Kvarklar va ularning xususiyatlari. Reja: I. Kirish

II.3) Elementar zarralar saqlanish qonunlari.

Biz zarrachani xarakterlovchi kattaliklarni qarab chiqdik. Endi zarrachalar olamidagi saqlanish qonunlariga tо‘xtalib о‘tamiz. Chunki yuqorida biz qarab chiqqan kattaliklar shu saqlanish qonunlari asosida yuzaga keladi. Birinchi qarashdayoq bu kattaliklarning ayrimlari sun’iy ravishda kiritilgan va zarrachalarga berilgan ayrim qiymatlari ixtiyoriy bо‘lib kо‘rinadi. Lekin qarab chiqilgan kattaliklar-kvant sonlari chuqur fizik ma’noga ega va ular barcha yoki ayrim jarayonlarda saqlanadilar. Saqlanish qonunlari boshlang‘ich va oxirgi holatlarni harakterlovchi kattaliklar orasidagi tenglikni ifodalaydi. Neter teoremasiga kо‘ra saqlanish qonunlari invariantlik prinsiplari bilan bog‘liqdir. Invariantlik prinsiplari о‘zida simmetriyalarni mujassamlashtirgan bо‘ladi. Simmetriya geometrik (fazo-vaqt xususiyatlarini izohlovchi) va ichki (о‘zaro ta’sirlarning umumiy xususiyatlarini izohlovchi) simmetriyaga bо‘linadi. Klassik fizikada saqlanish qonunlari fazo-vaqtning aniq simmetriya xususiyatlaridan kelib chiqadi. Harakatni ifodalovchi dinamik tenglamalar ma’lum kо‘rinishga ega bо‘ladi va shu tenglamalardan saqlanish qonunlari bevosita kelib chiqadi. Saqlanish qonunlari vaqt va fazodagi uzluksiz siljishlarga va fazodagi uzluksiz burilishlarga nisbatan simmetriya mavjudligidan kelib chiqadi. Shu bilan birga bu saqlanish qonunlari klassik fizikada cheklangan, ya’ni energiya, impuls va impuls momentlari

saqlanish qonunlari mavjud. Endi kvant fizikasiga kelsak quyidagi farqni kо‘rishimiz mumkin. birinchidan, kvant fizikasida saqlanish qonunlari klassik fizikaga qaraganda kо‘proqdir. Chunki kvant fizikasida fazo-vaqtning uzluksiz almashtirishlari bilan birga, ularning diskret almashtirishlarga nisbatan simmetriya xususiyatlari hamda klassik fizikaga xos bо‘lmagan ichki fazodagi simmetriyalar ham kuchga kiradi (masalan, kuchli ta’sirning elektr zaryadiga bog‘liq bо‘lmasligi izospin simmetriyani yuzaga keltiradi). Ikkinchidan klassik fizikaga о‘xshamagan holat yuzaga keladi, ya’ni saqlanish qonunlari ma’lum о‘zaro ta’sir turida saqlanib boshqalarida saqlanmaydi, ya’ni taxminiy xarakteriga ega bо‘ladi. Masalan, izopin saqlanish qonuni kuchli о‘zaro ta’sirda saqlanadi, elektromagnit о‘zaro ta’sirda esa buziladi. О‘zaro ta’sir qanchalik intensiv sodir bо‘lsa, unga shuncha kо‘p saqlanish qonuni mos keladi. Yana bir holat mavjudki, kvant fizikasida kо‘pincha tenglamalar noma’lum kо‘rinishga ega, shu sababli ham saqlanish qonunlari muhim ahamiyat kasb etadi va faqat saqlanish qonunlarigina zarrachalar xususiyatlari tо‘g‘risidagi ma’lumotlarni о‘zida mujassamlashtirgan bо‘ladi. Endi shu saqlanish qonunlarini qarab chiqamiz.

1. Universal saqlanish qonunlari.
Saqlanish qonuni,	J -impuls momenti saqlanish qonuni, q- elektr

zaryadi saqlanish qonuni, L-lepton va B-barion zaryadlari saqlanish qonunlari kiradi.

1. 
   P-4-impuls saqlanish qonuni 4- о‘lchamli Minkovskiy fazosining bir jinsligi bilan bog‘liq. Ya’ni oddiy 3- о‘lchovli fazo nuqtalari hamda barcha vaqt momentlarining tenglik xususiyati bilan bog‘liq. Boshqacha aytganda, bu qonun dinamik tenglamalarning sanoq sistemasini fazoda va vaqt bо‘yicha siljitganda kovariantligi (о‘z kо‘rinishini о‘zgartirmasligi) dan kelib chiqadi.
   

Р²  М ² tenglikdan, bu saqlanish qonuni zarracha xarakte-ristikasi bо‘lgan M-uning massasini aniqlashga olib keladi.
b) J  impuls momenti saqlanish qonuni fazo izotropiyasi, ya’ni fazo barcha yо‘nalishlarining teng kuchligidan kelib chiqadi. Ya’ni

sanoq sistemasining fazodagi burilishlarga nisbatan kovariantligi

natijasida yuzaga keladi. Spin-tо‘la impuls momenti komponentasi 
bunga misol bо‘ladi. Atom fizikasidan ma’lumki, J l s lekin zarralar fizikasida SJ, ya’ni spin J harfi bilan belgilanadi. Impuls momenti saqlanish qonuni quyidagi qoidaga olib keladi: boshlang‘ich va oxirgi holatlardagi spinlar yig‘indisi teng bо‘lishi
kerak. Shu sababli, n  p  e^ parchalanish sodir bо‘lmaydi va neytrino kashf qilingan. Neytron spini ¹₂ ga teng, ре^ esa 1 spinga ega.

4. 
   q-elektr zaryadi saqlanish qonuni geometrik tabiatga ega emas va dinamik tenglamalarning kalibrovkali almashtirishlarga nisbatan kovariantligi natijasida yuzaga keladi, ya’ni
   

	 (х)  ^ (х)  е^iq ^  ( X ) ,
	^ ( х) ^^ ( х)  е^^iq^ ^ ( X ) ,
bu yerda
	 (х) -a- zarracha tо‘lqin funksiyasi, x  (r ,t) , -haqiqiy

parametr, ^q - butun son bо‘lib, a-zarracha zaryadini anglatadi. Kalibrovkali almashtirish koordinataga aloqasi bо‘lmasdan, faqat tо‘lqin funksiyani о‘zgartiradi. Bu kalibrovkali almashtirish ichki simmetriya almashtirishlariga misol bо‘la oladi. Elektr zaryadi

saqlanish qonuni juda aniq bajariladi. Parchalanish sharti ^mа ^ ^m


elektronning absolyut stabilligini bildiradi, chunki undan yengil va zaryadga ega bо‘lgan zarracha yо‘q. Hozirgi tajribalar elektron
yashash vaqti _е  2 10²² yil ekanligini kо‘rsatmoqda.

5. 
   L-lepton zaryadi saqlanish qonuni elektr zaryadi saqlanish qonuniga о‘xshashdir.