ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი
**ელემენტარული ნაწილაკი**, **ფუნდამენტური ნაწილაკი** — ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში პირობითი მატერიის უმცირესი ნაწილაკების სახელწოდება, რომლებსაც ცოდნის თანამედროვე დონეზე არ შეიძლება მივაწეროთ გარკვეული შინაგანი სტრუქტურა. 

ნაწილაკები, რომლებიც ამჟამად ელემენტარულად ითვლება, მოიცავს ელექტრონებს, ფუნდამენტურ ფერმიონებს (კვარკები, ლეპტონები, ანტიკვარკები და ანტილეპტონები, რომლებიც ძირითადად მატერიის ნაწილაკები და ანტიმატერიის ნაწილაკები არიან), ასევე ფუნდამენტურ ბოზონებს (გაზომვის ბოზონები და ჰიგსის ბოზონები), რომლებიც ზოგადად არიან ძალისმიერი ნაწილაკები, რომლებიც შუამავლობენ ფერმიონებს შორის ურთიერთქმედებას. ნაწილაკი, რომელიც შეიცავს ორ ან მეტ ელემენტარულ ნაწილაკს, არის კომპოზიტური ნაწილაკი.

ისტორია
-------

ჩვეულებრივი მატერია შედგება ატომებისგან, რომლებიც ოდესღაც ელემენტარულ ნაწილაკებად ითვლებოდა — ატომი, რომელიც მართალია ბერძნულად ნიშნავს „განუყოფელს", „გაუჭრელს" — თუმცა ატომის არსებობა საკამათო რჩებოდა დაახლოებით 1905 წლამდე, რადგან ზოგიერთი წამყვანი ფიზიკოსი მოლეკულებს მათემატიკურ ილუზიებად თვლიდა, ხოლო მატერიას, როგორც საბოლოო ჯამში ენერგიის. ატომის სუბატომური კომპონენტები პირველად 1930-იანი წლების დასაწყისში გამოვლინდა; ელექტრონი და პროტონი, ფოტონთან ერთად, ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ნაწილაკი. იმ დროს, კვანტური მექანიკის ბოლოდროინდელმა გამოჩენამ რადიკალურად შეცვალა ნაწილაკების კონცეფცია, რადგან ერთი ნაწილაკი, როგორც ჩანს, ველს აფარებდა ტალღას, პარადოქსი, რომელიც ჯერ კიდევ არ აქვს დამაკმაყოფილებელი ახსნა.

კვანტური თეორიის მეშვეობით, პროტონები და ნეიტრონები შეიცავდნენ კვარკებს — ზედა და ქვედა კვარკებს — ახლა უკვე ელემენტარულ ნაწილაკებად ითვლება და მოლეკულაში ელექტრონის თავისუფლების სამი ხარისხი (მუხტი, სპინი, ორბიტალი) შეიძლება ტალღური ფუნქციის მეშვეობით გაიყოს სამ კვაზინაწილაკად (ჰოლონი, სპინონი და ორბიტონი). მიუხედავად ამისა, თავისუფალი ელექტრონი — ის, რომელიც არ ბრუნავს ატომის ბირთვის გარშემო და, შესაბამისად, მოკლებულია ორბიტალურ მოძრაობას — ჩანს განუყოფელი და რჩება ელემენტარულ ნაწილაკად.

დაახლოებით 1980 წელს, ელემენტარული ნაწილაკის სტატუსი, როგორც მართლაც ელემენტარული — ნივთიერების საბოლოო შემადგენელი — ძირითადად უგულებელყოფილი იყო უფრო პრაქტიკული ხედვისთვის, განსახიერებული ნაწილაკების ფიზიკის სტანდარტულ მოდელში, რაც ცნობილია, როგორც მეცნიერების ყველაზე ექსპერიმენტულად წარმატებული თეორია. სტანდარტული მოდელის მიღმა მუშავდება მრავალი თეორია, მათ შორის სუპერსიმეტრია, რაც აორმაგებს ელემენტარული ნაწილაკების რაოდენობას ჰიპოთეზის მიხედვით, რომ თითოეული ცნობილი ნაწილაკი ასოცირდება „ჩრდილოვანი" პარტნიორთან ბევრად უფრო მასიურთან, თუმცა ყველა ასეთი სუპერპარტნიორი რჩება აღმოუჩენელი. იმავდროულად, გრავიტაციის შუამავალი ელემენტარული ბოზონი — გრავიტონი — ჰიპოთეტური რჩება. ასევე, ზოგიერთი ჰიპოთეზის მიხედვით, სივრცე-დრო არის კვანტიზებული, ამიტომ ამ ჰიპოთეზებში, სავარაუდოდ, არსებობენ თავად სივრცისა და დროის „ატომები".

ელემენტარული ნაწილაკის ერთ-ერთი თავისებურებაა ანიჰილაციისა და ნაწილაკ-ანტინაწილაკის წყვილის წარმოქმნა. რაც მაღალია დაჯახებული ნაწილაკების ენერგია, მით უფრო ძლიერად ვლინდება ეს თვისება. მაღალი ენერგიების ელემენტარული ნაწილაკების ბუნებრივი წყაროა კოსმოსური სხივები. სწორედ კოსმოსურ სხივებში აღმოაჩნეს ლეპტონების, მეზონებისა და ბარიონების უმრავლესობა. მაგრამ ელემენტარული ნაწილაკების ურთიერთქმედების სპეციფიკისა და მათი თვისებების საკმაო სისრულით გამოკვლევის საშუალებას იძლევა მხოლოდ დამუხტულ ნაწილაკთა ამჩქარებლებში ნაწილაკთა ინტენსიური ნაკადების აჩქარება ზემაღალ ენერგიამდე.

სტანდარტული მოდელი
------------------

 მთავარი სტატია: სტანდარტული მოდელი.
დღესდღეობით მიღებულია, რომ ყველა ელემენტარული ნაწილაკი არის ბოზონი ან ფერმიონი. ეს კლასები გამოირჩევიან კვანტური სტატისტიკით: ფერმიონები ემორჩილებიან ფერმი-დირაკის სტატისტიკას და ბოზონები ემორჩილებიან ბოზე-აინშტაინის სტატისტიკას. მათი სპინი დიფერენცირებულია სპინი–სტატისტიკური თეორემის მიხედვით: ფერმიონებისთვის ის ნახევრად მთელი რიცხვია, ბოზონებისთვის კი მთელი რიცხვი.

* ხ
* გ
* რ

|  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
|  |  |  |  |  |  | **ელემენტარული ნაწილაკები** |
|
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|  |  | **ფერმიონები**მთელნახევარი სპინითემორჩილება ფერმი-დირაკის სტატისტიკას |  |  |  |  |  | **ბოზონები**მთელი სპინითემორჩილება ბოზე-აინშტაინის სტატისტიკას |
|
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| **კვარკები და ანტიკვარკები**სპინი = 1/2ახასიათებს ფერის ცვლილებამონაწილეობს ძლიერ ურთიერთქმედებებში |  | **ლეპტონები და ანტილეპტონები**სპინი = 1/2უცვლელი ფერისუსტი ელექტონული ურთიერთქმედება |  | **საზომი ბოზონები**სპინი = 1, 2[‡] ძალის მატარებლები |  | **სკალარული ბოზონები**სპინი = 0 |
|
|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
|
| სამი თაობა1. U-კვარკი (u),D-კვარკი (d)
2. C-კვარკი (c),S-კვარკი (s)
3. T-კვარკი (t),B-კვარკი (b)
 |  | **სამი თაობა**1. ელექტრონი ({\displaystyle e^{-}}),[†] ელექტრონული ნეიტრინო ({\displaystyle {\text{ν}}\_{e}})
2. მიუონი ({\displaystyle \mu ^{-}}),მიუონის ნეიტრინო ({\displaystyle {\text{ν}}\_{\mu }})
3. ტაონი ({\displaystyle \tau ^{-}}),ტაონის ნეიტრინო ({\displaystyle {\text{ν}}\_{\tau }})
 |  | **ოთხი შვილი**1. ფოტონი({\displaystyle \gamma }; ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება)
2. W და Z ბოზონები({\displaystyle W^{+}}, {\displaystyle W^{-}}, {\displaystyle Z}; სუსტი ურთიერთქმედება)
3. გლუონის რვა ტიპი({\displaystyle g}; ძლიერი ურთიერთქმედება)
4. გრავიტონი (ჰიპოთეტური)({\displaystyle G}; გრავიტაცია)[‡]
 |  | **ერთადერთი**ჰიგსის ბოზონი ({\displaystyle H^{0}}) |
|

*შენიშვნა*:  

[†] ანტიელექტრონს ({\displaystyle e^{+}}) პირობითად „პოზიტრონი" ეწოდება.  

[‡] ცნობილ ძალის მატარებელ ბოზონების სპინი = 1 და ამიტომ არიან ვექტორული ბოზონები. ჰიპოთეტური გრავიტონის სპინი = 2 და არის ტენზორული ბოზონი; უცნობია არის თუ არა ის ლიანდაგი ბოზონიც.

სტანდარტულ მოდელში ელემენტარული ნაწილაკები წარმოდგენილია პროგნოზირების მიზნით, როგორც წერტილოვანი ნაწილაკები. მიუხედავად იმისა, რომ ძალიან წარმატებულია, სტანდარტული მოდელი შეზღუდულია გრავიტაციის გამოტოვებით და აქვს რამდენიმე პარამეტრი თვითნებურად დამატებული, მაგრამ აუხსნელი.

ცნობილ ელემენტარული ნაწილაკებს ჰყოფენ ფოტონებად (γ) და 2 ძირითად კლასად: ლეპტონებად და ჰადრონებად. ლეპტონების კლასი შეიცავს ელექტრონს ({\displaystyle e^{-}}), მიუონს ({\displaystyle \mu ^{-}}), ტაონს ({\displaystyle \tau }), ნეიტრინოს 3 ტიპს ({\displaystyle {\text{ν}}\_{e}}), ({\displaystyle {\text{ν}}\_{\mu }}), ({\displaystyle {\text{ν}}\_{\tau }}) და მათ ანტინაწილაკებს. ჰადრონები კი, თავის მხრივ, იყოფიან 3 ჯგუფად: მეზონებად ({\displaystyle \pi }-, {\displaystyle K}-, {\displaystyle \nu }- მეზონები), ბარიონებად და ანტიბარიონებად (ნუკლონები, {\displaystyle \Lambda }-, {\displaystyle \Sigma }-, {\displaystyle \Xi }-, {\displaystyle \Omega }- ჰიპერონები და მათი ანტინაწილაკები) და რეზონანსებად — ხანმოკლედ მცხოვრებ ნაწილაკებად, რომლებიც წარმოიქმნებიან მაღალი ენერგიის მეზონებისა და ბარიონების ურთიერთდაჯახების დროს.

ლიტერატურა
----------

* *ჩქარეული ჯ.*, ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 4, თბ. 1979. — გვ. 87.

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| ხ • გ • რ
ნაწილაკები ფიზიკაში |
| --- |
|  |
| ელემენტარულინაწილაკები | 

|  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| ფერმიონები | 

|  |  |
| --- | --- |
| კვარკები | 
* U (კვარკი
* ანტიკვარკი)
* D (კვარკი
* ანტიკვარკი)
* S (კვარკი
* ანტიკვარკი)
* C (კვარკი
* ანტიკვარკი)
* B (კვარკი
* ანტიკვარკი)
* T (კვარკი
* ანტიკვარკი)
 |
|  |
| ლეპტონები | 
* ელექტრონი
* პოზიტრონი
* მიონი
* ანტიმიუონი
* ტაუ
* ანტიტაუ
* ელექტონული ნეიტრინო
* ელექტონული ანტინეიტრინო
* მიონური ნეიტრინო
* მიონური ანტინეიტრინო
* ტაური ნეიტრინო
* ტაური ანტინეიტრინო
 |

 |
|  |
| ბოზონები | 

|  |  |
| --- | --- |
| კალიბრული | 
* ფოტონი
* გლუონი
* W- და Z-ბოზონები
 |
|  |
| სკალარული | 
ჰიგსის ბოზონი |

 |
|  |
| გოსტები | 
ფადეევ-პოპოვის გოსტები |
|  |
| ჰიპოტეთურები | 

|  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| სუპერპარტნიორები | 

|  |  |
| --- | --- |
| გეიჯინო | 
* გლუინო
* ფოტიონო
* გრავიტინო
 |
|  |
| სხვები | 
* ჰოგსინო
* ნეიტრალინო
* ჩარჯინო
* აქსინო
* სფერმიონი
 |

 |
|  |
| სხვები | 
* გრავიტონი
* აქსიონი
* დილატონი
* მაირონი
* X-ბოზონი
* Y-ბოზონი
* W’-ბოზონი
* Z’-ბოზონი
* სტერილური ნეიტრინო
* ქამელეონი
* ლეპტოკვარკი
* პრეონი
* ტექნიკვარკები
* პარტონი
* გეონი
	+ კუგელბლიცი
* მაგნიტური მონოპოლი
* პლანკის ნაწილაკი
* მაქსიმონი
* მინიმონი
* ფრიდმონი
 |

 |

 |
|  |
| შემადგენელინაწილაკები | 

|  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| ჰადრონები | 

|  |  |
| --- | --- |
| ბარიონები | 
* ნუკლონები
	+ პროტონი
	+ ანტიპროტონი
	+ ნეიტრონი
	+ ანტინეიტრონი
* დელტა-ბარიონები
* ლამბდა-ბარიონები
* სიგმა-ჰიპერონები
* ქსი-ჰიპერონები
* ომეგა-ჰიპერონები
* პენტაკვარკები
 |
|  |
| მეზონები | 
* პიონი
* ეტა-მეზონი
* რო-მეზონი
* ომეგა-მეზონი
* ფი-მეზონი
* J/ψ-მეზონი
* იფსილონ-მეზონი
* თეტა-მეზონი
* კაონი
* B-მეზონი
* D-მეზონი
* T-მეზონი
* ტეტრაკვარქები
 |

 |
|  |
| სხვები | 

|  |  |
| --- | --- |
| მარტივნი | 
* ატომის ბირთვები
	+ დეიტრონი
	+ ტრიტონი
	+ ჰელიონი
	+ ალფა-ნაწილაკი
* ატომები
* იონები
	+ კატიონები
	+ ანიონები
* მოლეკულები
 |
|  |
| უჩვეულო | 
* ჰიპერბირთვების ფიზიკა: Λ‑ჰიპერბირთვი
	+ ჰიპერწყალბადი
	+ ჰიპერტრიტონი
* Σ‑ჰიპერბირთვი
* ეგზოტიკური ატომები: მეზოატომები
* მიონურნი
	+ მიონური წყალბადი
* ჰადრონულნი
* პიონურნი
* კაონურნი
* ანტიპროტონულები
* ჰიპერონულები
* ლეპტონური ატომი
	+ პოზიტრონიუმი
	+ მიუნიუმი
	+ დიმიონიუმი
* პროტონიუმი
* პიონი
* მეზომოლეკულა
* დიპოზიტრონიუმი
 |

 |
|  |
| ჰიპოტეტური | 

|  |  |
| --- | --- |
| ეგზოტიკური ჰადრონები | 
* ეგზოტიკური ბარიონები
	+ დიბარიონი
* ეგზოტიკური მეზონები
	+ გლიუონი
	+ X(4140)
	+ Zc(3900)
 |
|  |
| სხვები | 
* მეზონური მოლეკულა
* რეჯეონი
	+ პომერონი
	+ ოდარონი
 |

 |

 |
|  |
| 
 **ფიზიკის პორტალი** |

 |