193
Elementar zərrəciklərin ilk təsnifatı onların kütlələrinə görə aparılırdı. Onlar
kütlələrinə görə 3 qrupa bölünürdü:
leptonlar – yüngül zərrəciklər,
mezonlar – orta
kütləlilər,
barionlar – ağır kütləlilər.
Elementar zərrəciklər elektronun yükünün tam müsbət mislinə, tam mənfi mis-
linə, kəsrli mislinə və sıfır mislinə bərabər elektrik yükünə malikdir. Məsələn, foton,
neytrino, bozon
?????? , mezon ?????? elektrik yükü olmayan, kvarklar isə kəsrli elektrik
yükünə malik elementar zərrəciklərdir.
Elementar zərrəciklər yaşama müddətinə görə
dayanıqlı, kvazidayanıqlı və daya-
nıqsız olmaqla üç qrupa bölünür. Müasir hesablamalara görə proton, elektron, ney-
trino və foton dayanıqlı zərrəciklərdir. Məsələn, protonun sərbəst halda yaşama
müddəti
10 ildir. Kvazidayanıqlı zərrəciklərin orta yaşama müddəti ≈ 10
??????????????????,
dayanıqsız zərrəciklərin isə
≈ 10
??????????????????-dır.
Elementar zərrəciklərin əksəriyyəti
dayanıqsız olduğundan onlara təbiətdə rast gəlinmir. Belə zərrəciklər laboratoriya-
larda alınır. Onların alınmasının başlıca üsulu sürətləndirilmiş dayanıqlı zərrəcik-
lərin toqquşması üsuludur. Bu zaman həmin zərrəciklərin kinetik enerjilərinin
müəyyən hissəsi yeni yaranan zərrəciklərin enerjisinə çevrilir. Demək olar ki,
elementar zərrəciklərin əksəriyyəti zərrəciklərin sürətləndiricisi qurğularında
laboratoriya üsulu ilə alınmışdır. Belə qurğulardan ən nəhəngi “
Böyük Adron kollay-
deri”dir (BAK). BAK-da ilk eksperiment 10 sentyabr 2008-ci ildə aparılmışdır.
“
Böyük Adron kollayderi” (BAK) – dayanıqlı zərrəciklərin sürətləndirilməsi və
onların toqquşması nəticəsində yaranan çox böyük enerjini çox kiçik fəzada topla-
mağa imkan verən qurğudur
(b)
.
BAK-da
zərrəciklərin enerjisi teraelektronvoltlarla ölçülür. Orada eyni zərrəcik-
lər dəstəsi – protonlar, yaxud qurğuşun ionları bir-biri ilə toqquşur. Zərrəciklər dəs-
təsi artıq mövcud olan sürətləndiricidə yaradılır və sonra BAK -a daxil edilir.
(b)
– “
Böyük Adron kollayderi”nin sxemi.
Burada ATLAS (
A Toroidal LHC ApparatuS
),
ALİCE (
A Large Ion Collider Experiment
), LHGb (Large Hadron Collider beauty experiment)
və CMS (
Compact Muon Solenoid
) BAK-da aparılan eksperimentlərin adıdır.
(b)
LAYİHƏ
194
Burada həmin zərrəciklər çevrə üzrə hərəkət etməklə milyon dövr edə bilir. Zərrə-
ciklər dəstəsi hər dövrdə əlavə enerji əldə edir və iki protonun toqquşması anında
ümumi enerjisi
14 ??????????????????-ə qədər artır. Alimlər 2012-ci ildə BAK-da apardıqları iki
ardıcıl eksperiment nəticəsində
Hiqqs bozonu adlandırılan yeni elementar zərrəciyin
yarandığını aşkar etdilər.
Elementar zərrəciklərin
spini – mexaniki momenti Plank sabiti
ℎ-ın tam və ya
1 2
⁄ mislini ifadə edir.
Fundamental qarşılıqlı təsirlər. Müasir təsəvvürlərə görə, təbiətdəki bütün qarşı-
lıqlı təsirlər elementar zərrəciklər arasında mövcud olan dörd fundamental qarşılıqlı
təsirin təzahür formasıdır (
cədvəl 4.5
).
Cədvəl 4.5.
Fundamental qarşılıqlı təsirlər
Növü
Qarşılıqlı təsir
kvantı
Təsir
radiusu,
??????
İntensivliyi (güclü q.t.
ilə müqayisədə)
Güclü qarşılıqlı təsir
Qlüon
10
1
Elektromaqnit qarşılıqlı
təsiri
Foton
∞
10
Zəif qarşılıqlı təsiri
?????? və ??????
±
bozonları
10
10
Qravitasiya qarşılıqlı təsiri
Qraviton
∞
10
Güclü qarşılıqlı təsir atom nüvəsinin dayanıqlığını təmin edir:
nüvədə proton və
neytronu, proton və neytronda isə kvarkların qalmasını təmin edir. Bu qarşılıqlı təsir
kvarklar arasında qlüon mübadiləsi ilə həyata keçirilir. Elementar zərrəciklərin mü-
asir təsnifatı güclü qarşılıqlı təsirlərə görə müəyyən edilir:
güclü qarşılıqlı təsirdə
iştirak edən adronlar qrupu (yun. “
adros” – böyük, güclü) və
güclü qarşılıqlı təsirdə
iştirak etməyən leptonlar qrupu (yun. “
leptos” – nazik, yüngül).
Elektromaqnit qarşılıqlı təsiri elektrik yükünə malik zərrəciklər arasında möv-
cuddur və o, zərrəciklər arasında foton mübadiləsi ilə həyata keçirilir. Bu qarşılıqlı
təsir atom, molekul və kristalların mövcudluğunu təmin edir, maddələrin (bərk
cisim, maye, qaz və plazma) xassəsini müəyyən edir. O, yüklərin işarəsindən asılı
olaraq
ya cazibə, ya da itələmə xarakterli ola bilir.
Zəif qarşılıqlı təsir elementar zərrəciklərin çevrilməsini təmin edir. Ona görə də
bu qarşılıqlı təsirdə bütün elementar zərrəciklər (fotonlardan başqa) iştirak edir. Zəif
qarşılıqlı təsirə nümunə olaraq neytronun
-çevrilməsini göstərmək olar:
?????? → ?????? +
?????? +
.
Zəif qarşılıqlı təsir kütləsi nuklonların kütləsindən 100 dəfə böyük
olan W
+
, W
–
və Z
0
zərrəciklərinin mübadiləsi ilə həyata keçirilir. Bunu ilk dəfə, həmin zərrəciklər
kəşf edilməzdən çox qabaq, pakistanlı fizik Məhəmməd Abdus Salam (1926–1996)
əsaslandırmışdır. O, fundamental qarşılıqlı təsirlər sahəsindəki əhəmiyyətli işlərinə
görə 1979-cu ildə fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür.
Fundamental təsirlərdən yalnız
qravitasiya qarşılıqlı təsiri universal xarakterə
malikdir. Belə ki, qravitasiya qarşılıqlı təsiri bütün makrosistemlər və kütləsi olan
elementar zərrəciklər arasında qarşılıqlı cəzbetməni təmin edir.
LAYİHƏ