fizikaning asosiy savollariga tegishli deb hisoblanadi. Xususan - elementar zarrachalar massalarining kelib chiqishi kontseptsiyasiga.
Ana shunday to‘qnashish natijasida ajralgan energiya 14 trillion elektron voltni tashkil etadi. Bunday katta energiyaning ajralishi oqibatida ro‘y beradigan hodisalar ma’lum darajada “katta portlash” manzarasini tasdiqlay olishi tadqiqotchilar, fizik va astrofizik olimlar uchun juda muhim edi. Bunday protonlar kollayderning 27 kilometr uzunlikdagi aylanasi bo‘ylab joylashtirilgan 3 mingta igna shaklidagi dasta ko‘rinishida harakatlanadi. Har bir to‘plam 100 milliardga yaqin protonlardan tashkil topib, to‘qnashuv “nuqta”larida ular bir necha santimetr uzunlikda, diametri esa 16 mikron (eng ingichka soch tolasi qalinligida) bo‘ladi. Protonlar parchalangach, vujudga kelgan kvarklar turli tomonga sochilib ketadi. Biroq kvarklar uzoq muddat yakka holda bo‘la olmasligi tufayli o‘ta qisqa vaqtda birlashib, yangi “og‘irroq” zarra ko‘rinishida katta tezlik bilan atrofga sochilayotganda, kollayder detektorlari tomonidan ularning parametrlari qayd qilib boriladi. Darvoqe, adron kollayderining favqulodda hodisalarsiz ishlashi ta’minlangach, astronom olimlar olamning paydo bo‘lishiga oid kosmologik moment — “katta portlash”dan so‘nggi dastlabki davrga oid eng muhim jarayondan voqif bo‘lishga umid bog‘lamoqdalar. Vijdonimiz oldida o‘zimizni oqlamoqlik uchun ko‘pincha maqsadga erishish uchun kuchimiz yetmadi deb, o‘zimizni ishontirmoqchi bo‘lamiz. Holbuki, amalda biz kuchsiz emas, irodasizmiz. Laroshfuko Fizika fani oltin davr ichida 2008 yilning 10 sentyabr kuni Toshkent vaqti bilan 12.30 da «Yevronyus» telekanali orqali Shvetsariya va Frantsiya chegarasida 10 milliard dollar sarf-xarajat asosida bunyod etilgan misli ko‘rilmagan darajada katta quvvati bo‘lgan elementar zarrachalar tezlatgichi - Katta adron kollayderi (KAK) ishga tushirilishi to‘g‘ridanto‘g‘ri efirga uzatildi. KAK fizikaning oltin davrini ochib berishiga hamda olamning barpo bo‘lishi borasidagi ko‘pgina jumboqlarni yechishiga katta umid bog‘langan. Shu bilan bir qatorda kollayder atrofida turli-tuman gap-so‘zlar ham yuribdi. Masalan, tezlatgichda qora o‘ra paydo bo‘lishi mumkinligi va u KAKni xarob qilib, so‘ngra Frantsiya hamda Shveytsariyani yutib yuborishi haqida ba'zi olimlar fikr bildirmoqda. Katta adron kollayder (Large Hadron Collider - KAK) dunyodagi eng katta Yevropa yadro fizikasi laboratoriyasi - CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire)da qurildi. Bu qurilma elementar zarrachalarning tezlatgichi
bo‘lib, u elementar zarrachalarning o‘zaro ta'sirini o‘rganish uchun insoniyat tomonidan barpo qilingan tarixdagi eng katta qurilmadir. KAK CERNdagi Katta elektronpozitron kollayderi (Large Electpon Positron (LEP sollider)ning o‘rnini olib o‘rtacha 100 metr chuqurlikdagi uzunligi 27 km. bo‘lgan tunnelda joylashgan. U protonlarning 7 Tev (Terra elektronvolt) energiyagacha 2 dastasini bir-biriga qarama-qarshi yo‘nalishda jadallashtirish va so‘ngra ularni bir-biri bilan to‘qnashtirish imkonini beradi. Protonlar to‘qnashganda energiyasi 14 TeV ni (1TeV=1012 eV) tashkil etadi. Energiya shkalasi elektronvolt bo‘laklaridan toki termodiapazonlargacha ortib borar ekan, biz bu jarayonda borgan sari o‘zimizga tanish bo‘lgan olamdan uzoqlashib boramiz va butunlay boshqa bilimlar qamroviga tushib qolamiz. Bular qattiq jism kimyosi va elektronikasi doirasi (eV lar va uning bo‘laklari), yadroviy reaktsiyalar (million eVlar) va o‘tgan asrning ikkinchi yarmida olimlar o‘rgangan milliard eV li diapazonlardir. Termodiapazonda insoniyatni nimalar kutayapti, buni hech kim bilmaydi. KAK faqat proton - proton to‘qnashishini o‘rganish bilangina cheklanib qolmasdan qo‘rg‘oshin kabi og‘ir ionlarning to‘qnashishini ham o‘rganish imkonini beradi va bu to‘qnashishlardagi energiya 1148 TeV gacha yetib boradi. KAKga tushguncha protonlar CERNda mavjud «tezlatgich komplekslari»da tayyorlanadi. 7 TeV energiyali protonlar aylana bo‘ylab harakatlanishi uchun KAK magnit induktsiyasi 8.36 Tesla li magnit maydonini hosil qila oladigan elektromagnitlarga ega bo‘lishi kerak. Buning uchun o‘ta o‘tkazuvchanlik hodisasidan foydalanishga to‘g‘ri keladi. Elektromagnitlarni tashkil qilgan o‘tkazgichlarda o‘ta o‘tkazuvchanlik hodisasi vujudga kelishi uchun esa ularni o‘ta past temperaturalarda ushlab turish kerak. Shu sababli KAKning 38000 tonna qurilmalari o‘ta past temperaturada ishlatiladi. Buning uchun bir necha tonna suyuq geliy va vodoroddan foydalaniladi. 1296 o‘ta o‘tkazuvchan elektromagnitlar va 2500 dan ortiq boshqa magnitlar KAKda nurlarning uchishini va to‘qnashishini ta'minlab turadi. Magnitlar og‘irligi yig‘indisi 1.9 million tonnani tashkil qiladi. Dastlab fiziklar kvarklar to‘g‘risidagi fikrga elementar zarrachalarning xususiyatlarini tahlil qilish borasida kelishgan. Adronlarning haddan tashqari ko‘pligi va leptonlarning kamligi fiziklarni o‘ylantirib qo‘ygan. Kvark gipotezasini ilgari surish, kvarklar turining soni leptonlar turining soniga teng bo‘lishi kerak, degan qoidaning shakllanishiga olib keldi. Kvarklarning o‘ziga xosligi shundaki, ular fermionlardir (kvark spini 1/2 ga teng). Bir holatni faqatgina ikkita fermion olishi mumkin va bunda ularning spinlari, albatta, qarama-qarshi yo‘nalgan bo‘lishi shart. Fermionlar ham, bozonlar ham faqat fermionlardangina tarkib topgan bo‘ladi, bunda fermionlarning toq soni fermionlarni bersa, juft soni bozonlarni hosil qiladi. Qur'onning 89-Fajr (shafaq, tong) surasi 1-4 oyatlarini ba'zi tarjimonlar bunday berishganTarjimonlar va tafsirchilar agarda fermionlar hamda bozonlar haqida tushunchaga ega bo‘lishganida, balki 3-oyatga berishayotgan tafsirlarini boshqacharoq tuzib, ushbu oyat butun olamdagi ma'lum bo‘lgan materiyaning asosiy g‘ishtlari bo‘lgan fermionlarning juft va toq sonlari ustida aytilyapti, deb xulosa berarmidi? Men shunday deb tafsir beruvchilar tarafdori bo‘lardim. Tag‘in Alloh o‘zi biladi. 2008 yilning 10 sentyabr kuni Toshkent vaqti bilan 12-30 da kollayderning ishlashini to‘g‘ridan-to‘g‘ri efirga uzatib, Yevropa telekanallari orqali CERNdan teletranslyatsiya olib borildi. Olimlar oldiniga protonlarni kollayderning sakkiz sektsiyasidan biriga yuborishdi, so‘ngra ikki sektsiyasiga, undan so‘ng esa uchta sektsiyasiga va h.k va nihoyat protonlar barcha sakkiz sektsiyalar bo‘yicha harakat qila boshladi. Har bir sektsiyani protonlar 10 mikrosekundlar atrofida va sakkiz sektsiyani o‘tib to‘la aylana bo‘yicha bir marta to‘la aylanishi uchun esa 90 mikrosekund vaqt sarf bo‘ldi. Toshkent vaqti bilan 12-45 da barcha sakkiz sektsiyani o‘tib ulgurgan protonlar dastasining quvvati KAKning loyiha bo‘yicha erishishi mumkin bo‘lgan miqdorning o‘ttizdan birini tashkil etadi. Olimlar proton dastalarining har bir sektsiyadan o‘tishini qarsaklar bilan kutib olishgan. Toshkent vaqti bilan soat 13-00 da loyiha rahbari Liin Evans o‘zining birinchi brifingini o‘tkazdi. Olim kollayderning ishi muvaffaqiyatli boshlanganligini aytgan. Keyinchalik 21 oktyabrda kollayder bo‘ylab qarama-qarshi yo‘nalishlarda protonlarning ikki dastasi yuborilib, ular o‘zaro to‘qnashtiriladi. Ya'ni, 21 oktyabrda birinchi marotaba kollayderni yasashdan maqsad bo‘lgan eksperimentlarni boshlash rejalashtirilgan. To‘la 14 TeV li eksperimentlarni boshlash esa 2009 yilning bahoriga mo‘ljallangan. KAKda ushbu energiyaga erishilgach, olimlar materiya qanday tuzilgani, ya'ni Higgs bozoni izlarini, «supersimmetriya»ni, «ekzotik nazariya» deb nomlanuvchi «higgs mexanizmi»ni va shu kunda ma'lum bo‘lgan eng og‘ir fundamental zarracha Top-kvarklarni hamda qo‘rg‘oshin yadrolarini to‘qnashtirish natijasida Olam barpo bo‘lgan paytning harorati 1,5 trillion gradus issiqlikka erishishni, fazo va vaqt tushunchasiga aniqlik kiritishni maqsad qilib olganlar. 19 sentyabr soat 12-27 da KAKning ishida jiddiy to‘xtash ro‘y berdi. 3-4 sektsiyalar orasidagi magnitlardan biri o‘ta o‘tkazuvchanlik holatidan normal holatga o‘tib qoldi va tezlatgich tunneli ichiga bir tonnaga yaqin suyuq geliy quyilib ketdi.
Xulosa: Men bu mustaqil ishini yozish davomida o’zim uchun muhim bo’lgan bilim va ko’nikmalarga ega bo’ldim.
Bu mavzu yani, Katta adron kolayderi o’zi qanday kelib chiqadi u xavflimi? Yoki foydalimi?
Bu haqida bilim va ko’nikmalarga ega bo’ldim. Fizika fani juda qiziqarli va juda ajoyib fan. Bu fanga bir qiziqsangiz sizni to’xtabib bo’lmaydi. Men bu fanni mohiyatiga kirib bo’lganman. Bu fanni labaratoriya jarayonlariga ham qiziqaman va amalda sinab ko’raman. Men bu mustaqil ishimni yozish davomida shuni anglab yettimki, Katta andron tizimlarning kelib chiqishi, tarixi, kimlar undan foydalanishi,qanday tarqalganligi to`g`risida aniq ma`lumotlarga ega bo`ldim.Shuni anglash kerakki, olimlar ham bu kata andron tizimni kata qiziqish bilan o`rganishgan.
Foydalanilgan adabiyotlar: Mansurxon Toirov, fizika-matematika fanlari doktori, professor “Ma’rifat” gazetasidan olindi. Internet yarmoqlari: ziyonet.uz. Atom yadrosi va zarralar fizikasi: O’ZMU kutubxonasi
|