Elementar zarralar kvant fizikasi qonunlariga bo'ysunadi

Zarrachalar va o'zaro ta'sirlarning standart modeli

Atrofimizdagi dunyoni tashkil etuvchi ta'sirchan mikro-ob'ektlar to'plamiga ega bo'lgan olimlar ularni tuzilishga qaror qilishdi, shuning uchun "Standart model" deb nomlangan taniqli nazariy konstruktsiya shakllandi. U uchta o'zaro ta'sirni va 61 ta zarrachani 17 ta asosiy ta'sirdan foydalangan holda tasvirlaydi, ularning ba'zilarini kashf qilishdan ancha oldin bashorat qilgan. Uch o'zaro ta'sir quyidagilar:

• Elektromagnit. Elektr zaryadlangan zarralar orasida sodir bo'ladi. Maktabdan ma'lum bo'lgan oddiy holatda, qarama-qarshi zaryadlangan narsalar o'ziga tortadi va bir xil nomdagi narsalar qaytariladi. Bu elektromagnit o'zaro ta'sirning tashuvchisi - foton orqali sodir bo'ladi. • Kuchli, aks holda - yadroviy o'zaro ta'sir. Nomidan ko'rinib turibdiki, uning harakati atom yadrosi tartibidagi ob'ektlarga taalluqlidir, u protonlar, neytronlar va kvarklardan tashkil topgan boshqa zarralarni jalb qilish uchun javobgardir. Kuchli kuchni glyuonlar olib yuradi. • Zaif. Yadro o'lchamidan minglab kichik masofalarda ishlaydi. Bu o'zaro ta'sirga leptonlar va kvarklar, shuningdek, ularning antizarralari kiradi. Bundan tashqari, zaif o'zaro ta'sir bo'lsa, ular bir-biriga aylanishi mumkin. Tashuvchilar W+, W− va Z0 bozonlaridir.
Shunday qilib, standart model quyidagicha shakllantirildi. U barcha adronlarni tashkil etuvchi oltita kvarkni o'z ichiga oladi (kuchli o'zaro ta'sirga uchragan zarralar):
• Yuqori (u);
• Sehrlangan (c);
• Rost (t);
• Pastki (d);
• G'alati(lar);
• Ajoyib (b).
Ko'rinib turibdiki, fiziklarda epitetlar yo'q. Qolgan 6 ta zarra leptonlardir. Bu kuchli o'zaro ta'sirda ishtirok etmaydigan spini ½ bo'lgan asosiy zarralardir.
• Elektron;
• Elektron neytrino;
• Muon;
• muon neytrino;
• Tau-lepton;
• Tau neytrino.
Standart modelning uchinchi guruhi - bu 1 ga teng spinga ega bo'lgan va o'zaro ta'sir tashuvchisi sifatida ifodalangan o'lchov bozonlari:
• Gluon - kuchli;
• Foton - elektromagnit;
• Z-bozon - kuchsiz;
• W-bozon – zaif.
Ular, shuningdek, yaqinda topilgan spini 0 bo'lgan zarrani ham o'z ichiga oladi, bu oddiy qilib aytganda, boshqa barcha subyadroviy ob'ektlarga inertial massani beradi. Natijada, Standart Modelga ko'ra, bizning dunyomiz shunday ko'rinadi: barcha moddalar adron va 6 lepton hosil qiluvchi 6 ta kvarkdan iborat; bu barcha zarralar uchta o'zaro ta'sirda ishtirok etishi mumkin, ularning tashuvchilari kalibrli bozonlardir. Standart modelning kamchiliklari
Biroq, standart model tomonidan bashorat qilingan so'nggi zarracha - Xiggs bozonining kashf etilishidan oldin ham olimlar uning chegarasidan chiqib ketishgan. Bunga yorqin misol deb atalmishdir. "gravitatsiyaviy o'zaro ta'sir", bugungi kunda boshqalar bilan bir qatorda. Taxminlarga ko'ra, uning tashuvchisi spini 2 bo'lgan, massasi bo'lmagan va fiziklar hali aniqlay olmagan zarracha - "graviton". Bundan tashqari, Standart Model 61 zarrachani tavsiflaydi va bugungi kunda insoniyatga 350 dan ortiq zarrachalar ma'lum. Demak, nazariy fiziklarning ishi tugamagan.
Zarrachalar tasnifi
O'zlari uchun hayotni osonlashtirish uchun fiziklar barcha zarralarni tuzilishi va boshqa xususiyatlariga ko'ra guruhlarga ajratdilar. Tasniflash quyidagi xususiyatlarga asoslanadi: • Muddat.
1. Barqaror. Ular orasida proton va antiproton, elektron va pozitron, foton, shuningdek, graviton bor. Barqaror zarrachalarning mavjudligi vaqt bilan cheklanmaydi, agar ular erkin holatda bo'lsa, ya'ni. hech narsa bilan aloqa qilmang.
2. Beqaror. Boshqa barcha zarralar bir muncha vaqt o'tgach, ularning tarkibiy qismlariga parchalanadi, shuning uchun ular beqaror deyiladi. Masalan, muon atigi 2,2 mikrosekund, proton esa 2,9 10 * 29 yil yashaydi, shundan so'ng u pozitron va neytral pionga parchalanishi mumkin. • Og'irlik.
1. Massasiz elementar zarralar, ulardan faqat uchtasi bor: foton, glyuon va graviton.
2. Massiv zarralar - qolganlari.
• Spin qiymati.
1. Butun aylanish, shu jumladan. nolga teng, bozonlar deb ataladigan zarrachalarga ega.
2. Yarim butun spinli zarralar - fermionlar. • O'zaro munosabatlarda ishtirok etish.
1. Adronlar (struktura zarralari) to'rt turdagi o'zaro ta'sirlarda ishtirok etadigan subyadroviy ob'ektlardir. Ularning kvarklardan tashkil topganligi avval aytib o'tilgan edi. Adronlar ikkita kichik tipga bo'linadi: mezonlar (butun spin, bozonlar) va barionlar (yarim butun spin - fermionlar).
2. Fundamental (tuzilishsiz zarralar). Bularga leptonlar, kvarklar va kalibrli bozonlar kiradi (ilgari o'qing - "Standart model .."). Barcha zarrachalarning tasnifi bilan tanishib, masalan, ulardan ba'zilarini aniq aniqlash mumkin. Demak, neytron fermion, adron, toʻgʻrirogʻi barion va nuklon, yaʼni yarim butun spinga ega, kvarklardan iborat va 4 ta oʻzaro taʼsirda ishtirok etadi. Nuklon proton va neytronlarning umumiy nomi. • Qizig'i shundaki, atomlarning mavjudligini bashorat qilgan Demokrit atomizmining muxoliflari dunyodagi har qanday moddaning cheksizlikka bo'linishini ta'kidlaganlar. Qaysidir ma'noda, ular to'g'ri bo'lishi mumkin, chunki olimlar allaqachon atomni yadro va elektronga, yadroni proton va neytronga va ular o'z navbatida kvarklarga bo'lishga muvaffaq bo'lishgan. • Demokrit atomlar aniq geometrik shaklga ega, shuning uchun olovning «o‘tkir» atomlari yonadi, qattiq jismlarning qo‘pol atomlari o‘zining chiqindilari orqali bir-biriga mahkam ushlanib turadi, suvning silliq atomlari esa o‘zaro ta’sir jarayonida sirpanadi, aks holda ular oqadi, deb taxmin qilgan.
• Jozef Tomson atomning o‘ziga xos modelini yaratdi, u atomni musbat zaryadlangan jism sifatida tasavvur qildi, uning ichiga elektronlar go‘yoki “yopishib qolgan”. Uning modeli "mayizli puding" (Plum puding modeli) deb nomlangan. • Kvarklar o'z nomini amerikalik fizik Myurrey Gell-Mann nomidan olgan. Olim o'rdakning quacking (kwork) tovushiga o'xshash so'z ishlatmoqchi bo'ldi. Ammo Jeyms Joysning “Finneganlar uyg‘onishi” romanida “Janob Mark uchun uch kvark!” qatorida “kvark” so‘ziga duch keldim, uning ma’nosi aniq belgilanmagan va Joys uni shunchaki qofiya uchun ishlatgan bo‘lishi mumkin. Myurrey zarralarni bu so'z bilan nomlashga qaror qildi, chunki o'sha paytda faqat uchta kvark ma'lum edi. • Yorug'lik zarralari bo'lgan fotonlar qora tuynuk yaqinida massasiz bo'lsa-da, ular tortishish kuchining o'zaro ta'siri yordamida unga tortilib, traektoriyasini o'zgartirayotganga o'xshaydi. Darhaqiqat, supermassiv jism fazoviy vaqtni egadi, buning natijasida har qanday zarralar, shu jumladan massasi bo'lmagan zarralar ham traektoriyani qora tuynuk tomon o'zgartiradi (qarang). • Katta adron kollayderi "adron" bo'lib, chunki u barcha o'zaro ta'sirlarda ishtirok etadigan atom yadrosi tartibidagi o'lchamdagi zarrachalar bo'lgan ikkita yo'naltirilgan adron nurlarini to'qnashadi.
YAXSHI zarrachalar, tor ma'noda - zarralar, to-javdarlarni boshqa zarrachalardan tashkil topgan deb hisoblash mumkin emas. Zamonaviyda Fizikada "elementar zarralar" atamasi kengroq ma'noda qo'llaniladi: deb ataladigan. materiyaning eng kichik zarralari bo'lmasligi sharti bilan va (istisno); ba'zan shu sababdan elementar zarrachalar yadro osti zarralari deb ataladi. Ushbu zarrachalarning aksariyati (350 dan ortiq ma'lum) kompozit tizimlardir. Elementar zarralar elektromagnit, kuchsiz, kuchli va gravitatsion o'zaro ta'sirlarda ishtirok etadi. Elementar zarrachalarning kichik massalari tufayli, ularning tortishish o'zaro ta'siri. odatda hisobga olinmaydi. Barcha elementar zarralar uchta asosiy zarraga bo'linadi. guruhlar. Birinchisi, deb ataladigan narsa. bozonlar-elektr zaif o'zaro ta'sir tashuvchilar. Bunga foton yoki elektromagnit nurlanish kvanti kiradi. Og'irligi fotonning qolgan qismi nolga teng, shuning uchun elektromagnit to'lqinlarning (shu jumladan yorug'lik to'lqinlarida) tarqalish tezligi jismoniy tarqalishning cheklovchi tezligidir. ta'sir qiladi va asoslardan biridir. jismoniy doimiy; c \u003d (299792458 1,2) m / s deb taxmin qilinadi.
Elementar zarralarning ikkinchi guruhi - elektromagnit va kuchsiz o'zaro ta'sirlarda ishtirok etadigan leptonlar. 6 ta lepton ma'lum: , elektron, muon, og'ir lepton va mos keladigan. (e belgisi) tabiatdagi eng kichik massa m c, 9,1 x 10 -28 g (0,511 MeV energiya birliklarida) va eng kichik manfiyga teng bo'lgan material hisoblanadi. elektr zaryad e \u003d 1,6 x 10 -19 C. (belgi) - massasi taxminan bo'lgan zarralar. 207 massa (105,7 MeV) va elektr. zaryadga teng zaryad; og'ir leptonning massasi taxminan. 1,8 GeV. 2 Ushbu zarrachalarga mos keladigan uchta tur - elektron (belgi v c), muon (belgi) va neytrino (belgi) - engil (ehtimol, massasiz) elektr neytral zarralardir.
Barcha leptonlar ( - ), ya'ni statistik ma'lumotlarga ko'ra. Aziz siz fermionlarsiz (qarang).
Leptonlarning har biri bir xil massa qiymatlariga va boshqa xususiyatlarga ega, ammo elektr belgisida farq qiladi. zaryadlash. (belgi e +) - musbat zaryadlangan (ramz) va uchta turdagi antineytrinolar (belgi) mavjud bo'lib, ularga maxsus kvant sonining qarama-qarshi belgisi tegishli deb ataladi. lepton zaryadi (pastga qarang).
Elementar zarralarning uchinchi guruhi - adronlar, ular kuchli, kuchsiz va elektromagnit o'zaro ta'sirlarda ishtirok etadilar. Adronlar massasi dan ancha katta bo'lgan "og'ir" zarralardir. . Bu Naib. elementar zarralarning ko'p sonli guruhi. Adronlar barionlarga bo'linadi - mezonli zarralar - butun sonli (0 yoki 1) zarrachalar; shuningdek, deb atalmish. rezonanslar - qisqa muddatli adronlar. Barionlarga (ramz p) kiradi - massasi ~ 1836 marta m c dan katta va 1,672648 x 10 -24 g (938,3 MeV) ga teng bo'lgan yadro va qo'ying. elektr zaryadga teng zaryadga ega, shuningdek (n belgisi) - massasi massadan bir oz kattaroq bo'lgan elektr neytral zarracha. Hamma narsa va, ya'ni, kuchli o'zaro ta'sirdan qurilgan. bu zarralarning bir-biri bilan bog'lanishini aniqlaydi. Kuchli o'zaro ta'sirda va bir xil Sent orollariga ega va bir xil zarrachaning ikkitasi - izotopikli nuklon sifatida qabul qilinadi. (pastga qarang). Barionlarga shuningdek giperonlar - massasi nuklondan katta bo'lgan elementar zarrachalar kiradi: -giperon - 1116 MeV, -giperon - 1190 MeV, -giperon -1320 MeV, -giperon - 1670 MeV. Mezonlar massalar va (-mezon, K-mezon) o'rtasida oraliq massaga ega. Neytral va zaryadlangan mezonlar (musbat va manfiy elementar elektr zaryadli) mavjud. Barcha mezonlar o'z yo'lida. Aziz siz bozonlarga tegishlisiz. Elementar zarrachalarning asosiy xossalari. Har bir elementar zarracha diskret fizik qiymatlar to'plami bilan tavsiflanadi. miqdorlar (kvant raqamlari). Barcha elementar zarralarning umumiy xarakteristikalari - massa, umr, elektr. zaryadlash.
Yaroqlilik muddatiga qarab elementar zarralar barqaror, kvazbarqaror va beqaror (rezonanslar)ga bo'linadi. Barqaror (zamonaviy o'lchovlar aniqligi doirasida) quyidagilardir: (umr muddati 5 -10 21 yildan ortiq), (10 31 yildan ortiq), foton va . Kvazibarqaror zarralarga elektromagnit va kuchsiz oʻzaro taʼsirlar taʼsirida parchalanadigan zarralar kiradi, ularning ishlash muddati 10 -20 s dan ortiq. Rezonanslar kuchli o'zaro ta'sir tufayli parchalanadi, ularning xarakterli ishlash muddati 10 -22 -10 -24 s. Elementar zarrachalarning ichki xarakteristikalari (kvant raqamlari) lepton (belgi L) va barion (B belgisi) zaryadlari; bu raqamlar barcha fond turlari uchun qat'iy saqlangan qiymatlar hisoblanadi. o'zaro ta'sir Leptonik uchun va ularning L qarama-qarshi belgilarga ega; barionlar uchun B = 1, mos keladigan B = -1 uchun.
Adronlar maxsus kvant raqamlarining mavjudligi bilan tavsiflanadi: "g'aroyiblik", "maftunkorlik", "go'zallik". Oddiy (g'alati bo'lmagan) adronlar - mezonlar. Adronlarning turli guruhlari ichida zarrachalar oilalari mavjud bo'lib, ular massasi yaqin va kuchli o'zaro ta'sirga nisbatan o'xshash xususiyatlarga ega, lekin parchalanish bilan. elektr qiymatlari. zaryadlash; eng oddiy misol proton va. Bunday elementar zarralar uchun umumiy kvant soni - deyiladi. izotopik , bu, odatdagidek, butun va yarim butun qiymatlarni oladi. Adronlarning o'ziga xos xususiyatlaridan biri qiymatlarni qabul qiladigan ichki paritetdir1.
Elementar zarrachalarning muhim xususiyati ularning elektromagnit yoki boshqa oʻzaro taʼsirlar natijasida oʻzaro almashish qobiliyatidir. O'zaro o'zgarishlarning turlaridan biri deb ataladigan narsadir. tug'ilish, yoki ikkala zarraning hosil bo'lishi va (umumiy holatda, qarama-qarshi lepton yoki barion zaryadli elementar zarrachalarning shakllanishi). Mumkin bo'lgan jarayonlar - leptonlarning to'qnashuvida elektron-pozitron e - e + , muonik yangi og'ir zarralarni ishlab chiqarish, kvarklardan cc- va bb-holatlarni hosil qilish (pastga qarang). ). Elementar zarrachalarning o'zaro o'zgarishining yana bir turi - cheklangan miqdordagi fotonlar (kvantlar) hosil bo'lishi bilan zarralarning to'qnashuvi paytida annigilyatsiya. Odatda, nolga teng umumiy to'qnashuvchi zarralar bilan 2 ta foton va 1 ga teng bo'lgan 3 ta foton hosil bo'ladi (zaryad paritetining saqlanish qonunining namoyon bo'lishi).
Muayyan sharoitlarda, xususan, zarrachalarning to'qnashuvining past tezligida bog'langan tizimni hosil qilish mumkin - e - e + va Ushbu beqaror tizimlar ko'pincha deb ataladi , ularning v-vedagi ishlash muddati ko'p jihatdan v-vadagi St-in ga bog'liq bo'lib, bu strukturani o'rganish uchun kondanserdan foydalanish imkonini beradi. tez kimyoning in-va va kinetikasi. p-tionlar (qarang,).
Hadronlarning kvark modeli. Adronlarning kvant sonlarini ularni ko'zlab batafsil o'rganish g'alati adronlar va oddiy adronlar birgalikda xossalari yaqin bo'lgan zarrachalar assotsiatsiyasini hosil qiladi, unitar multipletlar deb ataladi. Ularga kiritilgan zarrachalar soni 8 (okteta) va 10 (dekuplet) dir. Unitar multipletni tashkil etuvchi zarralar bir xil va ext. paritet, lekin elektr qiymatlarida farqlanadi. zaryad (izotop multipletning zarralari) va g'alati. Avliyo orollar unitar guruhlar bilan bog'liq bo'lib, ularning kashf etilishi adronlar, kvarklar qurilgan maxsus tuzilmaviy birliklar mavjudligi haqidagi xulosaga asos bo'ldi. Hadronlar 3 ta fundamning birikmasidir, deb ishoniladi. 1/2 ga ega zarralar: i-kvarklar, d-kvarklar va s-kvarklar. Demak, mezonlar kvark va antikvarkdan, barionlar 3 ta kvarkdan tashkil topgan.
Adronlar 3 ta kvarkdan tashkil topgan degan taxmin 1964 yilda (J. Tsvayg va mustaqil ravishda M. Gell-Mann tomonidan) qilingan. Keyinchalik adronlar tuzilishi modeliga (xususan, bilan ziddiyatga yo'l qo'ymaslik uchun) yana ikkita kvark - "maftunkor" (c) va "chiroyli" (b) kiritildi, shuningdek, kvarklarning o'ziga xos xususiyatlari kiritildi. - "lazzat" va "rang". Erkin holatda adronlarning tarkibiy qismlari sifatida harakat qiluvchi kvarklar kuzatilmadi. Hadronlarning butun xilma-xilligi parchalanish bilan bog'liq. u-, d-, s-, c- va b-kvarklarning birikmalari bog'langan holatlarni hosil qiladi. Oddiy adronlar (,-mezonlar) u- va d-kvarklardan qurilgan bog'langan holatlarga mos keladi. Adronda i- va d-kvarklar bilan birga bitta s-, c- yoki b-kvarkning mavjudligi mos keladigan adronning "g'alati", "sehrlangan" yoki "chiroyli" ekanligini anglatadi. Kon.da oʻtkazilgan tajribalar natijasida adronlar tuzilishining kvark modeli tasdiqlandi. 60-yillar - erta.
70-yillar 20-asr Kvarklar aslida yangi elementar zarralar - materiyaning hadronik shakli uchun haqiqiy elementar zarralar sifatida ko'rib chiqila boshlandi. Ko'rinib turibdiki, erkin kvarklarning kuzatilmasligi fundamental xususiyatga ega va ular orolning tarkibiy qismlari zanjirini yopadigan elementar zarralar ekanligini ko'rsatadi. Nazariy bor va tajriba. kvarklar orasidagi ta'sir qiluvchi kuchlar masofa bilan kuchsizlanmasligi, ya'ni kvarklarni bir-biridan ajratish uchun cheksiz katta energiya talab qilinishi yoki boshqacha qilib aytganda, kvarklarning erkin holatda paydo bo'lishi mumkin emasligi haqidagi dalillar. Bu ularni orollarda mutlaqo yangi turdagi strukturaviy birliklarga aylantiradi. Kvarklar materiyaning oxirgi bosqichi vazifasini bajarishi mumkin. Qisqacha tarixiy ma'lumotlar. Birinchi topilgan elementar zarra manfiy edi. elektr elektrning ikkala belgisida ham zaryad. zaryad (K. Anderson va S. Neddermeyer, 1936) va K-mesonlar (S. Pauell guruhi, 1947; bunday zarralarning mavjudligini 1935 yilda X. Yukava taklif qilgan). In con. 40-yillar - erta. 50s "g'alati" zarralar topildi. Bu guruhning birinchi zarralari - K + - va K - mezonlar, L-giperonlar ham kosmosda qayd etilgan. nurlar. Boshidan 50s tezlatgichlar asosiyga aylandi. elementar zarrachalarni o'rganish vositasi. Antiproton (1955), antineytron (1956), antigiperon (1960), 1964 yilda esa eng og'ir W-giperon topildi. 1960-yillarda tezlatgichlarda juda ko'p sonli beqaror rezonanslar topilgan. 1962 yilda ikki xil: elektron va muon borligi ma'lum bo'ldi. 1974 yilda massiv (3-4 proton massasi) va bir vaqtning o'zida nisbatan barqaror (oddiy rezonanslarga nisbatan) zarralar topildi, ular elementar zarralarning yangi oilasi - "sehrlangan", ularning birinchi vakillari bilan chambarchas bog'liq bo'lib chiqdi. 1976 yilda kashf etilgan. 1975 yilda og'ir analog va -lepton, 1977 yilda - taxminan o'nta proton massasi bo'lgan zarralar, 1981 yilda - "chiroyli" zarralar topildi. 1983 yilda ma'lum bo'lgan eng og'ir elementar zarralar bozonlar (massasi 80 GeV) va Z° (91 GeV) topildi.
Shunday qilib, kashfiyotdan keyin o'tgan yillar davomida juda ko'p turli xil mikrozarralar aniqlandi. Elementar zarralar dunyosi murakkab bo'lib chiqdi va ularning xossalari ko'p jihatdan kutilmagan edi. Elementar zarrachalarning tasnifi
Hayvonot dunyosining barcha son-sanoqsiz xilma-xilligini to'rtta shohlikka bo'lish mumkin: hayvonlar, o'simliklar, zamburug'lar, bakteriyalar. Bugungi kunda kuzatilgan barcha jarayonlar faqat to'rt turdagi o'zaro ta'sirga qisqartiriladi: tortishish, elektromagnit, kuchli va zaif. Elementar zarrachalarni ham tasniflash mumkin. Leptonlar
Leptonlar kuchli o'zaro ta'sirlarda qatnashmaydigan 1/2 spinli elementar zarralardir. Uchta zaryadlangan lepton ma'lum: elektron, muon va tau lepton - va uchta neytral: elektron neytrino, muon neytrino va tau neytrino. Bu zarralarning har biri tegishli antizarraga ega.
Zaryadlangan leptonlar juftlari elektromagnit o'zaro ta'sirlarda hosil bo'ladi. Kuchsiz yemirilishlarda zaryadlangan leptonlarning har biri "o'z" antineytrinosi bilan birga tug'iladi. Barcha leptonlarning o'ziga xos kvant soni - lepton soni +1 ga, barcha antileptonlar esa -1 ga teng deb taxmin qilinadi. Bu raqam hozirgacha kuzatilgan barcha jarayonlarda bir xil. Lepton sonining saqlanmaganligi kuzatilishi kutilayotgan jarayonlar: proton yemirilishi, ikki marta a-emirilishi, neytrino tebranishlari. Myuon va t-lepton zaif o'zaro ta'sir tufayli parchalanadi. Elektron barqaror.
"Lepton" so'zi yunoncha "leptos" - kichik, tor (solishtiring: lepta - kichik yunon tangasi) so'zidan kelib chiqqan. Ularning barchasi nolga teng bo'lmagan massaga ega, ammo neytrino massasi boshqa elementar zarrachalarning massalariga nisbatan juda kichikdir.
hadronlar
Adronlar kuchli o'zaro ta'sirlarda ishtirok etadigan zarralardir. Butun spinli adronlar mezonlar, yarim butun sonlilari barionlar deyiladi. Bir necha yuz adronlar ma'lum.
Aksariyat adronlar juda beqaror - bular rezonanslar deb ataladi: ular kuchli o'zaro ta'sir natijasida engilroq adronlarga aylanadi. Rezonanslarning ishlash muddati soniyaning 10 dan -21 kuchidan kam. Kvazibarqaror adronlar ancha uzoq umr ko'radi va zaif va elektromagnit o'zaro ta'sirlar natijasida parchalanadi. Kvazbarqaror mezonlarning yemirilishining yakuniy mahsuloti engilroq mezonlar, leptonlar va fotonlar boʻlib, agar yemirilayotgan mezonlar yetarlicha ogʻir boʻlsa, barion + antibarion juftlari hosil boʻladi. Eng yengil barionlar (proton va neytron) nuklonlar deb ataladi. Og'irroq barqaror barionlarga giperonlar deyiladi. Giperonlarning oxirgi yemirilish mahsulotlari leptonlar, fotonlar, mezonlar va albatta nuklondir.
Atom yadrolari proton va neytronlardan tashkil topgan. Qolgan adronlar bizni o'rab turgan turg'un materiya tarkibiga kirmaydi, ular yuqori energiyali zarrachalarning to'qnashuvida tug'iladi. Bu zarrachalarning manbalari tezlatgichlar va kosmik nurlardir. Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, adronlar haqiqiy elementar zarralar emas: ular kvarklardan iborat.
"Adron" so'zi yunoncha "hadros" so'zidan kelib chiqqan - massiv, kuchli, katta. Va hozirda adronlar eng ko'p sinfdir Kvarklar
Bundan tashqari, savollar juda tizimli bo'lib qoladi: “Kvark nima? Va kvark haqiqiy elementar zarrami? Ular haqida juda ko'p asarlar yozilgan, eng ko'zga ko'ringan olimlar va tadqiqotchilar ularni o'rganishmoqda va, albatta, bu inshoda men hozirda kvarklar haqida mavjud bo'lgan ma'lumotlarning mingdan bir qismini tasvirlashga imkonim yo'q. Ammo baribir men taxminan taxminiy bo'lsa ham harakat qilaman, lekin baribir men bu savollarga turli olimlar va tadqiqot guruhlari ishiga tayanib javob beraman. Keyinchalik, men ushbu sohadagi eng mashhur olimlarning nashrlaridan olingan va xronologik tartibda joylashtirgan kvarklar haqidagi bir nechta nazariyalarni taqdim etaman. “Elementar zarrachalarni tavsiflashning qiziq sxemalaridan biri bu kvark modeli – M. Gell-Mannning yana bir ixtirosidir. Bu model barcha elementar zarralar uchta asosiy zarrachalar (kvarklar deb ataladi) va ularning antizarralari birikmasidan iborat deb taxmin qiladi. Kvarklar g'ayrioddiy xususiyatlarga ega: elektr zaryadi, ± 1/3e yoki ± 2/3e ga teng, barion zaryadi esa ± 1/3 ga teng. Shunday qilib, kvarklarning asosiy xossalari boshqa zarralarnikiga o'xshamaydi. Biroq, bu faraziy zarralarning turli kombinatsiyalari barcha ma'lum adronlarning xususiyatlarini hayratlanarli aniqlik bilan takrorlaydi.
Bundan tashqari, kvark modeli elementar zarrachalarning sifat jihatidan ma'lum bo'lgan umrini, magnit momentlarini va parchalanish turlarini muvaffaqiyatli takrorladi. Kvarklar haqiqiymi yoki kvark modeli faqat elementar zarralarni tavsiflash uchun qulay vosita bo'lib xizmat qiladimi, lekin haqiqiy jismoniy ma'nodan mahrummi? Hozircha bu noma'lum. Kvark modeli adronlarning bir qator xususiyatlarini tushuntirishda ajoyib muvaffaqiyatga erishgan bo'lsa-da, u hali ham juda qoniqarsiz holatda. Ehtimol, biz oxir-oqibat zarrachalarning yuzga yaqin nusxasini o'z ichiga olgan "zoologik to'plam" bilan shug'ullanish o'rniga, faqat uchta kvark va ularning antizarralari bilan barcha kuchli jarayonlarni tasvirlay olamiz. Ammo bu mumkin bo'lgunga qadar, kvarklarni kashf qilish va ularning xususiyatlarini o'rganish kerak. Nuklonlar tomonidan tez elektronlarning tarqalishi bo'yicha tajribalar nuklonlarning tuzilishida muhim rol o'ynashi kerak bo'lgan 10 ~ 14 sm ga nisbatan kichik bo'lgan ma'lum uzunlik mavjudligini ko'rsatadi. Balki nuklon ichida ba'zi kichik jismlar - balki kvarklar bo'lishi mumkin.
“Kvarklar - bu 1/2 spinli zarralar bo'lib, ular adronlarning tarkibiy elementlari hisoblanadi. Olti xil (tat) ning kvarklari ma'lum, ulardan uchtasi - past, g'alati, go'zallik, elektr zaryadi -1/3, qolganlari yuqori, jozibali, haqiqiy - zaryad -2/3.
Kvant xromodinamikasiga ko'ra, kvarklar o'rtasidagi kuchli o'zaro ta'sirlar kvarklarda o'ziga xos rang zaryadlarining mavjudligi bilan bog'liq. Har bir lazzatning kvarklari uch xil rangda mavjud: "sariq", "ko'k" va "qizil". Bir rangdagi kvark rangli glyuon chiqarish orqali boshqa rangdagi kvarkga aylanishi mumkin. Kvarklar orasidagi o'zaro ta'sir glyuonlarning almashinuvi orqali amalga oshiriladi. Kvarklar adronlarda shunday rang holatida joylashganki, adronning umumiy rang zaryadi nolga teng. Shuning uchun adronlar rangsiz yoki oq rangga ega deyiladi.
Garchi Stenford universiteti guruhi bir necha yillardan buyon erkin kasr zaryadlangan zarrachalar kuzatuvi haqida xabar berib kelayotgan bo‘lsa-da, boshqa guruhlar erkin kvarklarni izlashda muvaffaqiyat qozona olmadi va ko‘pchilik fiziklar erkin kvarklar mavjudligi haqidagi fikrga shubha bilan qarashadi. Kvant xromodinamikasi doirasida chegaralangan gipoteza mavjud (uning haqiqiyligi hali isbotlanmagan), unga ko'ra rangli zarralar (kvarklar va glyuonlar va ularning rangli birikmalari) asosan erkin holatda bo'lolmaydi.
Kvarklarning mavjudligining birinchi, bilvosita dalillari adronlarni tasniflash asosida olingan. Keyinchalik, leptonlarning adronlar bilan chuqur noelastik o'zaro ta'siri bo'yicha tajribalarda leptonlarning alohida kvarklar bilan to'g'ridan-to'g'ri to'qnashuvi qayd etilgan. Bu toʻqnashuvlar adron chuqurligida sodir boʻladi va juda qisqa vaqt davom etadi, bu vaqtda kvark boshqa kvarklar bilan glyuon almashishga ulgurmaydi va deyarli erkin zarracha kabi oʻzaro taʼsir qiladi. O'tkazilgan impuls qanchalik katta bo'lsa, ya'ni. lepton va kvark orasidagi masofa qanchalik kichik bo'lsa, kvark shunchalik erkin ko'rinadi. Asimptotik erkinlikning natijasi bo'lgan bu xususiyat kvarklarning kvazizarralar emasligini, adronik moddalarning qandaydir kollektiv qo'zg'alishlari emasligini, balki leptonlar kabi haqiqiy elementar zarralar ekanligini anglatadi. Kvarklarning, shuningdek, leptonlarning mumkin bo'lgan elementar emasligini faqat ushbu zarrachalarga yanada chuqurroq kirib borish bilan aniqlash mumkin, ya'ni. yanada katta impulsli transferlar uchun. "Kvark" atamasi 1964 yilda Gell-Mann tomonidan kiritilgan va Jeyms Joysning "Finniganning uyg'onishi" romanidan olingan (qahramon tushida chayqalar yig'laydi: "Usta Mark uchun uchta kvark"). Kvark nemischa tvorog uchun.
“Standart modelga ko'ra, hozirgi kunga qadar materiya tuzilishining eng yaxshi nazariyasi, kvarklar birlashganda adronlarning butun xilma-xilligini tashkil qiladi. Kvarklar orasidagi o'zaro ta'sir kvant xromodinamikasi nazariyasi (qisqacha QCD) bilan tavsiflanadi. Ushbu nazariyaga muvofiq, kvarklar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, maxsus zarrachalar - glyuonlar almashadi. QCD birinchi muvaffaqiyatli o'lchov nazariyasi - kvant elektrodinamika yoki QED g'oyalarini ishlab chiqadi. QED ma'lumotlariga ko'ra, elektr zaryadlangan zarralar orasidagi elektromagnit kuch fotonlar (yorug'lik kvantlari) almashinuvi natijasida paydo bo'ladi. QCD xuddi shunday tartibga solingan, faqat elektr zaryadlari o'rniga, kvarklar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar olimlar rang deb atagan maxsus xususiyatga bog'liq. U uchta ma'noga ega bo'lishi mumkin, agar xohlasangiz, uchta soya. Olimlar ularni shartli ravishda qizil, sariq va ko'k deb atashadi, ammo bu atamalarni tom ma'noda qabul qilmaslik kerak. . Rang faqat kvarklarga xosdir, lekin ular tarkibiga kiradigan barionlar va mezonlarga xos emas. Barionlar (xususan, proton va neytronni o'z ichiga oladi) uchta kvarkdan iborat - qizil, sariq va ko'k - ranglari bir-birini bekor qiladi. Mezonlar esa kvark + antikvark juftligidan, shuning uchun ular ham rangsizdir. Umuman olganda, QCD tabiatdagi kvarklar faqat umumiy rangi neytral bo'lib chiqadigan bunday kombinatsiyalarni hosil qilishi mumkinligi printsipi asosida ishlaydi.
Kvarklar o'rtasidagi o'zaro ta'sir glyuonlar deb ataladigan sakkiz turdagi zarrachalar orqali amalga oshiriladi (inglizcha elimdan - "elim, elim"; glyuonlar, xuddi kvarklarni "yopishtirish").). Ular kuchli o'zaro ta'sirda vositachilardir. Biroq, QEDdagi elektr zaryadiga ega bo'lmagan fotonlardan farqli o'laroq, glyuonlar o'zlarining rangli zaryadiga ega va ular bilan o'zaro ta'sir qiladigan kvarklarning rangini o'zgartirishi mumkin. Misol uchun, agar ko'k kvark glyuonni yutganda qizil rangga aylansa, u holda glyuon qizilning birlik musbat zaryadini va ko'kning birlik manfiy zaryadini olib yurgan. Kvarkning umumiy rang zaryadi o'zgarmasligi sababli, bunday o'zaro ta'sirlar QCD doirasida ruxsat etiladi va hatto zarurdir. QCD 1980-yillarning boshidan beri ishlamoqda va shundan beri bir qator eksperimental sinovlardan muvaffaqiyatli o'tdi - hozirgacha uning yuqori energiyali elementar zarrachalar to'qnashuvi natijalariga oid barcha bashoratlari tezlatgichlarda olingan haqiqiy ma'lumotlar bilan tasdiqlangan.
Elementar zarrachalarning turlarini ko'rib chiqib, bu zarralar tobe bo'lgan o'zaro ta'sirlarni o'rganmaslik noto'g'ri bo'ladi. Standart nazariya doirasida ulardan to'rttasi mavjud, ammo ushbu ish mavzusidan so'ng ulardan faqat ikkitasini ko'rib chiqish kerak. 3. Zarrachalarning o'zaro ta'siri
zarracha atomi elementar kvark
Fizikaning eng muhim savoli - o'zaro ta'sirlar masalasi. Agar o'zaro ta'sirlar bo'lmaganida, moddaning zarralari boshqa zarralarning mavjudligidan bexabar, mustaqil ravishda harakatlanar edi. O'zaro ta'sirlar tufayli zarralar boshqa zarralarni tanib olish va ularga javob berish qobiliyatiga ega bo'ladi, buning natijasida jamoaviy xatti-harakatlar tug'iladi. Hamma materiya zarrachalardan iborat ekan, kuchlarning tabiatini tushuntirish uchun oxir-oqibat elementar zarralar fizikasiga murojaat qilish kerak. Shunday qilib, fiziklar barcha o'zaro ta'sirlarni, ular qanday katta miqyosda namoyon bo'lishidan qat'i nazar, to'rtta asosiy turga: tortishish, elektromagnit va ikki turdagi yadroga qisqartirish mumkinligini aniqladilar.
Kvarklar darajasida yadroviy o'zaro ta'sirlar ustunlik qiladi. Kuchli kuch kvarklarni proton va neytronlarga bog'laydi va yadrolarni parchalanishidan saqlaydi. Atomlar darajasida atomlar va molekulalarni bog'laydigan elektromagnit o'zaro ta'sir ustunlik qiladi. Astronomik miqyosda gravitatsiyaviy o'zaro ta'sir ustunlik qiladi.
So'nggi yillarda fiziklar koinotni birgalikda boshqaradigan to'rtta asosiy kuchlar o'rtasidagi munosabatlarga qiziqish bildirishdi. Ular orasida qandaydir aloqa bormi? Ular yagona fundamental super kuchning turli ko'rinishlari emasmi? Agar shunday super kuch mavjud bo'lsa, demak, bu koinotdagi barcha faoliyatning faol printsipini ifodalaydi - subatomik zarralarning tug'ilishidan to yulduzlarning qulashigacha. Super kuch sirini ochish bizning tabiat ustidan kuchimizni tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada oshiradi va hatto dunyoning "yaratilishi" ni tushuntirishga imkon beradi.
Biz allaqachon bilamizki, elementar zarralar boshqa zarralar orqali bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, ular doimiy ravishda chiqaradilar va yutadi. Ushbu zarrachalarning qatlamlari zaryadlarni himoya qiladi, shuning uchun har xil balandlikdagi zarracha turli yo'llar bilan zaryadlangan ko'rinadi. Shunday qilib, har doim har xil zaryadlangan, to'qnashuvchi zarralar bir-birini ko'radi. Ularning energiyasi qanchalik katta bo'lsa, ular bir-biriga shunchalik chuqurroq kirib boradi va markaziy himoyalanmagan zaryadlarining "nafas olishini" shunchalik aniq his qiladi. Shu sababli, energiya ortib borishi bilan har xil turdagi o'zaro ta'sirlar tobora o'xshash bo'lib, yuqori energiyalarda bitta o'zaro ta'sirga - super kuchga birlashishini kutish mumkin. Tabiatning barcha kuchlarining "katta birlashuvi" bo'ladi. Ishlarning haqiqiy holati biroz murakkabroq. Skrining bulutlari nafaqat zaryad atrofida, balki har bir tashuvchi zarracha atrofida ham hosil bo'ladi, ular bilan to'qnashuvchi zarralar bir-birini tekshiradi. Agar o'zaro ta'sir tashuvchilar juda og'ir bo'lsa, u holda o'zaro ta'sir ultra kichik masofalarga o'tkaziladi. Markazdan uzoqda bunday zarralar deyarli uchramaydi va ular bilan bog'liq o'zaro ta'sir o'zini juda zaif namoyon qiladi. Boshqa hollarda, tashuvchilar engil (masalan, fotonlar), ular o'zlari chiqaradigan zaryaddan uzoqroqqa borishga qodir va ularning yordami bilan o'zaro ta'sir katta masofalarda sodir bo'ladi. Shunday qilib, nafaqat zarralar, balki ularni bog'laydigan kuchlar ham favqulodda murakkab bo'lib chiqadi. Siz ularni eng oddiy nuqtalar deb atay olmaysiz! Ikki elektronning tortishish kuchi va ularning elektromagnit itarilishining milliardlab katta kuchi bir daraxtning shoxlari ekanligiga ishonish qiyin.
Fiziklar "buyuk birlashish" g'oyasiga yaqinda - yigirma yoki o'ttiz yil oldin kelishgan, garchi birinchi qadamni Faraday va Maksvell qo'ygan bo'lsa ham, ular o'sha paytda ishonilganidek, elektr va magnitni birlashtirgan. turli o'zaro ta'sirlar. Ular “maydon” tushunchasini ham kiritdilar. Faraday elektr va magnitlanish bir xil elektromagnit maydonning ikkita komponenti ekanligini isbotladi.
"Buyuk birlashish" sari keyingi qadam ancha qiyin bo'ldi. U faqat XX asrning 60-yillari o'rtalarida yaratilgan. Keyinchalik zaif o'zaro ta'sir fiziklarning e'tiborini tortdi. Bu g'alati xususiyatga ega edi: boshqa barcha kuchlar uchun oraliq maydonni ko'rsatish mumkin, uning kvantlari o'zaro ta'sir tashuvchisi bo'lib xizmat qiladi va parchalanish jarayonlarida zarralar to'g'ridan-to'g'ri, hech qanday vositachilarsiz, itarishadi. bir-biriga bilyard to'plari kabi. Bu holatda zarralar o'rtasida ham almashinuv borligini taxmin qilish tabiiy, lekin faqat shu qadar og'irki, butun jarayon juda kichik masofalarda sodir bo'ladi va tashqi tomondan zarralar bir-birini shunchaki itarib yuborayotgandek ko'rinadi.
Hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, agar oraliq zarrachalarning katta massasi bo'lmaganida, uning xususiyatlarida bunday o'zaro ta'sir elektromagnitga juda o'xshash bo'lar edi. Va bu erda uchta fizik: Abdus Salam, Stiv Vaynberg va Sheldon Gleshow zaif o'zaro ta'sirning foton va og'ir oraliq zarralari bir xil zarracha ekanligini tan oldilar, faqat turli xil "mo'ynali kiyimlarda". Ular tomonidan ishlab chiqilgan nazariya "electrowweak" deb nomlana boshladi, chunki u alohida holat sifatida elektrodinamika va zaif o'zaro ta'sirlarning eski nazariyasini o'z ichiga oladi. Ko'p o'tmay, elektr kuchsiz maydonning og'ir kvantlari tezlatgichlarda ushlandi - massasi protondan deyarli yuz baravar ko'p bo'lgan uchta aka-uka mezon. Elektr zaif maydon nazariyasini yaratish va uning tashuvchilari eksperimental kashfiyoti birdaniga ikkita Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Elektrozaif maydonning kashf etilishidan ilhomlanib, fiziklarni yanada birlashish uchun yangi g'oya - elektr kuchsiz bilan kuchli o'zaro ta'sirni birlashtirish g'oyasi hayratda qoldirdi. Bu fikrning mohiyati quyidagicha. Har bir kvark rang deb ataladigan elektr zaryadining analogiga ega. Zaryaddan farqli o'laroq, kvarkda uch xil rang mavjud. Shuning uchun glyuon maydoni ancha murakkab. U sakkiz komponentli kuch maydonlaridan iborat. Oddiy hadronda - proton yoki neytron - uchta kvarkning kombinatsiyasi - qizil, yashil va ko'k - har doim "oq" rangga ega. Chiqarilgan mezonlar juftlarni o'z ichiga oladi". Biz bilamizki, zarralar o'zaro ta'sirlashganda, ularning zaryadlari tekshiriladi, bu har xil turdagi zarrachalarning o'zaro ta'sir doirasidagi farqlarning o'sha ta'siriga olib keladi. Barcha o'zaro ta'sirlar kattaligi bo'yicha taqqoslanadigan masofani taxmin qilish taxminan 10 dan -29 santimetrni tashkil qiladi. O'zaro ta'sir tashuvchisi - X-zarrasi proton massasining taxminan 10 dan 14 gacha bo'lgan massasiga ega. Kichkina cho'zilish paytida X-zarracha mavjud bo'lgan vaqt, energiya va massa juda katta noaniqlikka ega. Va bu jihatdan biz atomlarning xususiyatlari haqida ularni ko'rishga umid qilmasdan taxmin qilgan Thales va boshqa yunon faylasuflariga o'xshaymiz.
Elementar zarralarni oddiyroq qismlarga bo'lish mumkin emas (shuning uchun ularni "elementar" deb atashgan). Bugungi kunda ma'lum bo'lgan har qanday reaktsiyalarda bu zarralar faqat bir-biriga o'tadi - ular bir-biriga aylanadi. Bundan tashqari, o'pkadan og'irroq zarralar paydo bo'lishi mumkin - agar ular etarli tezlikda harakat qilsa (kinematik energiya massaga kiradi) Elementar zarralar bir-biridan zaryadi, spini, massasi, umri va boshqalar bilan farqlanadi. Masalan, protonning umri koinotning umridan uzoqroq, rho-mezon esa soniyaning 10 dan -23 darajagacha yashaydi. Fotonlar va neytrinolarning massasi nolga teng va maksimonning (faqatgina mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan eng og'ir elementar zarracha) massasi hali kashf etilmagan, ammo nazariyotchilar tomonidan bashorat qilingan narsa mikrogramga teng - katta dog'ga o'xshaydi. ko'zga ko'rinadigan chang. Ularni oilalarga bo'lish mumkin va har birining a'zolarini bir xil zarrachaning turli holatlari deb hisoblash mumkin. Oilalar yanada murakkab guruhlarga - klanlarga yoki multipletlarga birlashtirilgan. Lekin asosiysi, multipletlar ma'lum simmetriya qoidalari bilan bog'langan. Umuman olganda, u Mendeleevnikiga o'xshash elementar zarralarning davriy jadvaliga o'xshaydi. Taxmin qilish mumkinki, fiziklar materiya tuzilishining keyingi bosqichini izlashdi.
Elementar zarrachalar tezlatgichlari bilimlarning rivojlanishida muhim rol o‘ynagan. Elektron uzatilishi shuni ko'rsatdiki, proton aslida nuqta emas, balki radiusi taxminan 10 dan -13 santimetrga teng bo'lgan katta ob'ektdir. Elektronlarning tarqalishi bo'yicha yangi tajribalar natijalarini tahlil qilib, olimlar nuklonlar - bu juda kichik zarralar to'dasi degan xulosaga kelishdi, ular pastroq kattalashganda, bir-biriga yopishgan va bir-birining ustiga o'tadigan mezonlar va boshqa elementar zarrachalar to'plamiga o'xshaydi. Zarrachalarni tasniflash bilan shug'ullanadigan nazariyotchilar xursand bo'lishdi, chunki ular bunday zarralarning mavjudligidan uzoq vaqtdan beri shubha qilishgan, ularni faqat o'ziga xos tarzda: kvarklar deb atashgan. Nazariy maqolalar sahifalarida kvarklar paydo bo'lganda, ko'plab olimlar ularni shunchaki qiziquvchanlik, yanada mukammalroq nazariya yo'lidagi vaqtinchalik iskala deb hisoblashgan. Biroq, fiziklarning ortga qarashga ulgurmadi, chunki ma'lum bo'ldiki, kvarklar yordamida turli xil eksperimental faktlar juda sodda va aniq tushuntiriladi, nazariy hisoblar esa ancha soddalashtiriladi. Kvarklarsiz ham, molekulalar va atomlarsiz ham qilish imkonsiz bo'lib qoldi. Nuklonlarni tekshirish tajribalari elementar zarracha markazidagi kvarklar deyarli oʻzaro taʼsir bilan bogʻlanmaganligini va oʻzini havoda suzuvchi sharlar kabi tutishini isbotladi. Agar ular tarqalishga harakat qilsalar, darhol ularni bir-biriga tortadigan kuchlar paydo bo'ladi. Periferiyada kvarklar faqat bog'langan to'dalar shaklida bo'lishi mumkin - masalan, mezonlarga asoslangan yadroviy o'zaro ta'sir nazariyasiga mos keladigan pi-mezonlar shaklida. Ammo kvarklar bir-biri bilan qanday ta'sir qiladi? Fan o'zaro ta'sirni tashkil qilishning o'zaro ta'sirning zarracha tashuvchisini o'tkazishdan boshqa usulini bilmaganligi sababli, glyuonlar taklif qilindi - kvarklarni bir-biriga yopishtiruvchi zarralar. Glyuonlar fotonlarga o'xshaydi, faqat zaryadga ega. Foton o'z atrofida hech qanday maydon yaratmaydi, shuning uchun maydon o'z manbasi - zaryad yaqinida eng katta intensivlikka ega, keyin u asta-sekin tarqaladi va zaiflashadi. Glyuon esa o'z zaryadi bilan yangi glyuonlarni keltirib chiqaradi, bu esa o'z navbatida keyingilarini keltirib chiqaradi va hokazo, shuning uchun glyuon maydoni zaiflashmaydi, aksincha, masofaga ko'payadi. uni yuzaga keltirgan kvarkdan. Uzoqlashib borayotgan kvark, xuddi ko'pik kabi, yangi glyuonlar bilan to'ldiriladi va ularning bog'lanishi kuchayadi. Zarrachalar fizikasi - bu tajriba va nazariyaning ajoyib birikmasidir. Moddaning eng kichik zarrachalarining xossalari fanning boshqa sohalarida murakkabligi bo‘yicha tengsiz bo‘lgan tajribalarda aniqlangan va aniqlashda davom etmoqda. Ushbu noyob tajribalar chinakam sanoat miqyosini zargarning aniqligi bilan birlashtiradi. Aksariyat hollarda oʻrganish obʼyektlarining oʻzi – zarrachalar aynan oʻsha yerda tezlatkichlar yordamida laboratoriyada yaratiladi va shu qadar arzimas vaqtlarda yashaydiki, ular bilan solishtirganda bir lahza abadiylikdek tuyuladi. Zarrachaning kamdan-kam uchraydigan parchalanishini unga o'xshash milliardlab "qiziq bo'lmagan" parchalanishlar orasida topish kerak. Elementar zarralar haqidagi barcha ma'lumotlar ehtiyotkorlik bilan o'lchovlar natijasida olinadi.