Mavzu: Olamning hozirgi zamon fizik tasavvuri

4.Bosqichma-bosqich o’zaro ta’sirlashish. Materiyaning yagona nazariyasi haqida.

Barcha fundamental o’zaro ta’sirlar mexanizmlarining (almashinuv xarakteri) umumiyligi materiya tuzilishining yagona nazariyasini qurishga intilishlarni keltirib chiqardi. Bunday harakatga mashhur A.Eynshteyn o’zining oxirgi sal kam 50 yillik umrini, V.Geyzenberg esa oxirgi 20 yil faoliyatini bag’ishladi.
Hozirgi zamon fizikasining rivojlanishi shuni ko’rsatadiki, fundamental o’zaro ta’sir doimiylari _i qatoiy aniq qiymatga ega bo’lmasdan, balki o’zaro ta’sirlashuvchi zarrachalar orasidagi masofaga (r) yoki, baribir, ularning energiyasiga (E) hamda almashinuv zarralarining massa (energiya)siga bog’liqdir. Elementar zarralar orasidagi masofa kamayib (yoki ularning energiyalari) ortib borishi bilan ketma-ket (bosqichma-bosqich) ravishda to’rtala fundamental o’zaro ta’sirlar o’rtasidagi farq yo’qola boradi va shu yo’l bilan yuqorida ko’rib chiqilgan 4 ta fundamental o’zaro ta’sirni yagona o’zaro ta’sirga birlashtirish masalasi tug’iladi.
S.Vaynberg, SH.Gleshou va A.Salam (1979)larning nazariy ravishda ko’rsatishicha, leptonlar va kvarklar _w   10^-18 m masofagacha yaqinlashganda ular energiyasi Ye_w  m_wc² 10¹¹ eV bo’lgan oraliq bozonlar almashinib ta’sirlasha boshlaydi. Ye >> Ye_w energiyalarda (<<_w) oraliq bozonlarning tinchlikdagi massasini hisobga olmasa ham bo’ladi va bu holda ularning fotonlardan farqi qolmaydi, ya’ni elektromagnit va kuchsiz o’zaro ta’sirlar o’rtasidagi farq yo’qoladi. SHunday qilib, 1-bosqich birlashuv sodir bo’ladi: elektromagnit va kuchsiz o’zaro ta’sir kuchlari elektrokuchsiz o’zaro ta’sir kuchining xususiy ko’rinishlari bo’lib qoladi. Vaynberg, Gleshou va Salamlarning elektrokuchsiz o’zaro ta’sir nazariyasida bashorat qilingan W^, Z^o oraliq bozonlar1984 yili K.Rubbia va S.van der Meerlar tomonidan eksperimental kashf etildi.
Hozirgi kunlarda fiziklar lokal kalibrli invariantlik va simmetriyaning spontan buzilishi nazariyalari asosida elementar zarralarning yanada umumiyroq nazariyasini ishlab chiqishga kirishganlar: kuchsiz, elektromagnit va kuchli o’zaro ta’sirlarning yagona nazariyasi qurilgan. Unga ko’ra bu uchchala o’zaro ta’sir elektroyadroviy o’zaro ta’sir (“Buyuk birlashuv kuchi”)ning xususiy hollari deb qaraladi. R  10^-32 m masofalarda (- 10¹⁵ GeV energiyalarda) bozonlar va glyuonlar o’rtasida farq yo’qoladi (2-bosqich birlashuv). “Buyuk birlashuv” nazariyasiga muvofiq juda yuqori energiyalarda leptonlar va kvarklar m_xc² 10¹⁵ GeV energiyali kvantlar almashinib, bir-birlariga aylana oladilar. Boshqacha aytganda elektroyadroviy o’zaro ta’sirga nisbatan barion zaryad V va lepton zaryad L larning saqlanish qonunlari buziladi. Bu nazariyaga muvofiq protonning o’rtacha yashash davri  10^{30  3} yil bo’lib,
r ^o + ye⁺
sxema bo`yicha parchalanishi mumkin. Biroq bunday jarayon haligacha kuzatilgan emas. 10¹⁵ GeV energiyali zarralar hatto kosmik nurlar tarkibida ham topilmagan. SHunga qaramasdan gravitatsion o’zaro ta’sirni ham xususiy hol sifatida hisobga olib, barcha 4 ta turdagi o’zaro ta’sirlarning (materiyaning) yagona nazariyasini qurish ustida qizg’in nazariy ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilmoqda. Maydon kvantining energiyasi “Plank massasi” deb ataluvchi m_ps² 10¹⁹ GeV qiymatga yetganda gravitatsion o’zaro ta’sirni ham kvant nazariyasi bilan ifodalash zarurati tug’iladi. Bunday sharoitda foton, oraliq bozonlar, glyuonlar va graviton o’rtasida farq yo’qoladi va to’rtala o’zaro ta’sir “kengaytirilgan supergravitatsiya” deb ataluvchi yagona o’zaro ta’sirga birlashadi (3-bosqich birlashuv). “Buyuk birlashuv” va “kengaytirilgan supergravitatsion” o’zaro ta’sirlar Koinot evolyutsiyasining dastlabki paytlarida ro’y bergan bo’lishi mumkin deb taxmin qilinadi.