O’tgan 2015- yil bizning bosh maqsadimiz bo’lmish asosiy vazifa odamlarimizning munosib hayot darajasi va sifatini ta

1.4. Yadro kuchlari.
Elementar zarrachalarni o’rganishning ikkin­chi davri asosan yadro kuchlarni o’rganishdan boshlandi. Shuning uchun yadro kuchlari va uni o’rganish tarixiga qisqacha to‘xtalib o‘tamiz.
Bundan avval ko‘rib chiqilgan oltita zarracha ma’lum bo‘lgan davrda, tabiatda elektromagnit va tortishish kuchlari ma’lum edi. Elektr zaryadiga ega bo‘lgan zarrachalar faqat elektromagnit kuchlari orqali ta’sirlashadi. Atomlarda elektronlar bilan protonlar orasidagi elektromagnit kuchlari ular orasidagi tortishish kuchlariga qaraganda millionlarcha marta kattadir. Elektromagnit kuchlar elektronlar bilan musbat zaryadlangan yadrolarning tortishib turishlariga yordam beradi. Elektromagnit kuchlar uzoqdan ta’sirlashuvchi kuchlar hisoblanadi. Zarrachalar orasidagi masofa o’zgarishi bilan ular orasidagi elektromagnit kuchlar juda sekin o’zgaradi. Demak, tabiatda elektron va musbat zaryadlangan Yadrolardan tuzilgan neytral atomlarning uchrashi ajablanarli xol emas. Lekin shu yerga qaraganda atom yadrolarining tuzilishiga e’tiborni jalb qilamiz.
Ma’lumki, har qanday atomning yadrosi proton va neytronlardan iborat. Elektromagnit va tortishish kuchlari turg’un yadrolar mavjud bo’lishiga yordam berolmaydi. Chunki, bir xil zaryadga ega bo’lgan zarrachalar itarishish elektromagnit kuchlari bilan ta’sirlashadi, ular orasidagi tortishuv kuchlari juda ham kichik. Yadrolarning turg’unligini tushunib olish uchun yadro tarkibidagi zarrachalar, elek­tromagnit va tortishish kuchlaridan tubdan farq qiladigan qandaydir yangi kuchlar yordamida tortishib (ta’sirlashib) turadi deb faraz qilamiz. Bu yangi kuchlar yadro kuchlari deb ataladi.
Yadro kuchlari qanday xususiyatga ega? Bu savolga javob berish uchun tajriba natijalariga nazar tashlaylik. Protonlar elektro­magnit kuchlari orqali juda katta kuch bilan bir-birlarini itarishlariga qaramasdan, ular yadro tarkibida bir-birlari bilan taxminan 7 MeV energiya bilan bog’lanib turadi. Bu energiya vodorodda elek­tronning yadro bilan bog’lanib turadigan energiyasidan 500000 marta katta.
Yadro kuchlarining ikkinchi asosiy xususiyati quyidagilardan iborat. Ma’lumki, yadrolar atomlarga qaraganda juda xam kichik o‘lchamga ega. Atomlar yadroga qaraganda minglarcha marta katta.Tajribalar shuni ko'rsatadiki, yadro kuchlari yadrodan tashkarida hech qan­day ta’sirga ega emas. Bu yadro kuchlarining ta’sirlashish doirasi juda ham kichikligidan dalolat berib turibdi. Ko‘rinib turibdiki, yadro kuchlar yadro o‘lchami doirasida juda katta qiymatga ega bo‘lib, Yadrodan tashqarida uning qiymati nolga teng. Yadro kuchlarining ta’sirlashish doirasi taxminan 10^-15 m ga teng.

3-rasm

Nazariyotchi fizik-olimlar oldida yadro kuchlarining xususiyat-larini tushuntirib berish vazifasi turgan bir paytda, zaryadlangan zarrachalarning o’zaro ta’sirlashish xususiyatlari to’liq o’rganilgan edi. Zaryadlangan zarrachalarning o‘zaro ta’sirlashishi ularning elektromagnit maydonlari orqali ta’sirlashishidan iborat. Zarrachalarning bunday ta’sirlashishi qanday amalga oshiriladi? Bunday ta’sirlashish zarrachalarning elektromagnit maydonlarining kvantlari orqali (γ- kvantlar orqali) amalga oshiriladi. Masalan, ikkita elektronning ta’sirlashishi γ-kvantlar almashinuvi orqali bo‘lib o’tadi (3- rasm). Bu fikr, yadro kuchlari va yadro kuchlari or­qali ta’sirlashishni tushuntirib berishda asosiy rol o’ynaydi. Shuning uchun zarrachalarning elektromagnit ta’sirlashish protsessini to’laroq ko‘rib chiqamiz. Klassik fizikada zarrachalarning o’zaro eng sodda ta’sirlashishlaridan biri, bu bir zarrachaning ikkinchi zarracha elektromagnit maydoni bilan ta’sirlashishi tushuniladi. Kvant mexanikasida esa bu protsess zaryadlangan zarrachaning elektro­magnit maydoni kvanti bilan ta’sirlashishi tushuniladi. Bunda γ- kvant zaryadlangan zarracha tomonidan yo chiqariladi, yo yutiladi. Masalan, zaryadlangan zarracha o’rnida elektronni olsak, bayon qilingan protsess quyidagicha yoziladi:

e⁻→e⁻+γ (17)
Bu reaksiyadagi strelkalar protsess yo chapdan o’ng tomonga, yoki o’ng tomondan chap tomonga bo‘lib o’tishligini ko‘rsatadi.
Agar (17) sxemaga e’tibor bilan qarasak, bunda energiya saqlanish qonunining bajarilmayotganligini ko‘ramiz. Faraz qilaylik, elektron tinch holatda turgan bo’lsin. Bunday elektronning kinetik energiyasi "nolga’’ teng. Demak, bu elektron o‘zidan ma’lum energiyaga ega bo‘lgan γ - kvantni chiqarib . yuborolmaydi: energiya saqlanish qonuni bajarilmaydi. Boshqacha so‘z bilan aytganda bunday protsess tabiatda uchramaydi. Bunday protsesslarni biz faqat ko’z oldimizga keltirishimiz mumkin. Tabiatda uchramaydigan, lekin ko’z oldimizga keltirish mumkin bo‘lgan protsesslarni virtual protsesslar deyiladi. Virtual protsesslar kvant mexanikasiga taalluqlidir. Virtual protsesslar tabiatda uchramaydi, shuning uchun ularda energiya saqlanish qonunining bajarilmasligiga e’tibor bermasak ham bo‘laveradi. Virtual protsesslar mikrodunyo hodisalarini ko’z oldimizga keltirishda juda qulay usul hisoblanadi. Virtual protsesslarda yutiladigan va hosil bo‘ladigan fotonlarni virtual fotonlar deyi­ladi. Biz bundan keyingi mulohazalarimizda zarrachalarning vir­tual holati tushunchasiga tez-tez murojaat qilib turamiz.
Virtual fotonlar tushunchasiga yetib kelguncha, olimlar juda murakkab matematik yo’lni bosib o’tishgan. Virtual fotonlar tushun-chasi yordamida elementar zarrachalar fizikasidagi ko’p qonunlarni tushuntirib berish mumkin. Masalan, fizikadagi Kulon qonunini virtual fotonlar tushunchasi yordamida keltirib chiqarish mumkin. Bundan tashqari virtual fotonlar tushunchasi yordamida fotonlarning elektronda sochilishi, elektronning elektron bilan to‘qnashuvi yoki elektron-pozitron juftligining ikkita gamma kvantga aylanish hodisalarini tushuntirib bera oladigan formulalarni olish mumkin.
Shunday qilib, biz yuqorida ko’rganimizdek, virtual va real fotonlar yutilishi (yoki chiqarilishi) orasidagi farq asosan energiya bilan bog’langan. Chunki, virtual fotonlar yutilganda(yoki chiqarilganda) energiya saqlanish qonuni bajarilmaydi, real fotonlar yutilganda (yoki chiqarilganda) bu qonunlar albatta bajariladi. Shuning uchun elektron o‘zidan foton chiqarishi uchun biz elektronga tashqaridan ta’sir ko’rsatishimiz kerak, ya’ni unga energiya uzatishimiz kerak. Ana shundagina elektronlar o‘zlaridan real foton­larni chiqara oladi.
Virtual fotonlarning elektronlar tomonidan chiqarilihi hodisasini to’liqroq tushunish uchun Geyzenbergning noaniqlik munosabatiga murojaat qilaylik:
Δε·Δt≈h (18)
bu erda h — Plank doimiysi va Δε —virtual fotonning energiyasi. Geyzenbergning bu noaniqlik munosabati quyidagicha talqin etiladi. Masalan, elektron o‘zidan virtual foton chiqarmasdan oldingi energiyasi ε_e va virtual foton chiqarilgan paytdagi elektron va fotonlarning birgalikdagi energiyalari ε_eγ bo’lsin. Agar virtual protsesslarda energiya saqlanish qonunlari bajarilganda ε_e= ε_eγ bo’lishi kerak edi. Lekin virtual protsesslarda energiya saqlanish qonuni bajarilmaydi:
ε_e≠ ε_eγ yoki ε_eγ - ε_e
bo‘ladi. Energiyaning bunday saqlanmaslik holati taxminan Δt vaqt davom etadi: