Materiya tuzilishi to’g’risidagi zamonaviy qarashlar

|
Materiya tuzilishi to’g’risidagi zamonaviy qarashlar
|
bet | 11/12 | Sana | 11.06.2024 | Hajmi | 118,18 Kb. | | #262657 |
Bog'liq umidjon kurs ishi14.Materiya tuzilishi to’g’risidagi zamonaviy qarashlar
Biz qarab chiqqan elementar zarralar to‘g‘risidagi barcha ma’lumotlami qisqacha ko‘rinishda izohlab o‘tamiz.
1. Barcha moddalar yadro va uning atrofini o‘rovchi elektron qobiqdan iborat atomlardan tuzilgan. Ular o‘lchami »10-10 m.
a) Elektron qobiq moddaning barcha kimyo va fizik xususiyatlarini belgilaydi.
b) Atom yadrosi har bir kimyoviy element individualligini belgilovchi mustahkam birikma. U proton va neytronlardan tuzilgan bo‘lib, uch xil yadroviy jarayonlarda va ko‘plab yadro reaksiyalarida qatnashadi.
2. Protonlar, neytronlar va elektronlar barcha moddalar hosil boMgan asosiy «G‘ishtlar» hisoblanadi. Bu uchala zarra foton, neytrinolar va antineytrinolar bilan qo‘shilib asosiy elementar zarralami tashkil qiladi. Qolgan barcha elementar zarralar nostabil hisoblanib, laboratoriyalarda yoki koinot nurlanishlarida hosil bo‘ladi. Ular soni 400 dan ortiq.
3. Elementar zarralaming asosiy xususiyati ularning o‘zaro birbiriga aylanishidir. Bu o‘zaro almashishlar asosan uch xil o‘zaro ta’sir orqali sodir bo‘ladi: kuchli, elektromagnit va kuchsiz o‘zaro ta’sirlar. To‘rtinchi o‘zaro ta’sir-gravitatsion ta’sir esa elementar zarralar dunyosida juda kuchsiz namoyon bo‘ladi.
4. Barcha elementar zarralar o‘zaro kuchli ta’sirda qatnashuvchilarga-adronlarga va bu ta’sirda qatnashmaydigan-foton, oraliq bozonlar va leptonlarga ajraladi.
5. Foton va leptonlar « 10-18 m masofagacha o‘z ichki strukturasiga ega emas. Adronlar esa strukturaga ega.
6. O'zaro ta’sir tashuvchilar- y, W0, Z°, 8g va G-graviton bo‘lib, ular haqiqiy elementar zarralar hisoblanadi. Ular birlik spinga va manfiy juftlikka ega: Jn = 1∞ , faqat graviton uchun Jn = 2+
7. Elektromagnit o ‘zaro ta’sir tashuvchilari - y-foton bo‘lib, uning nazariyasi kvant elektrodinamikasi hisoblanadi. Zaryadlangan yoki alohida ichki strukturaga ega bo‘lgan neytral zarralar fotonlar chiqarib, yutib yoki foton almashib, bu o‘zaro ta’sirda qatnashadi. Foton massasi nolga tengligi sababli bu ta’sir masofasi r =∞ va intensivligi a=1/137 katta bo‘lganligi sababli megadunyo, makrodunyo va mikrodunyo o‘lchamlarida ham bu elektromagnit ta’sir kuchli namoyon bo‘ladi. Atom va molekulalar shu o‘zaro ta’sir hisobidan mavjud, ya’ni yadro va elektronlar orasidagi ta’sir elektromagnit ta’sirdir. Elastiklik, ishqalanish, sirt taranglik kabi kuchlar ham elektromagnit ta’siming ko‘rinishlaridir. Moddalaming agregat holatlari, kimyoviy o‘zgarishlar, elektr, magnit va optik hodisalar ham elektromagnit ta’sir sabablidir. Endi aytib o4 ganimizday, elementar zarralar bilan bo‘ladigan elektromagnit ta’sir mexanizmini qaraymiz. Oddiy elektromagnit ta’simi qarasak, bu zaryadlangan zarracha tomonidan fotonning yutilishi yoki chiqarilishidir. Bir elektron tomonidan chiqarilgan foton boshqasi tomonidan yutilishi mumkin. Bunday jarayon virtual jarayon deyiladi. Ya’ni real zarra hosil boMmaydi. Oraliq zarrachaga esa virtual zarracha deyiladi. Zaryadlangan zarra(elektron)ning foton bilan o‘zaro ta’siri
H y.m. = j , • A" kabi ifodalanadi. Bu yerda j elektron toki, AM-elektromagnit maydon 4- potensiali. Jarayonning grafik ko‘mishda ifodalanishiga Feynman diagrammasi deyiladi. Bu usul 1949-yili amerikalik fizik R.Feynman tomonidan ishlab chiqilgan.
8 . Kuchsiz o‘zaro ta’sir tashuvchilari W± - Z° - oraliq bozonlardir. Bu oraliq bozonlar bilan almashinishganda zarralar o‘z xushbo‘yligini olzgartiradi. Bu oraliq bozonlar faqat kuchsiz va elektromagnit o‘zaro ta’sirlarda qatnashadi. Bu o‘zaro ta’sir juda kichik « 10-17 m ta’sir radiusiga ega. Shu sababli bu ta’sir faqat elementar zarralar olamida sodir bo’ladi. Kuchsiz tok (V-A)- strukturaga ega. Shunda ikki tok ko‘paytmasi skalyar va psevdoskalyami beradi. Shu sababli ham o‘zaro kuchsiz ta’sirda gamiltonianning skalyar qismi hisobidan juftlik saqlanadi, psevdoskalyar qismi hisobidan esa juftlik buziladi. Kuchsiz o‘zaro ta’siming kichik masofada sodir bo‘lishi bu ta’sir tashuvchilari -W* va Z° oraliq bozonlar massasining kattaligidan dalolat beradi.
9. Kuchli o‘zaro ta’sirda bevosita faqat kvarklar qatnashadi. Ta’sir tashuvchilari sifatida 8 ta massasi va elektr zaryadi nolga teng, rang va antirang tashuvchi glyuonlar ishtirok etishadi. Kvarklar o‘zaro glyuon almashib, o‘z rangini o‘zgartiradi, lekin xushbo‘yligini o‘zgartirmaydi. Glyuonlaming o‘zi faqat kuchli o’zaro ta’sirda qatnashadi. Bu o‘zaro ta’siming ta’sir masofasi « 10~15m, ta’sir vaqti « 10-24 - 10-23 s. Yadro kuchlari kuchli o‘zaro ta’sirning bir namoyon bo‘lishlaridan biridir. O’zaro kuchli ta’sir nazariyasi - kvant xromodinamikasidir. Bu nazariyaning asoslari qurilgan, lekin haligacha tugallangan nazariya ko‘rinishida shakllanmagan. Kvarklar kichik masofalarda kuchsiz ta’sirlashadilar yoki deyarli ta’sirlashmaydilar. Ulaming bu xususiyatiga - assimptotik erkinlik deyiladi. Katta masofalarda esa ulaming birbiriga tortilishi oshib boradi. Bu xususiyatga-konfaynment, ya’ni kvarklar va glyuonlami adronlar doirasida ushlab turish, ularning erkin holatda kuzatib bo‘lmaslik xossasi deyiladi. Ulaming mavjudligini faqat bilvosita isbotlash mumkin.
XULOSA
Zarrachalar fizikasi yoki yuqori energiya fizikasi materiya va nurlanishni tashkil etuvchi asosiy zarralar va kuchlarni o'rganishdir. Olamdagi asosiy zarralar Standart Modelda fermionlar (materiya zarralari) va bozonlar (kuch ko'taruvchi zarralar) sifatida tasniflanadi. Oddiy moddalar faqat birinchi fermion avlodidan hosil bo'lsa-da, fermionlarning uch avlodi mavjud. Birinchi avlod proton va neytronlarni, elektron va elektron neytrinolarni hosil qiluvchi yuqoriga va pastga kvarklardan iborat. Bozonlar vositachiligida ma'lum bo'lgan uchta asosiy o'zaro ta'sir elektromagnetizm, zaif o'zaro ta'sir va kuchli o'zaro ta'sirdir .
Kvarklar o'z-o'zidan mavjud bo'lolmaydi, lekin hadronlarni hosil qiladi. Tarkibida toq sonli kvark bor adronlar barionlar, juft sonlilari esa mezonlar deyiladi. Ikki barion, proton va neytron, oddiy materiya massasining katta qismini tashkil qiladi. Mezonlar beqaror va eng uzoq umr ko'rishlari mikrosoniyaning bir necha yuzdan bir qismiga to'g'ri keladi. Ular kosmik nurlardagi tez harakatlanuvchi protonlar va neytronlar kabi kvarklardan tashkil topgan zarralar o'rtasidagi to'qnashuvdan keyin sodir bo'ladi. Mezonlar siklotronlarda yoki boshqa zarracha tezlatgichlarda ham ishlab chiqariladi.
Zarrachalar bir xil massaga ega, lekin qarama-qarshi elektr zaryadlari bilan mos keladigan antizarralarga ega. Masalan, elektronning antizarrasi pozitrondir . Elektron manfiy elektr zaryadga, pozitron esa musbat zaryadga ega. Ushbu antipartikullar nazariy jihatdan antimater deb ataladigan mos keladigan materiya shaklini hosil qilishi mumkin. Ba'zi zarralar, masalan, foton, o'zlarining antipartikullaridir.
Ushbu elementar zarralar kvant maydonlarining qo'zg'alishlari bo'lib, ularning o'zaro ta'sirini ham boshqaradi. Ushbu asosiy zarralar va maydonlarni ularning dinamikasi bilan birga tushuntiruvchi dominant nazariya standart model deb ataladi. Hozirgi zarrachalar fizikasi nazariyasi bilan tortishishning uyg'unligi hal qilinmagan; ko'plab nazariyalar bu muammoni hal qildi, masalan, halqa kvant tortishish kuchi, simlar nazariyasi va supersimmetriya nazariyasi .
Amaliy zarrachalar fizikasi bu zarralarni radioaktiv jarayonlarda va Katta Adron Kollayderi kabi zarracha tezlatgichlarida o'rganishdir. Nazariy zarrachalar fizikasi bu zarralarni kosmologiya va kvant nazariyasi kontekstida o'rganishdir. Ikkalasi bir-biri bilan chambarchas bog'liq: Xiggs bozoni nazariy zarralar fiziklari tomonidan ilgari surilgan va uning mavjudligi amaliy tajribalar bilan tasdiqlangan.
|
| |