Kirish Biz fidoyi vatanparvarlarni tarbiyalashimiz, Elim deb, yurtim deb yashovchi shu yo`lda hatto jonini ham ayamaydigan, o`zidan so`ng ozod va obod vatan qoldiradigan

I bobning xulosasi

BMIning I bobida elementar zarralarning kvat tabiati o’rganilgan bo’lib, zarralarning qanday o’zaro ta’sirlarida ishtirok etishiga qarab klasifikatsiyalanishi o’rganilgan. Bu bobda norelyativistik va relyativistik zarrachalarning xususiyatlari tahlil etilgan. Kvant sonlarining zarrachalar xususiyatlarini belgilashi o’rganilgan. Elementar zarrachalarning uch xil o’zaro ta’sirlarda, yani elektromagnit, zaif va kuchli o’zaro ta’sirlarda ishtirok etishi, ularning ishtirok chegarasi yoritilgan.

II. Elementar zarralar haqidagi modellar.

2.1. Kuchli o`zaro ta`sirlarda ishtirok etuvchi zarralar.

Yadro tuzilishi haqidagi bilim atom fizikasi tushuntira olmagan elementlarning Mendelev davriy sistemasining tuzilishini davom ettirishga asos soldi. Shuningdek, elementar zarralar haqidagi bilim elementar sistemasini antiatom, antiyadro sohasigacha kengaytirishga imkon beradi. Shubhasiz elementar zarralarning tuzulishini o`rganish ularni sistemalashtirishda to`g`ri yo`l ko`rsatib beruvchi birdan bir omil bo`lib, bu elementar zarralarning tabiati, ularning kvant sonlarining mohiyati, elementar zarralarning o`zaro bir-birlariga aylana olishlarini tushintirishga imkon beradi.

Elementar zarralarning tuzulishi haqidagi muammoni yechish uchun ko`p harakat qilingan. Lekin elementar zarralar dunyosida hodisalar shunchalik xilma-xilki bu harakatlarning birortasi ham mazkur muammoni hatto qisman bo`lsa ham hal qila olmadi.

Hozirgi kunda uch yuzga yaqin (rezonanslarni hisobga olganda) zarralar malum. Bu zarralar hammasi ham teng huquqli emas. Ular o`rtasida asosiylari bor va aftidan boshqa hamma zarralarning tuzulishida qatnashadi. Dastlab hamma zarralarning yengil zarralardan qurmoq uchun behuda harakat qilingan edi.

Bu borada, elementar zarralar tarkibiy tuzulishining Fermi va Yang modeli (1949 yil)edi. Mazkur modelga asosan pion nuklon va antinuklon juftidan iborat deb qaraladi. Lekin g`alatiligi noldan farqli giperon va kaonlarining tabiatda juftligining qayd qilinishi bu g`oyani puchga chiqardi, chunki yangi zarralarning g`alatiligi nolga teng bo`lgan nuklon – antinuklon juftidan qurish mutlaqo mumkin emas edi.

Yapon fizigi Sakata nuklon juftida qo`shimcha sifatida   giperonni qarashni taklif qiladi. Sakata modeli psevdosklyar (P-juftligi manfiy) kaonlarni, eta mezonni, vektor mezonlari oktetining mavjudligini nazariy qayd qilib, mezon adronlari uchun mavjud qonuniyatlarni to`g`ri aks ettirdi. Ammo Sakata modeli barion adronlarini tasvirlashda butunlay ojizlik qiladi.

Zarralar tuzulishini tushintirish uchun ularni “aristokrat tabaqa” ga – fundamental zarralarga ajratishdan iborat bo`lgan u yoki bu modelning “yutuqlari” hamda elementar zarralarning bazi qonuniyatlari hamma adronlarni teng huquqli ekanligini ko`rsatadi. Modomiki, elementar zarralar dunyosidaa “aristokratiya” ga yo`l yo`q bo`lsa, ular o`rtasida “demokratiya”ni tiklaylik. Bu borada unitar simmetriyasi nazariyasi bir qadar yutuqqa ega.Bu nazariyaga binoan beistisno hamma adronlar teng huquqli, lekin ular tabiatning kvarklardan tuzuldan ikkilamchi zarralaridir.

Zarralarning unitar simmetriyasi nazariyasida SU(3) tasvirlari qatnashadi. Lekin SU(3) guruppa 3 komponentali fundamental tasvirga ham ega. Agar adronlar unitar singletga, unitar vektor- oktetga, dekupletga joylashsa nima uchun hech biri unitar sipinor-tiripletga joylashmaydi, uch komponenetali keltirilmaydi, tasvirga birlashmaydi? Chunki bu fundamental uch o`lchovli tasvirini tashkil qiladigan uch zarra nihoyatda g`ayri tabiiy xususiyatlarga ega bo`lishi kerak. Masalan, shu vaqtga qadar biz elektr zaryadining eng kichik ulishi sifatida elektron zaryadini hisoblab kelgan edik. Lekin mazkur fundamental uch zarra electron zaryadi birligida +2/3, +1/3 va -1/3 zaryadga ega bo`lishi kerak. Har biri uchun barion zaryadi ham kasr son +1/3 dan iborat. Navbatdagi saqlanuvchi kattalik-spin ular uchun ham odatdagi zarralar kabi 1/2 ga teng. Elementar zarralarning qurilish materiali subelementar (boshlang`ich ) zarra ro`lini o`tash uchun ularning ikkitasi nolga, uchinchisi -1 ga teng g`alatilik kvant soniga ega bo`ladi. Bu zarralarga M. Gell –Mann tomonidan Kvarklar deb nom berilgan.Subelementar zarralarga ushbu nomni berilishi ularning shubhali mavjudligi takidlaydi.

Kvarklarni Sakata modelidagi zarralarga qiyos qilgan holda p,n,  kabi belgilash qabul qilingan. P,n birgalikda izotopik dubletni, λ esa izotopik singletni tashkil qiladi. Oxirgi yillarda, ko`pincha kvarklarni u, d, s, yani up (yuqoridagi), down (pastdagi) sideways(yon tomondagi) kabi ingliz so`zlarining bosh harflari orqali belgilashlar qo`llanila boshlandi.

Unitar tripletni adronlar - kuchli o`zaro ta`sir elementar zarralari darajasida emas, balki kvarklar deb ataluvchi yanada boshlang`ich subzarralar darajasida mavjud deb faraz qilamiz. Adronlar, xuddi yadrolar proton va neytronlardan tashkil topgandek, kvarklardan tuzilgan. Shuning uchun, elementar zarralar singari kvarklarning ham eng muhim xarakteristikasi ularning massasidir. Agar zarra tarkibiy tuzilishga ega bo`lsa, uni tashkil etgan fundamental zarra massasi jihatdan og`irroq bo`lishi kerak (biz ko`rgan fermiyang modelida pionlar nuklon- antinuklondan iborat tarkibiy tuzilishga ega. Nuklon va antinuklonlarning tinch holatdagi massalari yig`indisining pionning tinch holatdagi massasidan ortiqcha qismi pionni hosil qilishda nuklon-antinuklonning bog`lanish energiyasi ko`rinishiga o`tadi). Yuqorida ko`rganimizdek, zarralarning katta energiyasida to`qnashishida og`ir zarralar tug`ulishi mumkin. Lekin katta energiyali adronlarning protonda to`qnashishida hozirga qadar kvarklar qayd qilinmadi. bu fakt, agar nazariyaning ko`rsatishicha, kvarklar haqiqatdan ham mavjud bo`lsa, katta massaga ega bo`lishini talab qiladi. Barion va mezion massalarining nisbatan kichikligi esa ularning eng katta bog`lanish energiyasiga ega ekanligidan dalolat beradi. Hisoblashlar kvarklarning massasini bir necha o`n Gev dan ham katta ekanligini ko`rsatadi.(10 ta nuklon massasidan ortiq).

Guruppalar nazariyasida SU (3) guruppaning hamma regulyar tasvirlari fundamental uch o`lchovli tasvir bilan unga teskari tasvirning to`g`ri ko`paytmasidan kelib chiqadi. Bu shuni bildiradiki, agar yuqoridagi xususiyatlarga ega bo`lgan kvarklarni mavjud desak, ularning antizarralari- antikvarklari ham mavjud bo`ladi. Kvark va antikvark unitar spinorlarining ko`paytmasi psevdoskalyar va vektor mezonlarning SU(3) singleti va oktetini beradi.

{3} = {1}+{8}

Bu sxemaga asosan barionlar uchta kvarkdan tuzilgan bo`ladi, chunki har bir kvark 1/3 barion zaryadga ega. Fundamental tasvirning uchtasi (uchta kvarklari)ning ko`paytmasi barionlarning quyidagi SU (3)multipletlarining

{3} 

Bitta singletini, ikkita oktetini va bitta dekupletini tashkil qiladi. Demak, mazkur qoidaga asosan tuzilgan mezonlar va barionlar tajribada kuzatiladigan supermultipletlardagina namoyon bo`lar ekan.

Hozirgi zamonda kvarklar nazariyasi rivojlanish davrini boshidan kechirmoqda. Barionlarning kvark tuzilishi nazariyasining eng asosiy yutuqlari quyidagilardan iborat:

1. 
   Adron mezonlari, ayniqsa, barionlarning unitar multipletlarini juda yaxshi tasvirlaydi;
   
2. 
   Har bir unitary multipletdagi izotopik multipletlar massalarini va bular tashkil etgan zarralarning elektromagnit massa farqlari o`rtasidagi munosabatlarni bog`lovchi nazariy formula eksperiment malumotlariga to`g`ri keladi.
   
3. 
   Adronlarning qator elektromagnit xususiyatlari, jumladan, nuklonlarning magnit mamentlari nisbati eksperimentga mos keladi;
   
4. 
   Kvark modelida adronlarning kuchsiz o`zaro tasiri bo`yicha parchalanishi ularning tarkibiga kiruvchi kvarklardan birining parchalanishi natijasida yuz beradi. Shu asosda adronlarning kuchsiz o`zaro tasiri bo`yicha parchalanishi uchun qator xarakteristikalari hisoblangan g`alatilik va izotopik spin kvant sonlarining o`zgarishi
   

( ,  )

tushintirilgan.

Biz kvark nazariyasining eng asosiy yutuqlarini sanab o`tdik. Bu yutuqlarning deyarli hammasi faqat kvark modeliga xosdir. Lekin, kvark modeli qator muhim qiyinchiliklarga ham ega:

1) Kvarklar erkin holatda mavjud bo`la oladigan zarrami, yoki ular faqat sistema(zarra) tarkibidagina go`yo zarra sifatida namoyon bo`luvchi matematik tushinchami, degan savol ham hanuz javobsizdir. Kvarklarni izlashda qilingan ko`p harakatlar behuda ketmoqda. Kvarkalar hanuz qayd qilingani yo`q;

2) Agar kvark fermionlarga oid bo`lsa (spinini 1/2 ga teng desak) SU (6)gruppaning 56 o`lchovli tasvirini tashkil etgan barionlarning asosiy holatini tasvirlashda quyidagi qiyinchilikga uchraladi.

3) Agar kvark adronlarning tarkibiy qismi bo`lgan fundamental (boshlang`ich zarralar) bo`lsa, nima uchun bu fundamental adron kasr zaryadli, leptonlar va faqat butun zaryadli?

4) Adronlarni katta massali kvarklardan tashkil topgan desak, ularning bunchalik katta bog`lanish enrgiyasiga egaligini va shu bir vaqtni o`zida esa mezon “bulut”i bilan qoplangan bo`lishini (yani qo`pol qilib aytganda, bir vaqtning o`zida ham o`ta mustahkam, ham to`zg`igan ko`rinishda bo`lishini ) qanday tushintirish mumkin.

Pauli prinspi bilan bog`liq qiyinchilikni batafsil ko`rib chiqaylik. Kvant nazariyasining fundamental prinspi – pauli prinspiga asosan yarimli butun spinli bir xil (aynan ) zarralar bir kvant holatda mavjud bo`la olmaydi. Spini I=3/2 barionlar dekupleti, ayni paytda esa spini I=1/2 barionlar oktetining mavjudligi ham, xuddi shu Pauli prinspiga zid keladi. Chunki dekupletga kiruvchi barionlar kvarklarning quyidagicha qo`shilishidan paydo bo`ladi:  =iii,   Kvarklarning bu xil qo`shilishidan paydo bo`ladigan   va shuningdek, dekupletning qolgan zarralarining spini 3/2 ga teng. Bu esa ushbu zarralarda uchala kvarkning ham spini bir xil yo`nalganligini ko`rsatadi. Pauli prinsipi bilan zidlik yaqqoldir.

Mazkur qarama-qarshilikdan qutilish uchun barion tarkibiga kiruvchi uch kvarkning o`zaro o`xshash (aynan) emasligini, boshqacha aytganda kvarklar uchun uch xil qiymat qabul qiluvchi yangi kvant sonini kiritish lozim. Ushbu kvant soniga ranglilik deb nom berildi. Uning mumkin bo`lgan uch qiymatlari sifatida uch xil rang: qizil, yashil, ko`k tus qabul qilingan. Antikvarklar esa qo`shimcha ranglarga: “antiqizil”- havorang, “antiyashil”- to`q qizil, “antiko`k ”-sariq tuslangan deb hisoblanadi. Mezonlar va barionlar esa kvark-antikvarklarning shunday qo`shiluvidan paydo bo`ladiki, kvark-antikvark (mezon) va uch kvark (barion), uch antikvark (antibarion) holatlar rangsizdir, yani oq rangda bo`ladi. Bu rangsizlik prinspi deb yuritiladi.