№13 зертханалық жұмыс тақырыбы

Дәрістің мазмұны:  Қарапайым болшектер сипаттамасы. Электрондар мен позитрондар. Мезондар. 
Гиперондар. Фотондар. Қыңыр бөлшектер. Кварктар. Кварктардың еркін күйі.  
Кваркты модельді - үш типтың универсалды симметрия моделі дап атайды. 1964 
жылы Америка физигі М.Гелл-Ман мен Австрия физигі Дж.Цвейг осы модельді ұсынған.
Гельман бөлшектерді кварктар деп атаған. Ал Цвейг туздар деп атаған. Барлық 
бөлшектердің саны үшеу, ал туздар саны төртеу. Сондықтан Цвейг атауы алынған жоқ.
1969 жылы осы ұсыныс үшін Гелл-Ман Нобель примиясын алған.
Гелл-Ман ұсынысы бойынша барлық адрондар келесі кварктардан тұрады: мезондар 
екі кварктан, бариондар – үш кварктан.
Кварктардың электр заряды 1/3е –ге, бариондық заряды +1/3 -ге тең. Кварктардың 
электр заряды тұтас сан болмаған соң көптеген ғалымдар бұл ұсынысқа қарсылық 
білдірілген. Өйткені ең кішкентай заряд электрон болып саналады. Кварктардың массасы 5 
ГэВ-тан аз болмайды. Гелл-Ман осы үш кваркты былай деп атаған: u-жоғары, d-төменгі, S-
бөгде.
Мысалы: пион π
+
құрылымы d
u
~
, π
-
- d
u~ , каон k
+
- s
d~ , протон - uud , нейтрон - udd , Σ
+ 
-гиперон - uus , Σ
- 
- гиперон - uds .
Кварктар - фермиондар. Сондықтан барион құрамында тек екі кварк болады.
Кварктың магниттік моменті ядролық магниттік моментіне тең. Сондықтан үш кварктан udd 
тұратын протонның магниттік моменті шамамен - кварктың магниттік моментіне тең. Ω - 
гиперон ашылғаннан кейін, оның да құрамы белгілі болған. S=3, яғни SSS 
Кварктар фермиондар сияқты Паули принципіне бағынады. Ω - гиперон үш бірдей 
кварктен тұрады, ол Паули принципіне қайшылық. Сондықтан әр-бір кварктің өзінің 
сипаттамасы болады. Оны түсі деп айтады. 
Бұндай түстер үшеу ғана: сары, қызыл, көк. Антикварктердің де түстері бар: күлгін, 
жасыл, сарғыш. Барионның түсі ақ, сондықтан ол әртүрлі кварктен тұрады. 
Күшті әсерлесуде кварктар мен алмасатын кварктерді глюон деп атайды. Адрондарда 
бірдей түстер бар кварктар болмайды.
1974 жылы АҚШ-та
-бөлшегі табылған. Оның массасы 3,1 ГэВ. Сол кезде тағы да 
бір лабороторияда g-бөлшегі табылған. Массасы тап сондай және де осы екі бөлшектің бір 
бөлшек екені анықталды.Оны g /
бөлшегі деп атаған. Бұл бөлшектің массасы үлкен 
болғандықтан, өмір сүру уақыты үлкен. Өмір сүру уақытын түсіндіру үшін тағы да жаңа 
сипаттама енгізілген. Оны танғажайып (очарование) деп атайды, белгісі с. Және бұндай 
бөлшектерді таңғажайып бөлшектер деп атайды. Осындай бөлшекке тағы да бір бөлшек 

(каппа) жатады.
Нуклон, мезон, гиперондар бұл бөлшекке жатпайды, сондықтан с= 0.
1978 жылы γ (ипсилон) бөлшегі табылған. Оның массасы 9-11 ГэВ. Бұл бөлшекті 
сипаттау үшін тағы да бір кванттық сан енгізілген. Оны ғажайып (прелесть) деп атайды, b 
=+1.
1980-ші жылдардың аяғында өте ауыр бөлшектер табылған, m= 25 ГэВ. Бұндай 
бөлшектер үшін алтыншы кварк - шын (истинный) ашылған. Белгісі - t.
Сондықтан кварктық сандар u-жоғары, d-төменгі, S-бөгде, b - ғажайып, с –танғажайып,
t – шын. 
u, d, s, c, b, t – кварктерді иістер деп те атайды.. 
Таблица 3. 
Кварктің 
Элементар 
Бариондық 
Спин 
Бөгделік 






түрі. 
заряд 
заряд 
u  
+2/3 
+1/3 
1/2 
0 
u
~
-2/3 
-1/3 
1/2 
0 
d  
-1/3 
+1/3 
1/2 
0 
d
~
+1/3 
-1/3 
1/2 
0 
s  
-1/3 
+1/3 
1/2 
-1 
s
~
+1/3 
-1/3 
1/2 
+1 
c  
+2/3 
+1/3 
1/2 
-1 
c
~
-2/3 
-1/3 
1/2 
+1 
в  
-1/3 
+1/3 
1/2 
0 
в~
+1/3 
-1/3 
1/2 
0 
t  
+2/3 
+1/3 
1/2 
0 
t
~
-2/3 
-1/3 
1/2 
0 
Таблица 3 арқылы супермультиплеттерді құрастырады. 
Кварктар идеясы элементар бөлшектерді синглеттерге, дуплеттерге, триплеттерге 
топтасуын түсіндіреді. Бірақ теорияны экспериментпен дәлелдеу керек. Сондықтан 
кварктерді үдеткіштерде, космостық сәулелердің құрамында, метеоритттерде іздеген. Бірақ 
еркін күйде кварктер табылмаған, сондықтан жанама эксперимент жүргізілген. Электрондар 
мен π-мезондар 20 ГэВ-тен жоғары энергияға дейін үдетілген және оларды протондар мен 
нейтрондарға бағыттап атқылаған. Қорытындысы Резерфордтың тәжірибесіндей болған. 
Көптеген электрондар мен π-мезондар нуклондар арқылы шашырамай өтеді, тек аз саны 
шашырайды. Әрбір нуклондардың 3 шашырау центрі бар деп есептеледі. Олардың зарядтары 
1/3 еселі. 
Кварктардың еркін күйде кездеспеуіне себепші екі гипотеза бар: 
1. Кварктардың энергиясы 5 ГэВ-тен көп артық. Сондықтан электрондар мен 
мезондардың ағынының энергиясы аз. Тек қана космос сәулелерінің бөлшектері 
болады..
2. Кварктардың арасындағы күштердің ерекшклігі: аз қашықтықта аз шамада болады, 
ал қашықтығы өскен сайын күш те өседі. Бұл күштердің табиғатын түсіндіру үшін 
конфаймент деген термин енгізілген.
Кваркті модель арқылы адрондардың барлық кванттық сандарын анықтауға болады. 
Және осы модельден кварк спины ½ тең болғасын мезондар спины толық сан (нольге тең), 

бариондар спины – жарты болады. Сонымен қатар бұл модель жаңа бөлшектердің (Ω-
гиперон) ашылуын болжады. Бірақ кварті модельдың қиыншылықтары да бар. Бұл модель 
бойынша адрондардың массасы анықталынбайды. Ол үшін қазіргі уақытта белгісіз 
кварктердің әсерлесу динамикасын білу қажет. 

жүктеу/скачать 0,83 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: