Zarralar fizikasi

3.
Kuchsiz
Oraliq bozonlar
1
Л ю - *
4.
Gravitatsion
Gravitonlar
CO
-
M a’lumki, kuchli o ‘zaro ta’sir nuklonlar orasida intensiv ta’sirlashuviga 
ko ‘ra, yadroning m avjudligini ta ’m inlaydi. Bu kuchli o ‘zaro ta ’sir 
nuklonlar orasida vujudga kelib qolmasdan pionlar, kaonlar, giperonlar 
kabi ko‘plab zarralar o ‘rtasida ham ro4y beradi. Bundan tashqari kuchli 
ta’sirlashuvli yuqori energiyali zarralar to ‘qnashuvlarida intensiv yangi 
zarralarning tug'ili&hi kuzatiladi. Zarralar o'rtasida kuchli o‘zaro ta’siming 
muhim xususiyatlaridan biri — bu ta’sir doirasining juda kichikligidir. 
Ularning roli 1 fermidan katta masofalarda yo‘qola boshlaydi (Shuning 
uchun yadrolar xarakterli masofalari 105 fermi bo‘lgan atom hodisalariga 
um um an ta ’sir qilm aydi). U larn ing boshqa z a if tom oni universal 
emasligidadir. яг-mezondan yengil zarralar (foton, elektron, pozitron, 
myuon, neytrino va boshq.) o czaro kuchli ta ’sirda bo 4lmaydi, kuchli 
ta’sirlashuv tufayli boMadigan to ‘qnashuvlarda bu zarralar tug‘ilmaydi. 
Uchinchi xususiyati shundan iboratki, ko'pgina saqlanish qonunlari boshqa 
kuchlar ta ’sirida bajarilmaydi, faqat kuchli kuchlar ta’sirida o'tadigan 
jarayonlarda eng kocp saqlanish qonunlari bajariladi. Har bir saqlanish 
qonuni m a’lum simmetriyaning miqdoriy ifodasidir. Demak, kuchli o‘zaro 
ta’sir eng ko‘p simmetriyaga ega. B ir-biri bilan kuchli o ‘zaro ta ’sirda 
bo‘luvchi zarralar a d ro n la r (yunoncha 
hadros
so‘zidan olingan boMib,— 
katta, kuchli
demakdir) deb ataladi.
240

---

O cz navbatida adronlar ham ikki guruhga boMinadi: barionlar - yarim 
butun spinli zarralar va mezonlar - butun spinli zarralar. Barionlar qatoriga 
nuklonlar va antinuklonlar hamda ancha ogMr zarralar - giperonlar va 
rezonanslar kiradi. Yarim butun spinli zarralar Fermi-Dirak statistikasiga 
bo cysunadi va shuning uchun fermionlarga taalluqli boMadi. Mezonlarga 
pionlar, ЛГ-mezonlar va boshqa ancha ogMr zarralar (pionlar va kaonlar 
sistem asidagi rezonans «m aftunkor» zarralar va h.k.) taalluqlidir. Bu 
zarralam ing butun sonli spini ularning Boze-Eynshteyn statistikasiga 
mansubligini belgilaydi, ya’ni ular bozonlardir.
T a ’sirlash u v n in g in te n siv lig i b o ‘y ic h a n a v b atd a e le k tro m ag n it 
t a ’sirlashuvi turadi. Z arralam in g elektrom agnit o ‘zaro t a ’sir kuchi 
k u c h li o ‘z aro t a ’sirg a q a ra g a n d a a n c h a z a if, b o sh q a k u c h la rg a
nisb atan esa оЧ а kuchlidir. E lek tro m ag n it kuch larin in g ta ’sir doirasi 
10-14m dan tortib kosm ik m asofagacha davom etadi. K o ‘pchilik fizik 
h o d is a la r: atom va m o le k u la la r tu z ilis h i, k ris ta lla r, k im iy o v iy
r e a k s iy a l a r , j i s m l a r n i n g t e r m i k v a m e x a n ik x u s u s i y a t l a r i , 
radiotoM qinlar, Q uyosh va y u ld u zlarn in g nurlanishi kabi h odisalar 
elektrom agnit k uchlarining ta ’sir d o irasig a kiradi.
Elektromagnit o czaro ta’sir turli zarralarda har xil shiddat bilan namoyon 
boMadi. Elektr zaryadiga ega bo' Igan zarralarda katta elektromagnit o'zaro 
ta ’sirlar vujudga keladi. M assa va spini nolga teng boMmagan zaryadsiz 
zarralar o ‘zaro kuchsiz elektromagnit oczaro ta ’sirda boMadi. Eng kuchsiz 
elektromagnit o ‘zaro ta ’sirda neytral, spinsiz zarralar, masalan, neytral 
тс
°-mezon boMadi. Zarralardan neytrino elektromagnit ta’sirni sezmaydi. 
Elektromagnit kuchlarining ta ’sir doirasida shunday saqlanish qonunlari 
borki, bu qonunlar kuchsiz o ‘zaro ta ’sir doirasida buziladi. Elektromagnit 
o 6zaro ta ’sirning muhim xususiyati Kulon qonuniga asosan itarilish va 
tortilish kuchlarining mavjudligidadir. Shuning uchun yigMndi zaryadi nol 
boMgan har qanday sistema qisqa ta ’sir radiusiga ega boMadi. Masalan, 
atom lar yoki istalgan ikki j ism orasidagi o czaro ta ’sir kulon kuchlari ta ’sir 
radiusi cheksiz boMishiga qaramasdan oczaro ta ’sirlashmaydi.
M ikrodunyoda u yoki bu hodisaning o ‘tish vaqti zarralar «hayotida» 
asosiy ko^satkichlardan biri hisoblanadi. Zarralarda boMadigan xarakterli 
jarayonlar kuchli o ‘zaro ta ’sir ostid a 10~22-10-23 s ichida yuz bersa, 
elektromagnit o ‘zaro ta ’sir ostida 10~16-10~17 s ichida yuz beradi. Bundan
241

---

ham sekinroq (~10-10 s dan o‘nlab minutgacha) jarayonlar zarralaming 
kuchsiz o4zaro ta’siri ostida o4tadi. Kuchsiz o4zaro ta’sir kuchli o4zaro 
ta’sirga nisbatan 1014 marta zaifroqdir. Lekin juda kichik masofalarda 
kuchsiz o4zaro ta’sir elektromagnit o'zaro ta’sirdek kuch bilan namoyon 
boMishi kerak. Kuchsiz o4zaro ta’siming sekin va kuchsiz o‘tishining sababi 
uning ta’sir doirasining kichikligidir. Ta’sir doirasining kichikligi oraliq 
vektorbozonlar —W ushbuo4zaro ta’sir vositachilarining massalari noldan 
farqli va bir necha o4n proton massalariga teng. Qisqacha aytganda, 
zarralaming «fotonli» o4zaro ta’siri istalgancha masofalargacha yetsa, 
kuchsiz o4zaro ta’simi tashuvchi vositachi zarralaming «makoni» juda 
kichik. Xuddi mana shu sohada kuchsiz o4zaro ta’sir elektromagnit o4zaro 
ta’sir bilan barobar boMadi, lekin zarralar o'rtasida o4ta kichik (10_I8m) 
masofalar juda kam hosil boMadi. Zarralar bir-birining yonidan kuchsiz
Ш
Я
f c
o‘zaro ta ’sir sohasi radiusi л
л dan katta masofalarda o4tish
mwc
ehtimoli kattaroq. Faqat yuqori energiyalardagina ulaming bir-biriga yaqin 
kelish ehtimolligi ortadi va kuchsiz oczaro ta’sir intensivligi kuchayadi. 
Shunday qilib, kuchsiz o6zaro ta’siming ta’sir radiusi kichikligi uning 
haqiqiy kuchini niqoblaydi.
Kuchsiz o‘zaro ta’sirni yaqqol kocz oldimizga keltirish uchun kuchli, 
elektromagnit va kuchsiz o‘zaro ta’sirlami birma-bir tabiatda yo4q, deb 
faraz qilaylik. Agar kuchli o4zaro ta’sir boMmaganda edi, 
n
-mezonlardan 
yengilroq zarralarda va ular bilan bogMiq boMgan fizik hodisalarda aytarli 
o4zgarishlar boMmasdi. Lekin og4ir zarralar butunlay bo4lmas yoki mutlaqo 
boshqa zarralardan iborat boMar edi. Shuning uchun dunyo yaxlit holda 
butunlay boshqacha boMardi. Elektromagnit o4zaro ta’sir bo4lmaganida 
esa tabiatda 
я
-mezonlardan og4ir zarralargina qolar edi. Massasi deyarli 
bir xil, lekin faqat zaryadlari bilan farq qiladigan zarralami bir—biridan 
endi ajratib boMmas edi (masalan, protonni neytrondan, uchala 
n
-mezonni 
bir-biridan va h.k.). Atom va undan ham katta masshtablarda (10-10m) 
dunyo o4zgarib ketardi. Atom ham, molekula ham, yorugMik ham, jism
ham boMmasdi. Biroq kuchsiz o4zaro ta’sir boMmasa, zarralardan faqat 
neytrino bo4lmaydi, xolos. Qolganlari aytarli o4zgarmaydi. Yadrolar, 
atomlar, molekulalar, kristallar avvalgidek mavjud boMadi. Barqaror
242

---

zarralarning soni, binobarin, atom la^
materiyaning tuzilish shakllari ancha 1Л 
i 
л
• 
j 
^ .-i 
. . .
ft* • . 
i 
1 1 1 1
.ДУ atom lar d araiasidan tortib 
ta sirnmgyo qligiatom lar,m olekulalarjiA 6 , t1 ,. 
. . 
, 
x I- T 
• 
1
i - i i i 
i
• A| 
т о
р bo ladi. Kuchsiz o ‘zaro 
aytarh о zgarishga olib kelmas edi. Aks 
,J
... 
л
. 
, 
.. 
i 
j. 
i • 
c 
^ > • • 
. 
sm lartuzilishinuqtainazandan 
bo lardi. Kuchsiz о zaro ta sirnmgmavjudU. t 
, 
• j
i-x 
. , . 
* i * i r* 
i • *i 
j.lxincha, dunyo juda turli-tuman
ba zi tuzilish formalanm barqaror qiladi. i 
.. 
,
, . , , 
1
-
1 1
* ligiba zi bir zarra vaiismlarning
ta sir ко proq zarralarning parchalam s v X, 
, 
6
r ^ 
Л Shunday qilib, kuchsiz о zaro
Masalan, / / -mezonlar zaryadli ;r-m e z o n % ;