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 birga oʻqitiladi. Elementar zarralar fizikasi – yadro astrofizikasi va kimyo sohasida muhim oʻringa ega.

 Tarixi 

Yadro fizikasi tarixi 1896-yildaB. R. Martin (2006). Nuclear and Particle Physics. John Wiley & Sons, Ltd. ISBN 978-0-470-01999-3. fransuz fizigi Henri Becquerelning uran tuzlaridagi fosforessensiyani tadqiq qilishi vaqtida radioaktivlikning kashf qilishi bilan boshlandi  Henri Becquerel (1896). „Sur les radiations émises par phosphorescence“. Comptes Rendus. 122: 420–421.. Bir yildan soʻng, yaʼni 1897-yilda Joseph John Thomson tomonidan elektronning kashf etilishi – atomning ichki tuzilishga ega ekanligidan dalolat berdi Tomson, Jozef Jon (1897). „Katod nurlari“ . Buyuk Britaniya Qirollik instituti materiallari . XV : 419–432.. 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: -yemirilish, -yemirilish va -nurlanish. 1911-yilda nemis fizigi Otto Han va 1914-yilda ingliz fizigi James Chadwick oʻtkazilgan tajribalar -yemirilish spektri diskret emas, balki uzluksiz ekanligini aniqladi. Yaʼni -yemirilishda  va -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 birga 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 -zarraning moddadan oʻtishida kechikishi“ asarini nashr qialdi. Rutherford, Ernest (1906). „On the retardation of the α particle from radium in passing through matter“. Philosophical Magazine. 12 (68): 134–146. doi:10.1080/14786440609463525. Ernest Rutherfordning assistenti, professor Johannes Hans GeigerGeiger, Hans (1908). „On the scattering of α-particles by matter“. Proceedings of the Royal Society A. 81 (546): 174–177. Bibcode:1908RSPSA..81..174G. doi:10.1098/rspa.1908.0067. va bakalavriat MarsdenGeiger, Hans; Marsden, Ernest (1909). „On the diffuse reflection of the α-particles“. Proceedings of the Royal Society A. 82 (557): 495. Bibcode:1909RSPSA..82..495G. doi:10.1098/rspa.1909.0054. bilan birga tajriba oʻtkazishadi: oltin folga -zarralar bilan bombardimon qilinadi.Geiger, Hans (1910). „The scattering of the α-particles by matter“. Proceedings of the Royal Society A. 83 (565): 492–504. Bibcode:1910RSPSA..83..492G. doi:10.1098/rspa.1910.0038. 1911–1912 yillarda Rutherford London qirollik jamiyatida tajribalarni tushuntiradi va atom yadrosining yangi nazariyasini ilgari surdi.

1908-yilda maqola nashr etilgachH. Geiger and E. Marsden, PM, 25, 604 1913, citing, H. Geiger and E. Marsden, Roy. Soc. Proc. vol. LXXXII. p. 495 (1909), in, The Laws of Deflexion of α Particles Through Large Angles \\ H. Geiger and E. Marsden (1913), (published subsequently online by – physics.utah.edu (University of Utah)) Retrieved June 13, 2021 (p.1):"..In an earlier paper, however, we pointed out that α particles are sometimes turned through very large angles…"(p.2):"..Professor Rutherford has recently developed a theory to account for the scattering of α particles through these large angles, the assumption being that the deflexions are the result of an intimate encounter of an α particle with a single atom of the matter traversed. In this theory an atom is supposed to consist of a strong positive or negative central charge concentrated within a sphere of less than about 3 × 10−12 cm. radius, and surrounded by electricity of the opposite sigh distributed throughout the remainder of the atom of about 10−8 cm. radius…", Rutherford tomonidan 1911-yilning may oyida chop etilgan yakuniy klassik tahlil bilan asosiy hal qiluvchi tajriba 1909-yilda Manchester universitetida oʻtkazildi Radvanyi, Pierre (January–February 2011). „Physics and Radioactivity after the Discovery of Polonium and Radium“ (electronic). Chemistry International. online: International Union of Pure and Applied Chemistry. 33 (1). Retrieved 13 June 2021. ..Geiger and an English-New Zealand student, E. Marsden, to study their scattering through thin metallic foils. In 1909, the two physicists observe that some alpha-particles are scattered backwards by thin platinum or gold foils (Geiger 1909)…It takes Rutherford one and a half years to understand this result. In 1911, he concludes that the atom contains a very small 'nucleus'… Rutherford F. R.S., E. (May 1911). „The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom“. Philosophical Magazine. 6. 21 May 1911: 669–688. Retrieved 13 June 2021.  Rutherford, E. (May 1911). „LXXIX. The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom“. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 21 (125): 669–688.  „1911 John Ratcliffe and Ernest Rutherford (smoking) at the Cavendish Laboratory…“ Fermilab. Retrieved 13 June 2021."..that would become a classic technique of particle physics…".
Streuversuch_Rutherford|thumb|Rutherford tajribasi

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  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.Eddington, A. S. (1920). „The Internal Constitution of the Stars“. The Scientific Monthly. 11 (4): 297–303. Bibcode:1920SciMo..11..297E. JSTOR 6491. Eddington, A. S. (1916). „On the radiative equilibrium of the stars“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 77: 16–35. Bibcode:1916MNRAS..77…16E. Oʻsha paytda yulduz energiyasining manbai butunlay nomaʼlum edi; Eddington bu manba vodorodning geliyga aylanishi va Einsteinning  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  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  spin bilan xarakterlashi kerak edi. Rasetti, ammo azot-14 ning spini  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) Chadwick, James (1932). „The existence of a neutron“. Proceedings of the Royal Society A. 136 (830): 692–708. Bibcode:1932RSPSA.136..692C.. Oʻsha yilda Dmitriy Ivanenko yadroda elektronlar mavjud emas, yadro faqat proton va neytronlardan iborat boʻlib, ularnign spini  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  spinni qoʻshilib, toʻla yadro spinni  ga teng boʻladi.
 Zamonaviy yadro fizikasi 

 Yadro fizikasi muammolari 
 Manbalar 

 Adabiyotlar 

 Havolalar 

Turkum:Fizika turlari