|
–§. Elementar zarralarning sinflari
|
| bet | 8/10 | | Sana | 30.05.2024 | | Hajmi | 0,56 Mb. | | #258030 |
Bog'liq 130600 (1)
Har bir zarrani kvant sonlari deb ataluvchi fizik belgilar to‘plami xarakterlaydi. Umuman zarralarni xarakterlovchi kattaliklar ko‘p va xilma-xildir. Shunday bo‘lsa ham, ulardan birortasini elementar zarralarning klassifikatsiyasi uchun asosiy xarakteristika sifatida ajratish qiyin. Quyida xar bir kvant soni va uning fizik ma’nosi ustida aloxida to‘xtalib o‘tamiz. Avvalo, har bir zarra tinch xolatdagi massasi bilan xarakterlanadi. Zarralarning bu xarakteristikasi 3.3.1- jadvalning beshinchi ustunida keltirilgan.
Elementar zarralarning navbatdagi xarakteristikasi elektr zaryadidir. U elektron zaryadi birligida o‘lchanadi. 3.3.1-jadvaldan ko‘rinib turibdiki, zarralarning elektr zaryadi butun son bo‘lib, 0 ga yoki ± 1 ga teng.
Jadvalda keltirilmagan rezonanslar deb ataluvchi zarralar guruxida xattoki ±2 zaryadli zarralar xam ma’lum.
Materiyaning tarkibiy qismlaridan xisoblangan va 1/2 spinga ega fundamental fermionlar deb ataluvchi kvarklar esa +2/3e yoki -1/2e ga teng kasr qiymatli zaryadga egadir.
Jadvaldan ko‘rinib turibdiki, protonning barion zaryadi +1 ga teng, pozitron va foton esa, barion zaryadiga ega emas. Barion zaryadiniig saqlanish konuniga asosan protonning mazkur parchalanishi man qilinadi:
p+e++γ (3.3.1)
Proton va undan og‘ir xamma zarralar barionlar deb ataladi va ularning xar biri +1 barion zaryadiga ega.. Antibarionlar esa— 1 barion zaryadiga ega bo‘ladi.
Yuqoridagi jadvalning oxirgi ustunida zarralarning parchalanish maxsulotlari keltirilgan. Diqqat bilan qarasak, xar qanday barion proton va boshqa zarralarga parchalanishini ko‘ramiz. Masalan, ksi-minus-giperonni olaylik. U lambda-giperon va pi-mezonga parchalanadi; lekin A° o‘z navbatida protonga va pi-mezonga parchalanadi. Proton barqaror bo‘lgani uchun u bitta og‘ir zarra (E) bo‘lganligi va uning parchalanganligi xaqidagi informatsiyani o‘zida saqlaydi. Bunday jarayonlarda zarraning «og‘irlik» xususiyati yo‘qolmasdan estafeta bo‘yicha protonga o‘tadi. Agar protondan og‘ir 1000 ta zarra bo‘lsa, ular baribir 1000 ta protonga va boshqa zarralar to‘plamiga parchalanadi. Barionlarning barion zaryadi-
niig saqlanish qonuni ular parchalanganda «og‘irlik» xususiyatining saqlanishini aks ettiradi. Protonning barqarorligi esa uning boshqa barionlar oldidagi ularning
«og‘irlik» xususiyatnni saqlashdan iborat.
Barion sonining saqlanish qonuni bilan bog‘langan, lekin xozirgacha yechilmagan muammo barion soni uchun saqlanish qonunini qanoatlantirishidan boshqa biror ma’lum xususiyatning yo‘qligidir. Masalan, zarraning elektr zaryadini uning elektromagnit maydondagi xarakatiga asosan mustaqil ravishda aniqlash va o‘lchash mumkin. Barion zaryadining esa biz bergai «sun’iy» xususiyatidan boshqa xususiyati yo‘q. Barion zaryadining elektr zaryadi kabi xususiyatga ega emasligi uning puxta nazariy asosini ishlab chiqishni talab qiladi. Lekin shunga qaramasdan bu qonunning katta aniqlikda bajarilishi bilan qanoatlanamiz.
Jadvaldagi eng yengil zarralar leptoy zaryadiga ega. Elektron (e-) va elektron neytrinosi (γe) +1
Lepton zaryadnga (Le), pozitron (e+ ) va elektron antipeygrinosi (γe) esa - 1 lepton
zaryadiga ega (Le=-1). Boshqa hamma zarralar uchun Le = (). Myumezon μˉε| va myuon neytrinosi uchun myuon lepton zaryadi Lμ=+1 musbat myu-mezon va myuon aptineytrinosi uchun Lμ=-1. Boshqa xamma zarralarning myuon lepton zaryadi nolga teng: Lμl=0.
1951 yilda olimlar juda g‘alati fizik xususiyatlarga eta bo‘lgan zarralarni kashf qildilar. Olimlar g‘alati zarralarni boshqa odatdagi zarralardan farqlash uchun S g‘alatilik degan kvant belgisi bilan bedgiladi. Faqatgina shu g‘alati zarralar uchun g‘alatilik noldan farqli bo‘lib S=±l, ±2, ±3 bo‘ladi. Odatda, ekvivalent kattalik V-giperzaryad ishlatiladi. U g‘alatilik va barion zaryadi kvant sonlari bilan bog‘langan:
V = S + B (3.3.1)
Kuchli o‘zaro tasir zarralarnipg har bir zaryad multipletiga ma’lum izotopik spin (izospin) qiymati taqqos qo‘yiladi. Agar zaryad multipleti bitta zarradan tashkil toptan bo‘lsa, ushbu zarraning (zaryad mul’tipletining) izotopik spini nolga teng deb xisoblanadi. Masalan, eta-mezon. Ikki zarradan tashkil topgan zaryad multipletining izospini (masalan, nuqlonlar – proton va neytronlar dubleti) yarimga tent. Umuman, agar
zaryad multipleti i ta zarradan tashkil topgan bo‘lsa., uning izotopik spini quyidagicha aniqlanadi:
T=(i – 1 )/2. (3.3.2)
Ma’lumki, «izo» so‘zi teng degan manoni bildiradi. «Topos» so‘zi esa o‘rin, joy manosini anglatadi. «Izotopik» so‘zi zarralarning ma’lum bir «o‘rin» ga ma’lum multipletga taalluqliligini ko‘rsatadi. Agar zarraning spini yarimga teng bo‘lsa, u spinning yo‘nalishiga nisbatan mumkin bo‘lgan ikki xolda bo‘ladi. Xuddi shuningdek, izotopik spini yarimga tent nuqlon zaryad multipleti nuqlonning ikki: proton va neytron xolatidan iborat bo‘ladi. Kuchli o‘zaro tasirda bir zaryad multipletiga kiruvchi va o‘zlarini bitta zarra kabi tutuvchi zarralar elektromagnit o‘zaro tasir ostida massalari va zaryadlari bilan farqlanuvchi zarralarga aylanadi. (3.3.1- rasmga) Ma’lumki, uchta pi-mezon — l4, π° va π¯ bir-biridan faqat zaryadlari bilan farq qiladi. Pi — mezonning izospini birga teng bo‘lib, izospin proyeksiyalari esa Tz =
+1,0 – l ga teng. Ushbu uchta zarraning zaryad miqdori Tg bilan quyidagicha bog‘langan:
q = e ·Tz. (3.3.3)
Bu munosabatdan elektr zaryadining saqlanish qonuni tufayli Tz ning saqlanishligi kelib chiqadi.
Kuchli o‘zaro ta’sirga nisbatan izospin va uning proyeksiyasi yaxshi kvant sonlari
— saqlanuvchi kvant sonlari bo‘lsa, elektromagnit o‘zaro ta’sirga nisbatan esa faqat uning proyeksiyasi yaxshi kvant soni bo‘ladi, xolos.
3.3.1-rasm
Elementar zarralarning asosiy xususiyati — xarakat miqdori, ya’ni impulsning spin momenti yoki spini (1) bilan bog‘langan. Spin bilan yaqin bog‘lanishda bo‘lgan kvant soni P ichki juftlikni ifodalaydi va uning saqlanish qonuni sistemada biror fizik xodisa ro‘y berganda uning ko‘zgudagi tasvirida xam shu xodisaning o‘sha yo‘nalishda ro‘y berishini ko‘rsatadi. Matematika nuqtai nazaridan aytganda P juftlikning saqlanishi fizik qonunlarning fazoviy koordinatalar ishorasining o‘zgarishiga bog‘liq emasligini ifodalaydi. P juftlik faqat ikkita ± 1 qiymatni qabul qiladi. P operatsiyasi xar qanday xaqiqiy, ya’ni polyar vektorning ishorasini o‘zgartiradi. Aksial vektorlar, jumladan, xarakat miqdorining momenti, spini yoki ularning vektor yig‘indisi — xarakat miqdorining to‘la momenti P ta’sirida ishorasini o‘zgartirmaydi. Masalan, xarakat miqdorining momenti: L=r*p.
P operatsiyasi ta’sirida zarraning radius-vektori r va impulsi p ishorasini o‘zgartiradi.
Kuchsiz o‘zaro ta’sirda P juftlikning saqlanish qonuni buziladi. Ammo kuchli va elektromagnit o‘zaro ta’sirda P juftlik saqlanadi va bunday jarayonlarda yaxshi kvant soni bo‘lib qoladi. Juftlik P «etalon» zarralar — proton, neytron va L°- giperonlarga nisbatan aniqlanadi. Proton, neytron va giperonlarning xar biri uchun P=+1 qabul qilingan.
Jarayonning to‘la juftligi ichki juftlik (P) va spin momenti (I) dan iborat bo‘lganligi uchun odatda bu ikki kattalik birga yoziladi. Masalan, proton uchun I = 1/2, P=+1. Shuning uchun Iπ = 1+/2 ko‘rinishda yozish qulaydir.
|
| |
