Sh. X. Xushmurodov atom yadrosi va zarralar fizikasi

a		= ___ r 2	2 8 ,		2 E	218
j«fi	----In------4r--------					(6.4.29)
		137 e	9		m.,c~				27
Elektronlarning ekranlovchi ta’siri hisobga olinganda va
		E y »			137mec2Z-1/3
energiya sohasi uchun

6.9-rasm da elektron-pozitron ju fti kesim ining energiyaga bog‘ liq ravishda o‘zgarish egri chizigi umumiy holda ko‘rsatilgan.

2mec
6.9-rasm.


E

K ichik energiya va katta Z larda elektron-pozitron juftining yadro maydonida hosil bo‘ lish kesim i, uning elektron maydonida hosil bo‘lish kesimidan taxminan m ing marotaba katta bo‘ladi. Lekin og‘ ir elementlarda E y> 10 M eV energiyali gamma-kvantlar uchun elektron maydonida juflt hosil bo‘lish kesim i yadro maydonida elektron-pozitron juftining hosil bo‘lish kesim ining 1% ni, yengil elementlarda 10% yaqin tashkil etishi

mumkin.
E lektron -pozitron ju ftin in g hosil bo‘ lish jarayo n i zaryad lan gan
zarralarn in g torm ozlanish yoki radiatsion nurlanish jarayo n i bilan
birgalikda kosmik nurlar tarkibida elektron foton jalasining hosil boMishiga sabab bo‘ ladi. Elektron tormozlanishi tufayli vujudga kelgan gamma-kvant energiyasi E Y> 2m ec2 bo‘ lsa, elektron-pozitron juftini hosil qilish bu elektron-pozitron tormozlanishi va yana gamma-kvant hosil qildai va h.k. Shunday qilib, kritik energiyagacha elektron-pozitron, foton yog‘dusini hosil qilaverishi mumkin.
U m u m iy x u lo s a la r . Yuqorida gam m a-kvantlarning m uhit bilan ta’sirlashuvida fotoeffekt, kompton effekti va elektron-pozitron juftini hosil bo‘ lishi natijasida muhitda yutilishini ko‘rib chiqdik. Gamma nurlam ing muhitda to‘la yutilish koeffitsienti yuqoridagi uch jarayon hisobiga yutilish koeffitsientlari y ig ‘ indisidan iborat:

// = / 'f+ ^ k. mp+ ^ j.	(6-4.31)
Yutilish koeffitsienti bilan kesim bog‘liq boMgani uchun:
// = N <7 ,+N	(6.4.32)

Bu yerda N - sochuvchi m arkazlar konsentratsiyasi.

Fotoeffekt va elektron-pozitron juftining hosil boMishi uchun sochuvchi markazlar - atomlardan, Kompton effekti uchun esa elektronlardan iborat.

	6.10-rasm .
Shunday qilib, yuqoridagi uch jarayonning to‘ la kesim i:
a = a	r+ a ump+ <7j		en ergiyalard a a f ~	(6-4 -33)
bu yerd a	a f ~ Z5/Em - kichik			- katta
energiyalarda, f r komp~Z/Ey va c		r	Z2ln2E y .
K ichik en ergiyalar (E y < E,)		sohasida fotoeffekt, oraliq		energiya

E\ —Ey < E 2 sohasida Kompton effekti, yuqori en ergiya E y > E2
sohasida elektron-pozitron juftining hosil bo‘ lishi asosiy rol o‘ynaydi. E, va E2 energiya chegaralari turli muhitlar uchun har hil qiym atga ega boMadi. M asalan, alyum iniy uchun E, = 0,05 va E2 = 15 MeV, qo‘rg‘oshin uchun esa E, = 0,5 va E2 = 5 MeV va h.k.
6.10-rasmda qo‘rg‘oshin uchun fotoeffekt, Kompton effekti va elektron-pozitron juftining hosil bo‘ lish kesim ining gam m a-kvant energiyasiga bog‘liq ravishda o‘zgarish egri chiziqlari ko‘rsatilgan.

1. 
   Zaryadli zarralam ing moddalar bilan ta’sirlashuv turlarini ayting.
   

2. 
   Ionizatsiya energiya yo ‘qotish qanday kuch ta’sirida am alga ortadi ?
   

3. 
   Solishtirm a ionizatsiya energiya yo ‘qotishning tushuvchi zarra zaryadi, m assasi, tezligi va muhit xususiyatlariga bogMiqmi?
   

0. 
   Bor formulasi va bogMiqlik tomonlarini aytib bering.
   

5. Io n iz atsiy a e n e rg iy a y o ‘ q o tish n in g e n e rg iy a g a b o gM iqligi (relyativistik tuzatmalar) qanday ifodalanadi?

0. 
   Radiatsion energiya yo ‘qotishning zarra va muhit kattaliklariga (zaryad, massa, tezlik, zichlik) bogMiqligini tushuntiring.
   
1. 
   Radiatsion uzunlik, kritik energiya nima?
   

0. 
   Vavilov-Cherenkov nurlanishi xususiyatlari boshqa nurlanishlardan qanday farq qiladi?
   

0. 
   . V avilov -C herenkov nurlanish sharti va bogM iqlik tom onlari, qoMlanilishini tushuntirib bering.
   

10. G am ma-kvantlaming muhit bilan ta’sirlashuv qanday turlardan

iborat?
11. Q aysi ta ’sirla sh u v g a k o ‘ ra, gam m a -k van tlar m uh it b ilan
ta’sirlashadi?
12. G am m a -kvan tlarn in g m uhitda y u tilish fo rm u lasi, y u tilish
koeffitsientlari, o‘ lchov birliklari, fizik ma’nosini aytib bering.

0. 
   Fotoeffekt hodisasi, fotoeffekt hodisasining bogMiqlik tomonlari (foton energiyasiga, muhit zaryadiga, elektronning bogManish eneriyasiga va h.k.)ni tushuntirib bering.
   
1. 
   Oje elektron qanday vujudga keladi?
   

0. 
   Kompton effekti va uning bogMiqlik tomonlari nimalardan iborat?
   

0. 
   N im a uchun Kompton sochilishini fotonning toMqin nazariyasi asosida tushuntirib boMmaydi?
   

0. 
   Kompton effekt kesim i, teskari Kompton effekti va uning muhim tomonlari nimalardan iborat?
   

0. 
   Elektron-pozitron ju fti hosil boMish shartlari va usullarini aytib bering.
   

0. 
   Gam m a-kvantlam ing to‘ la yutilish koeffitsienti va uning bogMiqlik tom onlarini tushuntiring.
   

VII BOB. ELEMENTAR ZARRALAR
Elementar zarralar fizikasi fizika fanlari ichida, jumladan, yadro fizika kursining tarixan eng so‘nggi yillarida tarkib topgan bo‘limlaridan hisoblanadi. Hozirgi vaqtda fizikaning, yadro fizikasining boshqa bo‘limlardan fundamental qonuniyatlar o‘rganilgan bo‘lsa, elementar zarralar fizikasida bu muammolar to‘Ia hal etilmagan.
Elementar zarralar tushunchasi o‘zi murakkabdir. Dastlab bu tushuncha tarkibiga boshqa zarralar kirmagan, ichki strukturaga ega bo‘ Imagan sodda tuzilgan zarralar uchun qoMlanilgan. Lekin, fanning rivojlanishi bilan elementar deb hisoblangan zarralar murakkab tuzilishga ega ekanligi ma’lum bo‘lib, ko‘p zarralar elementar emasligi aniqlandi. Shunday qilib, elementarlik tushunchasi fan taraqqiyoti bilan o‘zgarib kelmoqda. Yaqin vaqtlargacha (proton, neytron, p~-mezonlarni) Koinotni tashkil etgan m ateriyaning bo‘linmas boshlang‘ich elenm entlari, y a ’ni dunyo tuzilishining eng kichik «g'ishtchalari» deb hisoblanib kelgan edi. Ammo mikrodunyo tuzilishining elementar zarralari ustidan hozirgi zamon tadqiqotlari ularning ma’lum sharoitlarda bir-biriga aylanishini aniqladi.
Masalan, proton yadro tarkibidaneytrongap —» n + p + + v va, aksincha, neytron protonga n —> p + (3~ + i7 aylanishi mumkin. Lekin, bundan proton-neytron, pozitron va neytrinodan, neytron esa proton, elektron, antineytrinodan tashkil topgan degan m a’no kelib chiqmaydi.
Hozirgi vaqtda yuzlab zarralar aniqlandi, bu zarralar tarixan nomlanishi bo‘yicha elem entar zarralar deb ataladi. Bu zarralardan qaysilari haqiqiy elementar zarralar ekanligini aniqlash qiyin. Lekin haqiqiy elementar zarralar yoki fundamental zarralar mavjud deb qaraladi, uni aniqlash muammosi kun tartibidan olingan emas.
Hozirgi vaqtda elektron, m yuon, taon, ularning antizarralari va neytrinolari, kvarklar, fotonlar, oraliq W% Z° bozonlar haqiqiy elementar zarralar deb hisoblanadi.
Elementar zarralar kashf etilishining tarixiy davrlariga nazar tashlasak, 1930 — 1935-yillarda atom nazariyasi asosan tugallangan edi. Oddiy holatdagi moddaning deyarli hamma xossalari musbat zaryadli yadro atrofida harakat qiluvchi manfiy zaryadli elektronlar deb qarab, matematik

yo‘l bilan keltirib chiqarilishi mumkin edi. Bu davrga kelib, elementar zarralardan elektronni 1895-yilda ingliz fizigi J.J.Tomson katod nurlarini o‘rganishda kashf etdi.

1919-yilda Rezerford hammayadrolartarkibiga kiruvchi protonni, 1932-yilda J. Chadvik massasi proton massasiga yaqin neytral zarra - neytronni kashf etdi. Elektromagnit maydon kvanti foton tushunchasini birinchi marotoba fizika faniga M. Plank va A. Eynshteyn ishlari asosida kiritdi. A. Kompton ishlari asosida esa foton elementar zarralar qatoriga kiritildi. Foton elektromagnit maydon kvant bo‘libgina qolmay, elektromagnit ta’simi tashuvchi vositachi «zarradir». Fotonni zarraga o‘xshatish mumkin.
Chunki ular xuddi zarralardek o ‘z impulsiga P r = E y l с ega. U
zarralardek boshqa zarralar bilan to‘qnashadi. Lekin tinch holatdagi