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

Zarralar va antizarralar

Antizarralar. Birinchi antizarralar – elektronning antizarrasi – positron kashf qilingandan so’ng, boshqa zarralarning ham antizarrasi yo’qmikan, degan savolli tug’diradi. Antizarralar 1955-yilda mis nishonni protonlar bilan bombardimon qilish natijasida hosil qilinadi. 1956-yilda esa antineytron kashf qilindi. Hozirgi paytda har bir zarraning o’z antizarrasi, ya’ni massasi va spini teng, zaryadi esa qarama-qarshi bo’lgan zarra mavjudligi aniqlangan.Elektron va protonlarning antizarralari zaryadining ishorasi bilan farq qilsa, neytron va antineytron xususiy magnit momentlarining ishorasi bilan farq qiladi. Zaryadsiz zarralar foton, π0- mezonlarning o’zlari va antizarralarining fizik xossalari bir xil.Antizarralar to’g’risida ma’lumotga ega bo’lgandan keyin o’quvchida zarra va antizarra uchrashib qolsa nima bo’ladi, degan savol tug’ilishi tabiiy. Ushbu savolga javobni keyingi satrlarda topasiz.

Modda va maydonning bir-biriga aylanishi. Elektronning o’z antizarrasi – positron bilan uchrashuvi ularning elektromagnit nurlanish kvantiga aylanishiga va energiya ajralishiga olib keladi. Bu hodisa annigilyatsiya deyiladi:
e- + e+ → 2γ.
Nafaqat electron va pozitron, balki barcha zarralar ham o’z antizarralari bilan uchrashganda annigilyatsiyaga kirishadi. Boshqacha aytganda, ular elektromagnit maydon kvantlariga (fotonlarga) aylanadi.Ushbu holda annigilyatsiya so’zi uncha qulay tanlanmagan. Chunki u lotincha “yo’qolish”degan ma’noni anglatadi. Aslida esa zarra va antizarra uchrashganda hech qanday yo’qolish ro’y bermaydi. Barcha saqlanish qonunlari to’la bajariladi. Materiya modda ko’rinishidan elektromagnit maydon kvantlari ko’rinishiga o’tadi xolos.Agar modaning elekrtomagnit maydon kvantlariga aylanish jarayoni ro’y bersa, unda teskarisi, maydon kvantlarining moddaga aylanish jarayoni ham ro’y bermaydimi, degan savol tug’iladi. Albatta ro’y beradi. Umuman olganda, biz bu jarayon bilan tanishmiz. Energiyasi electron va prozitronning tinchlikdagi energiyalari yig’indisidan katta bo’lgan γ- kvant Eγ> 2m0c2 = 1,02 MeV yadroning yonidan o’tadigan electron-pozitron juftligiga aylanishi mumkin:
γ → e- + e+
Elektron-pozitron juftligining paydo bo’lishi va ularning annigilyatsiyasi materiyaning ikki shakli (maydon va modda) o’zaro bir-biriga aylanishlarini ko’rsatadi.
Antizarralar— massasi, spini, izotopik spini, juft-toqligi o’zining «egizak» zarrasining mos parametrlariga o’zaro teng bo’lib, bir-biridan faqat elektr va nuklon zaryadlari, ajibligi, magnit momentlarining ishoralari bilan farq qiladigan elementar zarralar.Zarra va Antizarralarga misollar: elektron va pozitron, proton va antiproton, neytron va antineytron, neytrino va antineytrino. Bundan ko’rinadiki, Antizarralar zaryadli zarralarda ham, elektr jihatdan neytral (zaryadsiz) zarralarda hammavjud..Antiproton (r) proton (r) ga nisbatan Antizarralar: massasi, spini, zaryadi va magnit momentining mutlaq qiymatlari protonning tegishli fizik parametrlariga teng. Faqat zaryadi va magnit momentining ishorasi bilan protondan farq qiladi. Antineytron (ya) esa neytral (elektr zaryadi nolga teng) boʻlgan neytrondan faqat magnit momentining ishorasi bilan farq qiladi.
Zarra va Antizarralar juftining alohida xossasi — ularning bir-biri bilan uchrashganda annigilyatsiyalanib, materiyaning boshqa shakliga aylanishi. Mas, elektron va pozitron annigilyatsiyasi natijasida ular yo’qolib, foton (yorug’lik kvanti) hosil bo’ladi. Antiproton va antineytronlar nuklonlar bilan annigilyatsiyalanadi, bunda ya-mezonlar hosil bo’ladi.
Antimodda. Agar zarralarning antizarralari mavjud bo’lsa, unda antiyadro, aniqrog’I antizarralardan tashkil topgan antimodda yo’qmikan? Antiyadrolarning mavjudligi qayd qilingan. Birinchi antiyadro – antideytron (p va n larning bog’langan holati) 1965- yilda amerikalik fiziklar tomonidan topilgan. Keyinchalik esa serpuxovadagi tezlatgichda antigeliy (1970) va antitritiy (1973) yadrolari hosil qilinadi.Zarralar bilan to’qnashganda annigilyatsiyaga uchrashi antizarralarning uzoq vaqt zarralar orasida bo’lishiga imkon bermaydi. Shuni alohida takidlash kerakki, annigilyatsiya jarayonida juda katta miqdorda energiya ajralib chiqadi. Solishtirish uchun aytish mumkinki, ajralib chiqadigan energiyadan millionlab marta kattadir. Shunday qilib, annigilyatsiyada o’zaro ta’sirlashadigan zarralarning barcha energiyasi boshqa turga aylanadi, ya’ni annigilyatsiya mavjud energiya manbalari orasida eng katta energiya ajraladigan jarayondir. Agar olamning bizga yaqin biror joyida antimodda mavjud bo’lganda edi, kuchli miqdorda energiya ajralishi kerak edi. Lekin astofiziklar hanuzgacha bunday holni etmaganlar. Shuning uchun ham antimoddani o’rganish hozircha, faqat modda tuzilishini o’rganish yo’nalishidagi fundamental izlanishlardan iborat bo’lib qolmoqda.