Mavzu: Elementar zarralarning manbalari. Kosmik nurlar, zamonaviy tezlatgichlar, zarralar va antizarralar

Elementar zarralarni xarakterlovchi kattaliklar.

Elementar zarralarni xarakterlovchi barcha kattaliklar ikki guruhga ajratiladi:
1. Geometrik kattalik (xarakteristika)lar. Fazo va vaqtning simmetriyaga ega ekanligi xossalaridan kelib chiquvchi kattaliklarga geometrik kattaliklar deyiladi.
. Geometrik kattaliklarga massa va spin kiradi. Tabiatda massalari absolyut bir xil bolgan ikki zarra yoq. Leptonlar (yengil), mezonlar (o’rtacha) va barionlar (og’ir)bir-biridan massasi bilan farq qiladi. Elementar zarraning spini uning xususiy impulhs momentini aniqlaydi. Spinlari 0 bilan 11/2 oralig’ida o’zgaruvchi elementar zarralar mavjud. Tinch turgan zarra uchun faqatgina spin vektori ajratilgan yo’nalish bera oladi. Bozonlarning spin kvant soni butun sonlardan, fermionlarning spin kvant soni butun bo’lmagan sonlardan iborat.
2. Ichki kattaliklar. Fundamental ta’sirlashuv simmetriyasini aks ettiruvchi kattaliklarga ichki kattaliklar deyiladi. Quyida ularga misol keltiramiz:
1. Elektr zaryadi q-elementar zaryad, ya’ni e birligida o’lchanadi. Barcha zarralar uchun u butun sonlarni qabul qiladi. Ko’pchilik zarralarning zaryadi 0 yoki 1 ga teng. Ba’zi ∆- rezonanslar uchun +2 ga, ularning antizarralari uchun esa -2 ga teng.
2. Elementar zarralarning magnit moment µ . Bu kattalik tinch turgan zarraning tashqi magnit µ_β=eħ/2mc-Bor magnetoni deb ataladi.
3. Lepton zaryadi L. Yadroviy ta’sirlashuvda ishtirok etmaydigan yadroviy zarralar guruhiga leptonlar deyiladi. Bu guruhga e^-, e⁺, µ^- , µ⁺, τ⁺, τ^- va neytronning 3 turi (antizarralari bilan birgalikda) kiradi. Shu guruhni xarakterlovchi kvant soniga lepton zaryadi deyiladi. Hozirgi vaqtda elektron lepton zaryadi L_e , myuon lepton zaryadi L_µ ,taon lepton zaryadi L _τmavjud bolib, lepton zaryadi ularning yih’indisiga teng bo’ladi:

L= L_e + L_µ + L_τ

4. Barion zaryadi V. Kuchli yoki yadroviy taэsirlashuvda ishtirok qiladigan elementar zarralarga adronlar deyiladi. Turghun (uzoq yashovchi) adronlar mezonlar (spini butun sondan iborat) va barionlar (nuklonlar va barcha giperonlar antizarralari bilan birgalikda, barionlarning spini +1 ga, antibarionlarning spini -1 ga, qolgan zarralarning spini 0 ga teng) guruhlariga bolinadi. 5.G’alatilik . “G’alati” zarralar guruhini xarakterlovchi kvant soni g’alatilik deyiladi. U oddiy zarralar uchun 0 ga, kvantlar uchun +1 ga, Σ-giperonlar uchun -1 ga, Ξ-giperon uchun -2 ga, Ώ giperon uchun -3 ga teng boladi.
6. Giperzaryad Y- bu kvant soni har bir guruh uchun har xil bolib, oddiy va g’alati zarralar uchun u Y=B+S bo’ladi.
7. Maftunkorlik C. Maftunkor zarralar guruhini xaratkerlovchi kvant soni. U faqat shu guruh uchun mavjud bolib, boshqa zarralar uchun 0 ga
teng boladi. Maftunkor zarralarni hisobga olgan holda giperzaryadni quyidagicha yozish mumkin: Y=B+S+C.

8. Gozallik - gozal zarralar guruhini xarakterlovchi kvant soni. U faqat gozal zarralar uchun mavjuddir. Boshqa zarralar uchun esa 0 ga teng. Gozal zarralarni hisobga olgan holda giperzaryadni quyidagicha yozish mum kin: Y=B+S+C+b.

Leptonlarni haqiqiy elementar zarralar deb hisoblash mumkin. Chunki ular ichki tuzilishga ega emas. Adronlarni esa shartli ravishda elementar zarralar deyish mumkin. Sababi, ular ichki tuzilishga ega, yahni adronlar kvarklardan tashkil topgan. Hozirgi zamon bilim darajasida leptonlar kabi ichki tuzilishga ega bolmagan haqiqiy elementar zarralarga kvarklar deyiladi.
Kvarklar 1964 yilda amerikalik fiziklar Gell-Mann va Tsveyglar tomonidan, adronlarning xossalarida mavjud bolgan simmetriyani tushuntirish maqsadida oylab topilgan nazariy zarralardir. Kvark deb nom berilishiga sabab shundan iboratki, ingliz yozuvchisi J. Joysning “Finnigam esdaliklari” nomli romanining qahramoni tushida shovullagan dengiz ustida uchib yurgan qush qattiq ovoz bilan “Mister Mark uchun kvark” degan sozlarni qayta-qayta takrorlaganini kordi. Bu so’z hech qayerda boshqa uchramadi. Shu tufayli Gell-Mann bu zarralarni kvark, Tsveyg esa tuz deb atadi.
Kvarklar tog’risidagi hozirgi zamon nazariy tasavvurlari tog’ri bolsa, ularni hech qachon adron ichidan urib chiqarib bolmaydi. Kvarklar adron ichida butun umrga qamoqda boladilar, bu asirlikni inglizcha “konfaynment” degan soz bilan ifoda qilinadi.
Kvarklarning oziga xos yana bir xususiyati shundan iboratki, ular kasr elektr va barion zaryadiga boladilar. Gell-Mann va Tsveyg taklif etgan kvark modelida 6 ta kvark mavjuddir. Bular u,d,s,c,b,t kvarklardir. u kvarkning elektr zaryadi zaryadi 2/3, d kvarkning elektr zaryadi esa – 1/3 va h.k. boladi. Nuklonlar uchta kvarkdan tashkil topadi: p=uud, n=ddu. Mezonlar esabitta kvark va bitta antikvarkdan tashkil topadi. Masalan, п⁺=ud,п^-=du. Kuchli ta’sirlashuvning hozirgi zamon nazariyasini kvant xromodinamikasi o’rganadi. Kvarklar orasidagi ta’sirlashuvni amalga oshiruvchi kvantlarga glyuonlar deyiladi. Glyuonlar inglizcha “glue” degan so’zdan olingan bolib “kvarklarni bir-biri bilan yelimlab turish” degan ma’noni anglatadi. Asosan 8 ta glyuon
mavjud. Mezonlar kvark va antikvarkdan tashkil topganidek, glyuonlarni rang va antiranglardan tashkil topgan deb qarasa bo’ladi.
Kvarklar kasr spin kvant soniga ega bo’lganligi uchun ular fermion hisoblanadi va Pauli printsipiga bo’ysunadi. Ba’zi hollarda, masalan, Ώ=sss bo’lgani uchun uchala s kvarkning spinlari bir tomonga yo’nalgan boladi. Bu esa Pauli printsipiga ziddir. Mana shu qiyinchilikni bartaraf etish uchun kvarklarning ranggi deb ataluvchi kvark soni kiritiladi. Har bir kvark uch xil rangga ega, bular: qizil - R, yashil – G va havorang - B, antikvarklarga esa antiranglar mos keladi: antiqizil R, antiyashil G, antihavorang B. Ilmiy ommabop kitoblarda antiranglarni feruza -T , olovrang – M va sariq –Y ranglar deb yuritiladi.