Quyosh neytrinosining jumboqlari

Neytrinosiz ikki β-parchalanish izlanishlari
Qo'shaloq beta-parchalanishlar kuchsiz o‘zaro ta’sir sababli yadro zaiyadi ikkiga o‘zgaradigan atom yadrolarning radioaktiv parchalanishlaridir. Qo‘shaloq beta-parchalaishlar 2b- va bb-parchalanishlar ko‘rinishlarida beriladi. Qo‘shaloq b-parchalanishda (A, Z) atom yadrosi ikkita elektron va ikkita antineytrino yoki ikkita pozitron va ikkita neytrino chiqaradi. Buning natijasida izobar yadro hosil boiadi va uning elektr zaryadi ikki birlikka oshadi yoki kamayadi. Qo‘shaloq 2b-parchalanishda yadroning zaryadi ikki birlikka oshadi va ikkita elektron chiqishi sodir boiadi:
(A, Z) —> (A, Z + 2) + 2e + 2ve (1.68)
2b-parchalanishning boshqa bir turida esa yadro zaryadi ikki birlikka kamayadi. Bulardan tashqari qo'shaloq elektron qamrash (2e qamrash) mavjud, ya’ni: (A,Z) + 2e~ -+ (A ,Z -2 ) + 2ve (1.69) Elektron qamrashning yana bir noyob turi bu pozitron va ikkita neytrino chiqishi bilan sodir boiadigan jarayondir: (A,Z) + e ~ -> (A ,Z - 2) + e+ + 2ve ( 1 Щ Pozitron parchalanishning ham qo‘shaloq parchalanishi mavjud, ya’ni:
(A, Z) —> (A,Z - 2 ) + 2e+ + 2ve (1.71)
Qo‘shaloq beta-parchalaishlar barcha radioaktiv jarayonlar ichida eng kam uchraydigan turi hisoblanadi.
Ushbu turdagi o'zaro ta'sirda har qanday elektr zaryadlangan zarralar, shuningdek fotonlar - elektromagnit maydon kvantlari ishtirok etishi mumkin. Elektromagnit o'zaro ta'sir, xususan, atomlar va molekulalarning mavjudligi uchun javobgardir. U moddalarning qattiq, suyuq va ko'plab xossalarini aniqlaydi gazsimon holatlar. Protonlarning kulon repulsiyasi katta massa sonli yadrolarning beqarorligiga olib keladi. Elektromagnit o'zaro ta'sir materiyaning atomlari va molekulalari tomonidan fotonlarni yutish va chiqarish jarayonlarini va mikro va makrodunyo fizikasidagi boshqa ko'plab jarayonlarni belgilaydi.
Zaif o'zaro ta'sir mikrokosmosda yuzaga keladigan barcha o'zaro ta'sirlarning eng sekinidir. Unda fotonlardan tashqari har qanday elementar zarralar ishtirok etishi mumkin. Zaif o'zaro ta'sir neytrinolar yoki antineytrinolar bilan bog'liq jarayonlar uchun javobgardir, masalan, neytron b-emirilishi.
Shuningdek, zarralar bilan neytrinosiz parchalanish jarayonlari uzoq vaqt umr (t ≥ 10-10 s).
Gravitatsion o'zaro ta'sir istisnosiz barcha zarralarga xosdir, ammo elementar zarrachalar massalarining kichikligi tufayli ular orasidagi tortishish o'zaro ta'sir kuchlari ahamiyatsiz darajada kichik va ularning mikrokosmos jarayonlaridagi roli ahamiyatsiz. Gravitatsion kuchlar kosmik jismlarning (yulduzlar, sayyoralar va boshqalar) katta massalari bilan o'zaro ta'sirida hal qiluvchi rol o'ynaydi.
1930-yillarda elementar zarralar olamidagi oʻzaro taʼsirlar qaysidir maydon kvantlarining almashinuvi orqali amalga oshiriladi, degan gipoteza paydo boʻldi. Bu gipotezani dastlab yurtdoshlarimiz I. E. Tamm va D. D. Ivanenkolar ilgari surdilar. Ular fundamental o'zaro ta'sirlar zarrachalar almashinuvidan kelib chiqadi, xuddi atomlarning kovalent kimyoviy bog'lanishi bo'sh elektron qobiqlarda birlashtirilgan valentlik elektronlarining almashinuvidan kelib chiqadi.
Zarrachalar almashinuvi orqali amalga oshiriladigan o'zaro ta'sir fizikada almashinuv o'zaro ta'siri nomini oldi. Masalan, zaryadlangan zarralar orasidagi elektromagnit o'zaro ta'sir fotonlar - elektromagnit maydon kvantlarining almashinuvi natijasida yuzaga keladi.
Yapon fizigi X.Yukava 1935 yilda atom yadrolaridagi nuklonlar orasidagi kuchli oʻzaro taʼsirni nuklonlar mezon deb ataladigan faraziy zarrachalar almashishi bilan izohlash mumkinligini nazariy jihatdan koʻrsatganidan soʻng almashinish oʻzaro taʼsir nazariyasi eʼtirofga sazovor boʻldi. Yukava bu zarralarning massasini hisoblab chiqdi, ular taxminan 300 elektron massaga teng bo'lib chiqdi. Bunday massaga ega bo'lgan zarralar keyinchalik haqiqatda topildi. Bu zarralar p-mezonlar (pionlar) deb ataladi. Hozirgi vaqtda pionlarning uchta turi ma'lum: p+, p– va p₀.1957 yilda zaif o'zaro ta'sirning almashinuv mexanizmini keltirib chiqaradigan W+, W- va Z0 vektor bozonlari deb ataladigan og'ir zarrachalarning mavjudligi nazariy jihatdan bashorat qilingan. Ushbu zarralar 1983 yilda protonlar va yuqori energiyali antiprotonlar bilan to'qnashuv nurlari tajribalarida topilgan. Vektor bozonlarining kashf etilishi elementar zarralar fizikasida juda muhim yutuq bo'ldi. Ushbu kashfiyot elektromagnit va kuchsiz kuchlarni yagona elektrozaif kuchga birlashtirgan nazariyaning muvaffaqiyatini ko'rsatdi. Ushbu yangi nazariya elektromagnit maydonni va kuchsiz o'zaro ta'sir maydonini bir xil maydonning turli komponentlari sifatida ko'rib chiqadi, bunda elektromagnit maydon kvanti bilan birga vektor bozonlari ishtirok etadi.
Ushbu kashfiyotdan keyin zamonaviy fizika o'zaro ta'sirning barcha turlari bir-biri bilan chambarchas bog'liq va mohiyatan ma'lum bir yagona sohaning turli ko'rinishlari ekanligiga ishonch sezilarli darajada oshdi. Biroq, barcha o'zaro ta'sirlarning birlashishi hali ham jozibali ilmiy farazdir.
Nazariy fiziklar nafaqat elektromagnit va kuchsiz, balki kuchli o'zaro ta'sirni ham yagona asosda ko'rib chiqishga harakat qilmoqdalar. Bu nazariya Buyuk birlashish deb ataladi. Olimlar gravitatsiyaviy o'zaro ta'sirning ham o'z tashuvchisi - graviton deb ataladigan faraziy zarrachaga ega bo'lishi kerakligini taklif qilmoqdalar. Biroq, bu zarracha hali kashf etilmagan.
Hozirgi vaqtda o'zaro ta'sirning barcha turlarini birlashtirgan yagona maydon faqat zamonaviy tezlatgichlar bilan erishib bo'lmaydigan o'ta yuqori zarracha energiyalarida mavjud bo'lishi isbotlangan deb hisoblanadi. Zarrachalar bunday katta energiyaga faqat Katta portlash natijasida paydo bo'lgan koinot mavjudligining dastlabki bosqichlarida ega bo'lishlari mumkin edi. Kosmologiya, koinotning evolyutsiyasi haqidagi fan, Katta portlash 18 milliard yil oldin sodir bo'lganligini taxmin qiladi. Koinot evolyutsiyasining standart modelida portlashdan keyingi birinchi davrda harorat 1032 K ga, zarrachalar energiyasi E = kT esa 1019 GeV ga yetishi mumkin deb taxmin qilinadi. Bu davrda materiya kvarklar va neytrinolar shaklida mavjud bo'lib, barcha turdagi o'zaro ta'sirlar yagona kuch maydoniga birlashgan. Asta-sekin, koinot kengayib borishi bilan zarrachalarning energiyasi pasayib ketdi va tortishish o'zaro ta'siri dastlab o'zaro ta'sirlarning birlashgan maydonidan (zarrachalar energiyasi ≤ 1019 GeV da), keyin esa kuchli o'zaro ta'sir elektr kuchsizdan (tartibning energiyalarida) ajralib chiqdi. 1014 GeV). 103 GeV tartibli energiyalarda barcha to'rt turdagi fundamental o'zaro ta'sirlar ajralib chiqdi. Bu jarayonlar bilan bir vaqtda moddalarning yanada murakkab shakllari - nuklonlar, engil yadrolar, ionlar, atomlar va boshqalar paydo bo'ladi. turli bosqichlar uning Katta portlashdan hozirgi kungacha elementar zarralar fizikasi, shuningdek, yadro va atom fizikasi qonunlariga asoslangan rivojlanishi.
Hozirgi kunda 11 ta nuklidda mazkur jarayon yuqori ishonchlikda kuzatilgan boiib, ularning yarim parchalanish davri 7 1 018 yildan ortiq. ,2HTe izotopining yarim parchalanish davri (3,5 yo 2,0)' 1024 yilni tashkil qilib, bu bugungi kunda hamma radioaktiv izotoplar ichida mutloq rekord hisoblanadi. Shuni ham ta’kidlab o‘tish kerakki, tasdiqlangan kuzatishlar fa1.9-§. Qo‘shaloq beta-parchalanishlar 47 qat 2b-parchalanish%& taalluqlidir. Qo‘shaloq qamrashlar faqat bariy-i30 izotopida kuzatilgan va uning yarim parchalanish davri (2,2 yo 0,5)-1024 yilni tashkil qiladi. Ushbu parchalanishlar nafaqat ikkilamchi yadroning asosiy holatida, balki uyg‘ongan holatida ham amalga oshishi mumkin. Bunday hollarda bir yoki bir necha gammakvant yoki konversion elektronlar nurlanishi sodir bo‘ladi. Hozirgi kunda nazariya bo‘yicha ikkita qo'shaloq beta-parchalanishlar mavjud boiib, birinchisi yuqorida keltirildi, ya’ni: (A ,Z )-+ (A ,Z + 2) + 2e~+ 2ve (1.72) Ikinchisi esa ekzotik bo'lib, bunda neytrino hosil bo‘lmaydi va neytrinosiz parchalanish deyiladi: (A ,Z )—>(A,Z + 2) + 2e (1.73) Hozirgi davrda faqat ikki neytrinoli qo‘shaloq beta-parchalanish mavjudligi aniqlangan. Neytrinosiz parchalanish esa aniqlanmagan. Qo‘shaloq beta-parchalanish yuz berayotgan radionuklidlar juda katta yarim parchalanish davriga ega bo‘ladi deb aytilgan edi va bu tajribalarda tasdiqlandi. Qo‘shaloq beta-parchalanishlarni o‘rganish orqali neytrino tinchlikdagi massaga egami yoki yo'qmi degan savolga ham javob berish mumkin. Bu faktor koinotning kelajakdagi kosmologik tadqiqotlarida ham muhim ahamiyatga egadir.
XULOSA
Hammamizga ma’lumki, keyingi yillarda axborot va kompyuter texnologiyalari xalq xo’jaligining barcha sohalariga chuqur va izchil kirib kelmoqda, bu esa insonlarning mushkulini oson qilmoqda. Axborot va kompyuter texnologiyalarining rivojida albatta, astronomiyaning o’rni benihoya kattadir, chunki internet va aloqa tarmoqlarida, ularni uzoq masofalarga uzatishda “Sun’iy yo’ldashlar”ning alohida o’rni bor. Demak, “Sun’iy yo’ldashlar”siz bu sohani tasavvur qilish qiyin.
Ilmiy fanlardan har biri o’zining rivojlanish jarayonida inson amaliy faoliyatiga borgan sari katta ta’sir ko’rsatmoqda. Mexanika, optika, elektromagnetizm qonunlarini tushunmay turib, sivilizatsiya taraqqiyotini ko’z oldimizga keltirishimiz mumkin emas. Matematik bazasiz texnika sohasida tajriba almashish, ozgina bo’lsa–da, murakkab buYumni loyihalab bo’lmas edi. Shunday bo’lsada, biz yashab va harakat qilib turgan davr fizika fanining va fizik bilimlarning ilmiy-texnika taraqqiyoti uchun, yer Yuzida yashovchilarning ravnaq topishi uchun alohida ahamiyatga ega ekanligini ko’rsatadi. Fizik va kimyoviy jarayonlar yerda ham, odamning o’zida ham, uni o’rab turgan atmosferada ham sodir bo’ladi. Agar biz Yuzida sodir bo’layotgan bu jarayonlarni bilmasak, resurslarsiz qolamiz, o’zimizni ochlikka mahkum etamiz. Agar organizmimizda nima sodir bo’layotganini bilmasak, sog’ligimizni yo’qotamiz. Agar atmosferadagi o’zgarishlarni tushunmasak, uning muvozanatini buzib qo’yamiz va sayyoradagi hayotning o’zini xavf ostida qoldiramiz. Inson faoliyatining barcha sferalarini amalda tadbiq etish ilmiy-texnika rivojlanishining asosiy qonunidir.
Astronomiyani kasb-hunar ta’limining asosini tashkil qiluvchi fanlar qatoriga kiritish qonuniy bir holdir. Hozirgi fizikaviy jarayonlardan xalq xo’jaligida borgan sari keng ko’lamda foydalanilmoqda hamda o’rta
umumta’lim maktablari, akademik litsey va kasb-hunar kollejlarini bitirib chiquvchilarning har bir yangi avlodi mamlakatimizdagi xo’jalik va madaniy qurilish jarayonida Yuzaga kelayotgan turli-tuman yangi muammolarga duch kelmoqda. Bu muammolarni yechish uchun fizikaning asosini tashkil qiluvchi astronomik hodisalarning sodir bo’lish sabablarini bilish zarur.