Білім беру бағдарламасы бойынша оқитын студенттерге арналған дәрістер жинағы Алматы 2021
жүктеу/скачать 1,3 Mb. Pdf көрінісі
|
| Кварктар
Элементар бөлшектер үш негізгі топқа бөлінеді: алғашқы топқа тек бір бөлшек ғана жатады ол - фотон . Фотон - электромагнитті толқын энергиясының кванты. Екінші топтағы бөлшектерге лептондар жатады. Олар электромагнитті және әлсіз әсерлесуге қатысады. Оларға: нейтрино, электрондар, мюондар, таон (τ-лептон) және олардың антибөлшектері жатады. Үшінші топтағы бөлшектерге адрондар жатады. Олар электромагниттіден басқа күшті және әлсіз әсерлесуге қатысады. Оларға: протон, нейтрон, пиондар және каондар жатады. Әсерлесудің барлық түріне энергияның, импульстің, импульс моментінің және электр зарядының сақталу заңдары орындалады. Күшті әсерлесуде изотопты спиннің сақталу заңы орындалады. Бұл - изотопты мультиплеттегі мүшелер санын көрсететін, ішкі сипаттамаларының бірі, мысалы, мультиплетінде изоспині I =1/2 болатын нуклондар (нуклон мультиплетінде мүшелер саны екеу - протон, нейтрон). Антибөлшектер туралы гипотезаны 1928 ж. П. Дирак ұсынған болатын, кейіннен 4 жылдан кейін К. Андерсон космостық сәулелердегі электронның антибөлшегі - позитронды тапты. Кванттық теория бойынша бөлшектер мен антибөлшектердің массасы және олардың вакуумде өмір сүру уақыты, магнит 70 моменті және электр зарядының модулы бойынша тең және таңбасы қарама - қарсы, спиндері және изоспиндері бірдей болуы қажет. 1956 жылы мұндай симметриялық күшті және электромагнитті әсерлесуде орындалатыны, ал әлсіз әсерлесуде ол бұзылатыны дәлелденді. Тәжірибе бойынша протон (1955) және нейтрон (1956), және π + -мезон, каондар мен гиперондар үшін анти бөлшектер табылды. Алайда нақты нейтрал, антибөлшектері жоқ бөлшектер де бар. Оларға - фотон, π 0 - мезон, η - мезондар жатады. Оларда аннигиляция болмайды, бірақ оларда элементар бөлшектердің фундаменталды қасиеттерінің бірі бір - біріне айналу болады. 1964ж. ең алғаш рет америкалық физик М.Гелл-Манн (1929 жылы туған) мен австриялық физик Д.Цвейг (1937 жылы туған) бір біріне тәуелсіз түрде - кварктердің бар екені туралы гипотезасын ұсынды. 15.4 кесте Кварк (антикварк) Электрлік Заряды, е бірлікте Бариондық саны В Спин, ħ бірлікте u ( u ) d ( d ) s( s ) c ( c ~ ) +2/3 (-2/3 -1/3 (+1/3) -1/3 (+1/3) +2/3 (-2/3) +1/3 (-1/3) +1/3 (-1/3) +1/3 (-1/3) +1/3 (-1/3) 1/2 1/2 1/2 1/2 Кварктердің сипаттамалары 15.4-кестеде көрсетілген. Кварктер бөлшекті элементар зарядталған, олардың спині 1/2. Қазіргі көзқарас бойынша барлық адрондарды құрайтын жорамал материалдық нысандар - кварктер деп аталады. « Кварк » деген атаудың дәл аудармасы жоқ. Бұл сөз Д. Джойстың « Поминки по Финнегану » деген романынан алынған. Осы романда « кварк » сөзі анықталмаған, мистикалық нәрсені білдіреді. Кварктер жөніндегі болжам ( резонанстар дың) көп ашылуына және оларды жүйеге келтіру қажеттілігіне байланысты шықты. Жорамал бойынша бариондар үш кварктен (ал антибариондар үш антикварктен), мезондар кварк пен антикварктен құралады. Кварктер (немесе антикварктер) адрондардың ішінде глюондық өрісте ұсталады. Кварктердің спиннен басқа « аромат » және « түс » деп аталатын екі ішкі еркіндік дәрежесі болады. Ал ішкі еркіндік дәрежесінің толық саны 72 -ге тең. Әрбір кварк үш « түстің » (шартты түрде «қызыл», «көк» және «сары») бірін иеленеді. Бұл терминология оптикалық қасиетке байланысты қойылмаған, тек қолайлылық үшін ендірілген. Үш «түстің» жарық квантын жұтуы да, шығаруы да бірдей болып келеді. Олардың « түстік » күйлерінің массалары да бір - біріне тең. Ал ароматтың белгілісі әзірше бесеу, тағы біреуі ( t - кварк ) бар деп есептеледі. Әр түрлі « ароматы » бар кварктердің қасиеті де әртүрлі болып келеді. Сондықтан оларды массасының өсуіне қарай мынадай әріптермен белгілейді: u, d, s, c, b, 71 t. Соңғы t - кваркін өте ауыр болғандықтан бақылау мүмкін болмай отыр. Кәдімгі қарапайым зат ядро нуклондарының құрамына енетін u және d кварктерден құралады. Бұдан да гөрі ауыр кварктер зарядталған бөлшектер үдеткіштерінде жүргізілген тәжірибелер кезінде жасанды түрде алынуы не ғарыштық сәулелер құрамында байқалуы мүмкін. Көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулерге қарамастан кварктер (жеңілі де, ауыры да) бос күйде тіркелген жоқ. Кварктерді тек адрондардың ішінде ғана бақылауға болады. Кварктер гравитациялық, әлсіз, электромагниттік және күшті өзара әсерлердің барлығына да қатысады. Тек кварктердің өздері неден тұратыны белгісіз (мүмкін олар элементар бөлшектер болар). Кварктердің өзіндік өлшемі 10–16 см-ден кем болуы мүмкін. жүктеу/скачать 1,3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|