Elementar zarracha

Elementar zarracha (boshqa nomlari:fundamental zarracha, elementar zarra) parchalanishi mumkin boʻlmagan yoki parchalana olishi isbot etilmagan zarrachadir. Standart modelda kvark, lepton va kalibr bozonlar elementar zarracha, deb koʻriladi.

Oʻtmishda adronlar (masalan, proton va neytron) va hatto atomlar elementar zarracha, deb hisoblangan; biroq keyinchalik ularning kichikroq zarrachalardan tashkil topgani ayon boʻldi. XX asrda elementar zarrachalar nazariyasiga kvant tushunchasi kiritildi; bu tushuncha elektromagnetizmda inqilob yasab, kvant mexanikasi sohasi yaratilishiga sabab boʻldi. Dastlabki maʼnosiga koʻra, Elementar zarracha materiya tuzilishining boshlangʻich boʻlinmas elementlaridir. Elementar zarrachadan birinchi boʻlib manfiy elementar elektr zaryadli elektron (ye~) kashf qilingan (J. Tomson, 1897). 1919-yilda E. Rezerford (atom yadrosidan urib chiqarilayotgan zarralarni oʻrganishda) musbat zaryadli va elektron massasiga qaraganda 1840-marta katta massali proton 0)ni kashf qildi. Ingliz fizigi J. Chedvik zarralarning berilliy bilan oʻzaro taʼsirini oʻrganishda neytral zarra — neytron (p) ni kashf qildi (1932). Neytronning massasi protonning massasiga juda yaqin. Bu uchta zarra (elektron, proton va neytron) atom tuzilishida qatnashadi. Hozirgi paytda maʼlumki, boʻlinmas Elementar zarracha hisoblangan proton va neytron murakkab tarkibiy tuzilishga ega.

1900-yilda M. Plank mutlaq qora jism nurlanishi energiyasidan kvantlangan deb foton tushunchasiga asos soldi. Keyinchalik A. Eynshteyn elektromagnit nurlanish fotonlar tarzida yuz berib, muhitda tarqaladi va yutiladi deb fotonning hozirgi zamon tushunchasini yaratdi. Fotonlarning mavjudligi R.Milliken (1912—15) va R.R. Kompton (1922) oʻtkazgan tajribalarda tasdiqlandi.

P. Dirak oʻzi yaratgan elektronning relyativistik nazariyasidagi (1928—31) harakat tenglamasining simmetriyasiga asoslanib, massasi elektron massasiga teng, lekin musbat zaryadli zarra — pozitron (ye+) ning tabiatda mavjudligini nazariy ochgan boʻlsa, amerikalik fizik K.D. Anderson uni kosmik nurlar tarkibida qayd qildi (1932). Mavjudligi yapon fizigi X. Yukava tomonidan yadro kuchlar tabiatini tushuntirishda taxmin qilingan (1935) va massasi 274 elektron massasiga teng boʻlgan neytral musbat va manfiy zaryadli pimezonlarnn ingliz fizigi S.Pauell kosmik nurlar tarkibida aniqladi (1947). K.D. Anderson va amerikalik fizik S. Nedermeyer kosmik nurlar ustidagi tadqiqotlari jarayonida massasi taxminan 207 elektron massasiga teng, boshqa xossalari bilan elektronga oʻxshash musbat va manfiy zaryadli myuonlarni kashf qildilar (1936).

Elementar zarrachaga oid kosmik nurlarni oʻrganish bilan bogʻliq kashfiyotlar 50-yillarning boshida qayd qilingan gʻalati xususiyatli bir guruh zarralar — Kmezonlar va giperonlar kashf qilinishi bilan yakunlandi. Keyingi tadqiqotlar Elementar zarracha tezlatkichlarida oʻtkazilib, yuzdan ortiq yangi Elementar zarracha va ularning antizarralari kashf qilindi. Jumladan, P. Pauli nazariy (1930), F.Raynes va K. Kouen tajribada qayd qilgan (1953) neytrino (neytral zarra)ning ikki xili — elektron neytrinosi USva myuon neytrinosi V mavjudligi aniqlandi.

Juda qisqa vaqt yashovchi rezonans Elementar zarracha qayd qilindi. Elementar zarrachaning xilmaxil xususiyatlarini ifodalash uchun qator yangi kvant sonlari (mas, lepton zaryadi, barion zaryadi, giperzaryad, ajiblik, maftunlik va hokazo) kiritildi.

Elementar zarracha nazariyasining yaratilishi maydonning kvant nazariyasinn rivojlantirish yoʻli bilan bordi. Elementar zarrachaning massasi t, elektr zaryadi £>, yashash vaqti t va spini 1 ularning umumiy xarakteristikalaridir. Elementar zarracha yashash vaqtiga qarab barqaror (">), kvazibarqaror (yoki metabarqaror, yaʼni barqarordan keyingi; >>10~22— 10~24sek) guruhiga ajraladi. Elementar zarracha spini Plank doimiysi N ning butun yoki yarim butun soniga teng. Bir xil zarralardan tashkil topgan ansamblda spin qiymati Elementar zarracha statistikasini ifodalaydi (V. Pauli, 1940). Yarim butun spinli Elementar zarracha — fermionlar Fermi — Dirak statistikasiga, butun spinli Elementar zarracha — bozonlar esa Boze — Eynshteyn statistikasiga boʻysunadi. Jumladan, eng yengil zarralar ikki tipdagi lepton zaryadi ga; elektron va elektron neytrinosi — elektron lepton zaryadiga, manfiy zaryadli myuon va myuon neytrinosi — myuon lepton zaryadiga ega. Leptonlardan ogʻir zarralar — adronlar uchun lepton zaryadlari nolga teng. Adronlar maxsus barion zaryadi (V) bilan ifodalanadi. V=+1 boʻlgan adronlar barionlar, V=0 boʻlgan adronlar mezonlar deb yuritiladi (barionlarga proton, neytron, giperonlar, barion rezonanslari; mezonlarga k va L^mezonlar, bozon rezonanslari kiradi).

Elementar zarrachaning oʻzaro taʼsirlashuv jarayonlarida tugʻilish va yoʻqolish (yutilish) xususiyati ularning eng muhim xossasidir. Elementar zarrachada oʻtadigan hamma fizik jarayonlar ularning tugʻilish va yoʻqolish aktlari orqali oʻtadi. Elementar zarrachada tugʻilish va yoʻqolishning mavjudligi Elementar zarracha elementar emasligini, ularning tarkibiy tuzilish xarakteri oʻzaro taʼsirlashuv jarayonlaridagina namoyon boʻlishini koʻrsatadi.

Tiplari

Barcha elementar zarrachalar ularning spiniga qarab, bozon yoki fermionlarga ajratiladi. Fermionlar yarim spinga ega boʻlib, materiyani tashkil etadi; fundamental kuchlar maydonlari asosi boʻlmish bozonlar esa butun spinlidir.

• Fermionlar:

Kvarklar — yuqori, quyi, mahliyo, gʻalati, ust, ost

Leptonlar — elektron neytrino, elektron, muon neytrino, muon, tau neytrino, tau

• Bozonlar:

Kalibr bozonlar – gluon, W va Z bosonlar, foton

Boshqa bosonlar — Higgs bozoni,

Havolalar

• Atom tuzilishi (Wayback Machine saytida 2008-01-22 sanasida arxivlangan)