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

2.2. Kvarklar


Biz yuqorida Sakata modeli kishi e’tiborini o’ziga jalb qiladigan modellardan biri ekanini ko’rgan edik. Bu modelning diqqatga sazovor joyi shundaki, unda qabul qilingan fundamental zarrachalarning soni uchta edi. Bu zarrachalar – p, n, Λ°. Sakata modelida fundamental zarrachalar deb hisoblangan p, n, Λ° lardan mezonlarni tuzish mumkin ekanligini ham ko’rib chiqqan edik. Lekin bunday fundamental zarrachalardan barionlarni ham tuzish ba’zi qiyinchiliklarga olib keldi. Masalan, p, n, Λ° lardan tuzilgan pnΛ kombinatsiyani ko’raylik. Bu sistemaning barion zaryadi 3 ga teng. Lekin tabiatda barion zaryadi uchga teng bo’lgan zarrachalar mavjud emas. Shuning uchun ham barionlarni ikkita fundamental va bitta antifundamental zarrachalardan (antibarionlarni ikkita antifundamental va bitta fundamental zarrachalardan) tuzish mumkin degan fikr tug’iladi. Masalan, pnΛ°. Bunday sistema uchun Z_B=1 va S=–1. Le­kin bunday pnΛ – sistemani tushirib qoldirish yaramaydi. Bu sis­tema uchun Z_B=1 va S=–1. Lekin shu vaqtgacha tabiatda barion zaryadi va g’alatiligi birga teng bo’lgan barion uchramagan.
Bu sistemalarni (pnΛ va pnΛ larni) sababsiz nazardan chetda qoldirib bo’lmaydi. Bulardan tashqari Sakata modelida fundamental zarrachalar deb hisoblangan p, n, Λ° (p, n, Λ°) lardan barionlarning unitar multipletlarini tuzish mumkin emasligi ma’lum bo’lib qoldi. Lekin shunga qaramasdan, Sakata molelining asosini tashkil qilgan, har bir zarracha uchta kvant kattalik: barion zaryad Z_B, elektr zaryad Z va g’alatilik (giperzaryad Y)lar bilan xarakterlanadi degan faraz boshqa yangi modellarni tuzish uchun ham asos bo’la oladi. Bu yangi modellar asosida barionlarning unitar multipletlarini tu­zish mumkin bo’ladi.
Sakata modelining muvaffaqiyatsizlikka uchrashini yana quyidagicha tushuntirish mumkin. Ma’lumki, barionlarning unitar multi­pletlarini tuzish uchun fundamental zarrachalar p, n, Λ° ning ikkitasini, antifundamental zarrachalar p, n, Λ° ning bittasi bilan birlashtarish kerak. Bunday holda Sakata modelida tabiatda uchramaydigan unitar multipletlar hosil bo’lib, aksincha, tabiatda uchraydigan unitar multipletlar esa hosil bo’lmaydi.
Ikkinchi tomondan uchta fundamental zarrachalarni kombinatsiyalab, tabiatda uchraydigan barionlarning unitar multipletlarini hosil qilish mumkin. Lekin bunday holda shu unitar multipletlarni tashkil qilgan zarrachalarning Z_B barion zaryadlari uchga teng bo’lib qoladi. Ma’lumki, barionlarning barion zaryadlari birga teng.
Bunday qiyinchilikdan qutulish yo’lini birinchi marta 1964 yilda Gell—Mann va unga bog’liq bo’lmagan holda Sveyg ko’rsatib berdilar. Ular fundamental zarrachalar p, n, Λ^o lar emas, balki elektr va barion zaryadlari butun qiymatlarga ega bo’lmagan zarra­chalardan iborat bo’lishi kerak deb ko’rsatdilar. Agar, barionlarni bunday fundamental zarrachalardan tuzish uchun ularning har xil kombinatsiyalarini ko’rmoqchi bo’lsak, bunday fundamental zarracha­larning barion zaryadlari 1/3 ga teng bo’lishini ko’rish qiyin emas. Bunday fundamental zarrachalarni Gell–Mann kvarklar, Sveyg esa tuzlar deb atadi. Hozirgi vaqtdagi adabiyotlarda kvark degan nom saqlanib qolgan. Kvarklar yordamida mezon va barionlarning har qanday unitar multipletlarini tuzish mumkin.
Bu yerda biz, kvarklar tabiatda erkin holda uchraydimi yoki uchramaydimi, degan masala bilan shug’ullanmaymiz. Bu masalaga keyinroq qisqacha to’xtalib o’tamiz. Hozircha, shu kvarklarni qabul qilishdan kelib chiqadigan ba’zi xulosalarnigina ko’rib chiqamiz. Xuddi Sakata modelidagidek, bu yerda ham fundamental triplet, izodublet (T_Z=±1/2, 5 = 0) va izosingletlardan (T_Z=0, S=–1) iborat. Kvarklarning elektr zaryadlari quyidagi formula yordamida aniqlanadi:

G’alatiligi nolga teng bo’lgan kvarklarni q_p va q_n (nuklonlarga qiyos qilib) deb va g’alatiligi noldan farqli bo’lgan kvarkni esa q_Λ deb belgilaymiz. Z ifodasi va kvarklarning ba’zi xususiyatlaridan foydalanib, biz ularning ba’zi kvant xarakteristikalarini quyidagi jadvalda ko’rsatamiz (3-jadval).
3-jadval.
Kvarklarning kvant xarakteristikasi

Kvant sonlari Kvarklarning turlari	ZB	Z	Y	TZ	T	S
qp qn qΛ	1/3 1/3 1/3	2/3 –1/3 –1/3	1/3 1/3 –2/3	1/2 –1/2 0	1/2 1/2 0	0 0 –1

4-jadval