Bob olamning zamonaviy fizik manzarasi 0. Elеmеntar zarralar
Fundamental o‘zaro ta’sir turlari
Yüklə 270,07 Kb. Pdf görüntüsü
|
|
30.3 Fundamental o‘zaro ta’sir turlari
Elementar zarralar qatnashadigan jarayonlar davomiyligi va zarralarning energiyasiga qarab bir-biridan keskin farq qiladi. Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan tabiatda 4 ta fundamental, kuchli, elektromagnit, kuchsiz va gravitatsion o‘zaro ta’sirlar mavjud. Kuchli o‘zaro ta’sirning harakterli vaqti ~10 -23 s ni tashkil qilib, ta’sir doirasi ~10 -15
m ga teng deb hisoblanadi. Kuchli o‘zaro ta’sir vositasida nuklonlar birlashgan holda bir butun yadroni tashkil etadilar. Elektromagnit o‘zaro ta’sir asosan elektr zaryadiga ega bo‘lgan zarralar va fotonlar orasida yuz beradi. Elektromagnit o‘zaro ta’sir atomlar va molekulalarning turg‘unligini ta’minlaydi. Tabiatda uchraydigan ishqalanish va elastiklik kuchlarini paydo bo‘lishi sabab bo’ladi. Bu o‘zaro ta’sir qattiq, suyuq va gazsimon holatda bo‘lgan moddalarning juda ko‘p xossalarini belgilab beradi va mikro hamda makroolamda yuz beradigan juda ko‘p jarayonlarga sababchi deb hisoblanadi. Kuchsiz o‘zaro ta’sir mikroolamda sekin yuz beradigan jarayonlarga sabab bo‘ladi. Kuchsiz o‘zaro ta’sirga fotonlardan tashqari barcha zarralar qatnashishlari mumkin. Kuchsiz o‘zaro ta’sir neytrino yoki antineytrinolar qatnashadigan barcha jarayonlarning kechishni ta’minlaydi. Masalan neytronning protonga yemirilishi n→p + +e - +ṽ e kuchsiz o‘zaro ta’sir natijasida yuz beradi. Neytrinolar ishtirokisiz sekin (t≥10
Gravitatsion o‘zaro ta’sirga massaga ega bo‘lgan hamma elementar zarralar qatnashishlari mumkin. Ammo elementar zarralarning massasi juda kichik bo‘lganligi sababli ular orasidagi gravitatsion o‘zaro ta’sir kuchini hisobga olmasa ham bo‘ladi. Shu sababli mikroolamdagi jarayonlarga gravitatsion o‘zaro ta’sirning ahamiyati etiborga olinmaydi. Lekin katta massaga ega bo‘lgan jismlar orasidagi gravitatsion o‘zaro ta’sir kuchi juda katta bo‘ladi. Shuning uchun koinot ob’ektlari (yulduzlar va ularning tizimlari, planetalar, galaktikalar, megagalaktikalar)ning paydo bo‘lishi, harakati kabi jarayonlarda gravitatsion o‘zaro ta’sir asosiy rolni o‘ynaydi. Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan hamma fundamental o‘zaro ta’sirlar o‘zaro almashinuv ta’siri harakteriga ega, ya’ni o‘zaro ta’sirlar zarralar almashinuvi natijasida sodir bo‘ladilar. Masalan, zaryadli zarralar orasidagi elektromagnit o‘zaro ta’sir fotonlar almashinuvi natijasida sodir bo‘ladi deb qaraladi. Shuning uchun fotonga elektromagnit o‘zaro ta’sir kvanti sifatida qaraladi. Shunga o‘xshash yadrodagi nuklonlar orasidagi yadroviy o‘zaro ta’sir (pi)-mezonlar almashinuvi, kvarklar orasidagi kuchli o‘zaro ta’sir glyuonlar almashinuvi tarzida yuz beradi. Kuchsiz o‘zaro ta’sir og‘ir W ± va Z
O bozonlar vositasida, gravitatson o‘zaro ta’sir esa gravitonlar deb ataladigan zarralar almashinuvi vositasida sodir bo‘ladi. W ± va Z O vektor bozonlar 1983 yilda yuqori energiyali proton va antiprotonlarning qarama-qarshi to‘qnashuvi jarayonida amalda kuzatildi va kashf qilindi. Bu bozonlarning kashf qilinishi elektromagnit va kuchsiz o‘zaro ta’sirlarni nazariy birlashtirish imkonini berdi. Birlashgan o‘zaro ta’sirni elektrozaif o‘zaro ta’sir deb atashadi. Kuchli va elektrozaif o‘zaro ta’sir turlarini birlashuvi nazariyasini Buyuk birlashuv nazariyasi deb atashadi. Buyuk birlashuv muammosi ustida ilmiy-nazariy ishlar amalga oshirilmoqda. Hozirgi paytda birlashgan o‘zaro ta’sir turi zarralarning energiyasi juda katta bo‘lgan sharoitda amalga oshishi mumkinligi isbotlangan. Zarralar shunday sharoitga Katta portlashning boshlang‘ich lahzalarida ega bo‘lishlari mumkin. O‘sha lahzada hozirgi zamon tasavvurlariga asosan Olamning temperaturasi 10 32 K,
zarralarning energiyasi esa 10 19 GeV tartibida bo‘lgan deb hisoblanadi. Shu lahzada olam moddasi kvark va neytrinolardan iborat bo‘lib ular birlashgan o‘zaro ta’sir maydonida harakatlanganlar. Vaqt o‘tishi bilan Olamning kengayib sovib boorishi tufayli energiya miqdori kamayadi va natijada umumiy birlashgan maydondan avval gravitatsion maydon ajralib mustaqil maydon shaklini oladi.
Energiya 10 14 GeV gacha kamayganda kuchli o‘zaro ta’sir maydoni elektrozaif maydondan ajraladi. Energiya qiymati 10 3 GeV gacha kamayganda hamma 4 xil o‘zaro ta’sir maydonlari ajralib, mustaqil maydon shaklini oladi. |