Mavzu: Elementar zarralarning manbalari. Kosmik nurlar, zamonaviy tezlatgichlar, zarralar va antizarralar

Elementar zarralarning manbalari.

Elementar zarralar. O’z ma’nosiga ko’ra, “elementar” so’zi “eng soda” ma’nosini anglatadi. Garchi bugungi kungacha ma’lum zarralarni elementar deb atash uncha to’g’ri bo’lmasa-da, dastlabki paytlarda kiritilgan bu iboradan hamon foydalaniladi. Umuman olganda, zarralar endigina kashf qilina boshlaganda materiyaning eng kichik bo’lakchasi sifatida qabul qilingan va chindan ham elementar deb hisoblangan. Lekin ularning ba’zilarining (jumladan, nuklonlarning) murakkab tuzilishiga ega ekanligi keyinroq ma’lum bo’lib qolgan. Hozirgi paytda 200 dan ortiq elementar zarralar mavjud. Ularning ko’pchiligi nostabil bo’lib, asta-sekin yengil zarralarga aylanadi. Electron. Birinchi kashf qilingan elementar zarra electron hisoblanadi. Katod nurlarining xossalarini o’rganayotgan J.Tomson, bu manfiy zaryadlangan zarra elektronlar oqimidan iborat ekanligini aniqladi. Bu voqea 1897-yil 29-aprelda ro’y bergan edi va shu sana birinchi elementar zarra kashf qilingan kun hisoblanadi. Foton. 1900-yilda M.Plank yorug’lik foton deb ataluvchi zarralar oqimidan iboratekanligini ko’rsatdi.Foton elektr zaryadiga ega emas, tinchlikdagi massasi nolga teng, ya’ni foton yorug’lik tezligiga teng tezlik bilan harakat holatigina mavjud bo’lishi mumkin Proton. 1919-yilda E.Rezerford tajribalarida, azotning α-zarralar bilan bombardimon qilinishi natijasida, vodorod atomining yadrosi proton kashf qilingan. U zaryadining miqdori elektronning zaryadiga teng bo’lgan, musbat zaryadlangan zarradir. Massasi elekrtonning massasidan 1836 marta katta. Priztron. 1928-yilda P.Dirak mvjudligini bashorat qilgan va K.Anderson tomonidan kosmik nurlar tarkibida kashf qilingan. Uning tinchlikdagi massasi elektronning tinchlikdagi massasi bilan teng bo’lsa-da, zaryadi protonning zaryadiga teng. Prozitron elektronga qarama-qarshi, ya’ni antizarra. Neytron. 1932-yilda D.J.Chedvik tomonidan kashf qilingan. Uning massasi protonning massasiga yaqin, elektr zaryadi esa nolga teng. Neytrino. 1931-1935-yilda β- nurlanish qonunlarini tushuntirib bergan V.Pauli tinchlikdagi massasi nolga teng bo’lgan yana bitta zarra – neytrino mavjudligini bashorat qildi. Bu zarra tajribada 1956-yilda K.Kouen tomonidan yadro reaktorida kashf qilingan.

Myuonlar. 1938-yilda K.Anderson va S.Nidermeyer kosmik nurlar tarkibida massasi taxminan 207 mega teng bo’lgan, yashahs davri 2,2·10-6 s ni tashkil qilgan zarralarni kashf qildilar. Bu zarralar μ- mezonlar yoki myuonlar (μ+, μ-)deb nomlanadi. π- mezonlar. 1947-yilda S.Pauell tinchlikdagi massasi 273mega teng bo’lgan zarralarni kashf qildi. Bu zarralar π- mezonlar yoki pionlar (π+, π-) deb nomlandi. Ularni erkin holatdsgi yashash davri 2,55 ·10-8s ga teng. 1950-yilda massasi 723me teng bo’lgan elertneytral π0- mezon kashf qilindi. K- mezonlar. 1950-yillardan boshlab kashf qilingan zarralarninng soni keskin ortib bordi. Bular qatoriga K- mezonlar ham kiradi. Ularning zaryadi musbat, manfiy, nol bo’lishi mumkin. Massalari esa 966-974m at6rofida. Giperonlar. Keyingi zarralar guruhi giperonlar deyiladi. Ularning massalari 2180me dan 3278 me gacha oraliqda bo’ladi.
Rezonanslar. keyingi payrlarda yashash davrlari juda kichik bo’lgan rezonanslar deb ataluvchi zarralar kashf qilindi. Ularni bevosita qayd qilishning iloji bo’lmay, vujudga kelganini parchalashida hosil bo’lgan mahsulotlaga qarab aniqlanadi. Umuman olinganda, dastlabki paytlarda bor-yo’g’i bir nechagina va materiyaning eng jajji gishtchalari deb hisoblangan elementar zarralar keyinchalik, shu qadar xilma-xil va shu qadar murakkab bo’lib chiqdi.
Elementar zarralarni turlicha xossa va belgilariga qarab har xil sistematika qilish mumkin. Shulardan biri elementar zarralarning yarim fenomenologik sistematikasidir. Ushbu sistematika quyidagicha amalga oshiriladi:
a) Zarralar xonligi mavjud.
b) Bu xonlik adronlar va adenonlar yarim xonliklaridan tashkil topadi. Ozaro kuchli tahsirlashuvda ishtirok etmaydigan zarralar guruhiga adenonlar deyiladi. Ozaro kuchli tahsirlashuvda ishtirok etadigan zarralar guruhiga adronlar deyiladi.
v) Adronlar turg’un adronlar va rezonanslarga bolinadi. Qisqa vaqt yashovchi adronlarga rezonanslar deyiladi.
g) Turgun adronlar mezonlar va barionlarga bolinadi. Rezonanslar esa mezon va barion rezonanslariga bolinadi. Butun spin kvant soniga ega bolgan turg’un adronlarga mezonlar deyiladi. Kasr spin kvant soniga ega bolgan turg’un adronlarga barionlar deyiladi.
d) Mezonlar pionlarga, kaonlarga, etonlarga va D mezonlarga bolinadi. Barionlar esa nuklon va turli xil giperonlarga bolinadi.
e) Mezon rezonanslari p-,ώ-,K ^{° _,} rezonanslarga, barion rezonanslari ∆-,Σ-,E-,rezonanslarga bolinadi.
j) Adenonlar ikkiga bo’linadi: 1) klassik maydon kvantlar, 2) leptonlar. O’zaro kuchi ta’sirida ishtirok qilmaydigan va butun spin kvant soniga ega bo’lgan zarralarga klassik maydon kvantlari deyiladi. O’zaro kuych ta’sirida ishtirok qilmaydigan va kasr spin kvant soniga ega bo’lgan zarralarga leptonlar deyiladi. Har bitta zarraga mos keluvchi antizarra mavjud.