Katta Adron Kollayderida olib borilayotgan yadro fizikaviy izlanishlar. Kollayderning tuzilishi va ishlash prinispi”
II BOB. KATTA ADRON KOLLAYDERINING TUZILISHI VA ISHLASH PRINISPI
Yüklə 0,92 Mb.
|
| II BOB. KATTA ADRON KOLLAYDERINING TUZILISHI VA ISHLASH PRINISPI
2.1. Katta Adron Kollayderining tuzilishi Bugun biz katta adron kollayderi deb biladigan tezlatgichni yaratish tarixi 2007-yildan boshlanadi. Dastlab tezlatgichlarning xronologiyasi siklotron bilan boshlandi. Qurilma stolga osongina joylashadigan kichik moslama edi. Keyin tezlatgichlar tarixi tez rivojlana boshladi. Sinxrofazotron va sinxrotron paydo bo‘ldi. Tarixda, ehtimol, eng qiziq narsa 1956-yildan 1957-yilgacha bo‘lgan davr edi. O‘sha kunlarda, ayniqsa sovet fani, fizika, chet ellik birodarlaridan qolishmadi. Ko‘p yillar davomida to‘plangan tajribadan foydalanib, Vladimir Veksler ismli sovet fizigi ilm-fan sohasida katta yutuqlarga erishdi. U o‘sha paytda eng kuchli sinxrofazotronni yaratdi. Uning ishlash quvvati 10 GeV (10 milliard elektronvolt) edi. Ushbu kashfiyotdan keyin tezlatgichlarning jiddiy namunalari yaratildi: Germaniyada, AQShda, Shveytsariyada KAK tezlatgichi bo‘lgan yirik elektron-pozitron kollayderi. Ularning barchasi bitta umumiy maqsadga ega edi - kvarklarning asosiy zarralarini o‘rganish. Katta adron kollayderi asosan italiyalik fizikning sa'y-harakatlari tufayli yaratilgan. Uning ismi Karlo Rubbiya, Nobel mukofoti sovrindori. Rubbiya Evropa yadro tadqiqotlari tashkilotida direktor bo‘lib ishlagan. Tadqiqot markazi joylashgan joyda Adron kollayderini qurish va ishga tushirishga qaror qilindi. Adron kollayderi qayerda? Kollayder Shveytsariya va Frantsiya chegarasida joylashgan. Uning atrofi 27 kilometrni tashkil qiladi, shuning uchun uni katta deb atashadi. Tezlashtiruvchi halqa 50 dan 175 metrgacha cho‘zilgan. Kollayderda 1232 ta magnit bor. Ular supero‘tkazgichdir, ya'ni tezlashtirish uchun maksimal maydonni ulardan ishlab chiqish mumkin, chunki bunday magnitlarda energiya sarfi deyarli yo‘q. Har bir magnitning umumiy og‘irligi 3,5 tonnani, uzunligi 14,3 metrni tashkil etadi. 1296 o‘ta o‘tkazuvchan elektromagnitlar va 2500 dan ortiq boshqa magnitlar KAKda nurlarning uchishini va to‘qnashishini ta'minlab turadi. Magnitlar og‘irligi yig‘indisi 1.9 million tonnani tashkil qiladi. Har qanday jismoniy ob'ekt singari, Katta Adron kollayderi ham issiqlik chiqaradi. Shuning uchun uni doimo sovutish kerak. Buning uchun harorati 1,7 K darajasida 12 million litr suyuq azot saqlanadi. Bundan tashqari, sovutish uchun 700 ming litr suv sarflanadi, eng muhimi, bosim ishlatiladi, bu normal atmosfera bosimidan o‘n baravar past. Selsiy shkalasi bo‘yicha 1,7 K harorat -271°C daraja. Ushbu harorat deyarli yaqin jismoniy tanada bo‘lishi mumkin bo‘lgan minimal chegaralar deyiladi. Tunnelning ichki qismi unchalik ham qiziq emas. Supero‘tkazuvchilar qobiliyatiga ega niobiyum-titaniumli kabellar mavjud. Ularning uzunligi 7600 kilometrni tashkil qiladi. Kabellarning umumiy og‘irligi 1200 tonnani tashkil qiladi. Kabelning ichki qismi umumiy masofasi 1,5 milliard kilometr bo‘lgan 6300 simni bir-biriga bog‘lab turadi. Ushbu uzunlik 10 ta astronomik birlikka teng. Agar uning geografik joylashuvi haqida gapiradigan bo‘lsak, shuni aytishimiz mumkinki, kollayder halqalari Fransiya tomonida joylashgan Sent-Jeyms va Forney- Volter shaharlari, shuningdek Shveysariya tomonidagi Meirin va Vessurat shaharlari o‘rtasida joylashgan. PS deb nomlangan kichik halqa diametri chegarasi bo‘ylab harakatlanadi. Ko‘p qismlarga ega bo‘lgan va olimlarning hayajoniga ega bo‘lgan Adron kollayderi ajoyib qurilma. Butun tezlatgich ikkita halqadan iborat. Kichik halqa Proton Synchrotron yoki qisqartirish uchun PS deb ataladi. Katta halqa - Proton Supersynchrotron yoki SPS. Birgalikda, ikkita halqa qismlarga yorug‘lik tezligining 99,9% gacha tezlashishiga imkon beradi. Bunday holda, kollayder protonlarning energiyasini ko‘paytiradi, ularning umumiy energiyasini 16 baravar oshiradi. Shuningdek, zarrachalarning bir-biri bilan qariyb soniyasiga 30 million marta to‘qnashishiga imkon beradi. 10 soat ichida 4 ta asosiy detektor kamida 100 terabayt raqamli ma'lumotlarni ishlab chiqaradi. Ma'lumotlarni yig‘ish alohida omillarga bog‘liq. Masalan, ular manfiy elektr zaryadi bo‘lgan va yarim aylanishga ega bo‘lgan elementar zarralarni aniqlashi mumkin. Ushbu zarrachalar beqaror bo‘lgani u chun ularni to‘g‘ridan-to‘g‘ri aniqlash imkonsiz; faqat ularning nurini o‘qiga ma'lum burchak ostida uchib chiqadigan energiyasini aniqlash mumkin. Ushbu bosqich birinchi daraja deb ataladi. Ushbu bosqichni amalga oshirish mantig‘ini kiritilgan 100 dan ortiq ma'lumotlarni qayta ishlashga bag‘ishlangan kengashlar nazorat qiladi. Ishning ushbu qismi ma'lumot yig‘ish davrida soniyada 100 mingdan ortiq ma'lumotlar tanlanganligi bilan ajralib turadi. Keyinchalik ushbu ma'lumotlar yuqori darajadagi mexanizm yordamida amalga oshiriladigan tahlil uchun ishlatiladi. Keyingi darajadagi tizimlar, aksincha, barcha detektor oqimlaridan ma'lumot oladi. Detektor dasturi tarmoqda ishlaydi. U erda ma'lumotlarning keyingi bloklarini qayta ishlash uchun ko‘plab kompyuterlardan foydalaniladi, bloklar orasidagi o‘rtacha vaqt 10 mikrosaniyani tashkil qiladi. Dasturlar asl nuqtalarga mos keladigan zarrachalar markerlarini yaratishi kerak. Natijada bitta voqea davomida paydo bo‘lgan impuls, energiya, traektoriya va boshqalardan iborat ma'lumotlar to‘plami hosil bo‘ladi. Tezlashtiruvchi qismlar Butun tezlatgichni 5 ta asosiy qismga bo‘lish mumkin: 1 . Elektron-pozitron kollayderining tezlashtiruvchisi. Tafsilot 7 mingga yaqin supero‘tkazuvchi magnitdir. Ularning yordami bilan nur halqa tunnel bo‘ylab yo‘naltiriladi. Va ular shuningdek, dastani bitta oqimga yo‘naltiradilar, uning kengligi bitta sochning kengligiga kamayadi. 2. Ixcham muon solenoidi. Bu umumiy maqsadli detektor. Bunday detektor yangi hodisalarni qidirishda va masalan, Xiggs zarralarini qidirishda ishlatiladi. 3. LNCb detektori. Ushbu qurilmaning qiymati kvarklarni va ularning qarama-qarshi zarralarini - antikvarklarni qidirishda yotadi. 4. ATLAS toroidal o‘rnatish. Ushbu detektor muonlarni tuzatish uchun mo‘ljallangan. 5. ALICE. Ushbu detektor qo‘rg‘oshin ionining to‘qnashuvini va proton-proton to‘qnashuvini ushlaydi. 2.2. Katta Adron Kollayderining ishlash prinispi Kollayderni qurishdan asosiy maqsad Higgs bozoni mavjud yoki emasligini aniqlashdir. Asosiy tajriba bunday oʻtkaziladi: har birining energiyasi 7 TeV boʻlgan protonlar yoki 574 TeV boʻlgan qoʻrgʻoshin yadrolari yorugʻlik tezligining 99.9999991%ida qarama-qarshi tomondan uchirilib, toʻqnashtiriladi. Toʻqnashuv natijasida ajralib chiqqan zarrachalar qayd etiladi va ular orasidan Higgs bozoni xususiyatlariga ega boʻlgani qidiriladi. Higgs bozoni mavjudligi hozirgi Standart Model nazariyasini toʻliq tasdiqlashi kerak (Standart Model gipoteza emas, zero boshqa tajribalar uning katta qismi toʻgʻriligini isbotlagan). Aks holda massaning qayerdan paydo boʻlishi haqida yangi faraz qurib, Standart Modelga oʻzgartirish kiritishga toʻgʻri keladi. Bunday protonlar kollayderning 27 kilometr uzunlikdagi aylanasi bo‘ylab joylashtirilgan 3 mingta igna shaklidagi dasta ko‘rinishida harakatlanadi. Har bir to‘plam 100 milliardga yaqin protonlardan tashkil topib, “to‘qnashuv nuqta”larida ular bir necha santimetr uzunlikda, diametri esa 16 μm (eng ingichka soch tolasi qalinligida) bo‘ladi. Protonlar parchalangach, vujudga kelgan kvarklar turli tomonga sochilib ketadi. Biroq kvarklar uzoq muddat yakka holda bo‘la olmasligi tufayli o‘ta qisqa vaqtda birlashib, yangi “og‘irroq” zarra ko‘rinishida katta tezlik bilan atrofga sochilayotganda, kollayder detektorlari tomonidan ularning parametrlari qayd qilib boriladi Qorong‘u materiyaning ilgari surilgan nazariyasi, hadron kollayderining mavjudligiga ishonchsizlikni keltirib chiqardi. Savol tug‘ildi: "Hadron kollayderi: qarshi yoki qarshi?" U ko‘plab olimlarni xavotirga soldi. Dunyoning barcha buyuk aqllari ikki toifaga bo‘lingan. "Opponentlar" agar shunday materiya mavjud bo‘lsa, unda unga qarama-qarshi zarracha bo‘lishi kerak degan qiziqarli nazariyani ilgari surdi. Va tezlatgichda zarralar to‘qnashganda, qorong‘u qism paydo bo‘ladi. Qorong‘i qism va biz ko‘rib turgan qism to‘qnashishi xavfi mavjud edi. Keyin bu butun koinotning o‘limiga olib kelishi mumkin. Biroq, Hadron kollayderi birinchi marta ishga tushirilgandan so‘ng, bu nazariya qisman buzildi. Keyingi ahamiyat koinotning portlashi, aniqrog‘i tug‘ilishdir. To‘qnashuv paytida koinot o‘z mavjudligining dastlabki soniyalarida o‘zini qanday tutganini kuzatish mumkin deb ishoniladi. U Katta portlashning kelib chiqishiga qanday qaradi. Zarrachalarning to‘qnashuv jarayoni koinot paydo bo‘lishining boshida bo‘lganiga juda o‘xshash deb ishoniladi. Olimlar sinab ko‘rayotgan yana bir hayoliy g‘oya - bu ekzotik modellar. Bu aql bovar qilmaydigan ko‘rinadi, ammo biz kabi odamlar bilan boshqa o‘lchovlar va koinotlarning mavjudligini ko‘rsatadigan bir nazariya mavjud. Va g‘alati narsa, akselerator bu erda ham yordam berishi mumkin. Sodda qilib aytganda, akselerator mavjudligining maqsadi koinot nima ekanligini, uning qanday yaratilganligini anglash, zarralar va ular bilan bog‘liq hodisalar haqidagi mavjud barcha nazariyalarni isbotlash yoki rad etishdir. Albatta, bu yillar davom etadi, ammo har bir ishga tushirish bilan ilm-fan olamini ostin-ustun qilib yuboradigan yangi kashfiyotlar paydo bo‘ladi. TEZLASHTIRUVCHI FAKTLAR Akselerator zarrachalarni yorug‘lik tezligining 99% gacha tezlashtirishini hamma biladi, lekin ko‘pchilik yorug‘lik tezligining 99,9999991% foiz ekanligini bilmaydi. Ushbu ajoyib raqam mukammal dizayni va kuchli tezlashtirish magnitlari tufayli mantiqan to‘g‘ri keladi. Ba'zi kam ma'lum bo‘lgan faktlarni ham qayd etish lozim.
Ikkala asosiy detektorning har biridan kelib chiqadigan taxminan 100 million ma'lumot oqimlari bir necha soniya ichida 100000 dan ortiq kompakt-disklarni to‘ldirishlari mumkin. Faqat bir oy ichida disklar soni shunchalik balandlikka etgan bo‘lar ediki, agar ular bir-birining ustiga yig‘ilsa, Oyga etib borish kifoya edi. Shuning uchun detektorlardan keladigan barcha ma'lumotlarni emas, balki faqat olingan ma'lumotlar uchun filtr vazifasini bajaradigan ma'lumotlarni yig‘ish tizimi tomonidan foydalanishga ruxsat berilganlarni yig‘ishga qaror qilindi. Portlash paytida yuz bergan 100 ta hodisani qayd etishga qaror qilindi. Ushbu hodisalar Evropa elementar zarralar fizikasi laboratoriyasida joylashgan Katta Adron Kollayder tizimining kompyuter markazi arxivida qayd etiladi, bu ham tezlatgich joylashgan. Yozilgan voqealar emas, balki ilmiy jamoatchilik uchun eng katta q iziqish uyg‘otadigan voqealar yozib olinmaydi. Yozgandan so‘ng, yuzlab kilobayt ma'lumotlar qayta ishlanadi. Buning uchun CERN-da joylashgan ikki mingdan ortiq kompyuterlardan foydalaniladi. Ushbu kompyuterlarning vazifasi - dastlabki ma'lumotlarni qayta ishlash va ulardan ma'lumotlar bazasini shakllantirish, bu keyingi tahlil qilish uchun qulay bo‘ladi. Bundan tashqari, yaratilgan ma'lumotlar oqimi GRID kompyuter tarmog‘iga yo‘naltiriladi. Ushbu Internet tarmog‘i dunyoning turli xil muassasalarida joylashgan minglab kompyuterlarni birlashtiradi, uchta qit'ada joylashgan yuzdan ortiq yirik markazlarni birlashtiradi. Bunday markazlarning barchasi CERN-ga optik tolali ulangan - ma'lumotlarni uzatishning maksimal tezligi uchun. Faktlar haqida gapirganda, strukturaning jismoniy xususiyatlarini ham eslatib o‘tishimiz kerak. Tezlatuvchi tunnel gorizontal tekislikdan 1,4% og‘ishda. Bu, birinchi navbatda, tezlatuvchi tunnelning katta qismini monolitik toshga joylashtirish uchun amalga oshiriladi. Shunday qilib, qarama-qarshi tomonlarga joylashtirish chuqurligi boshqacha. Agar Jenevaga yaqin joylashgan ko‘l tomonidan hisoblasak, chuqurlik 50 metrga teng bo‘ladi. Qarama-qarshi qism 175 metr chuqurlikda. Asosiy aylanaga kiritish uchun tayyorlanadigan va energiyasi 0,45 TeV bo‘lgan proton dastalarini hosil qiluvchi, qator yordamchi tezlatgichlar sinovlardan o‘tkazilib bo‘lindi. Test tajribalarini o‘tkazishda apparaturani shikastlanishdan asrash maqsadida intensivligi kam bo‘lgan proton dastalaridan foydalaniladi. Birinchi yurgizishda har bir yo‘nalishda energiyasi 7 TeV bo‘lgan protonlarning faqat bir to‘plamigina tsirkulyatsiya qiladi. KAK tunneli iloji boricha uning ko‘proq qismi monolit qoyaga joylashtirilgani uchun gorizontga nisbatan 1,4 foiz og‘gan holatni olgan. U Jeneva ko‘li tomonda 50 metr va uning qarama-qarshi tomoni esa 175 metr chuqurlikda joylashgan. Dengiz suvlari ko‘tariladigan kunlari Jeneva yaqinidagi yer 25 sm. ga ko‘tariladi va KAKning uzunligini 1 mm. ga oshirib dasta energiyasini 0,02 foizga o‘zgartiradi. Shuning uchun eksperimentatorlar dasta energiyasini 0,002 foiz aniqlikda nazorat qilib borishiga to‘g‘ri keladi. Umuman aytganda, KAK to‘rt yoyli sakkiz burchak shaklida bo‘lib ular eksperimental qurilmalar (detektorlar) hamda dastalarni boshqaruvchi tizimlar joylashgan qisqa to‘g‘ri sektsiyalar orqali bog‘langan. 2008 yilning 11 avgustida KAKning dastlabki sinovlari bo‘lib o‘tdi. Bunda zaryadlangan zarrachalar dastasi KAK aylanalaridan biri bo‘ylab 3 km. dan ko‘proq masofani o‘tdi. Shunday qilib olimlar super proton sinxronizatori (SPS)ning sinxronizatsiya ishini tekshirishni hamda nurni o‘ng tomondan yetkaza olishni uddalashdi. Bu sistemada haydalgan zarrachalar dastasi soat mili yo‘nalishida harakatlandi. Sinovlarning ikkinchi bosqichi 22 avgust kuni muvaffaqiyatli o‘tkazildi. Bunda zarrachalar dastasi soat mili yo‘nalishiga teskari yo‘nalishda harakatlantirildi. Shu kuni KAK sinovdan o‘tkazilayotgan daqiqalarda Toshkentda kuchli zilzila bo‘lgani biroz ko‘ngillarni xira qildi. 4-5 sentyabr kunlari KAKning tezlatgich trubalarida yuqori vakuum hosil qilindi va uchinchi yakunlovchi sinov testlari bilan qurilma tekshirilib, elementar zarrachalar dastasi berilgan yo‘nalishda harakatlanishiga yana bir bora iqror bo‘lindi. Keyingi sinov 10 sentyabrga belgilandi hamda test bo‘yicha kollayderni yurgizish ishini bevosita efirga «EURONEWS» telekanali orqali to‘g‘ridan to‘g‘ri uzatish belgilandi. Bunda to‘qnashuvchi zarrachalar energiyasi Tevatron kollayderidagiga nisbatan ikki marotaba past bo‘lishi maqsadga muvofiq deb topildi. 2008 yilning 21 oktyabrida esa 7 TeV energiyani egallash rejalashtirildi. Shundan so‘ng kollayderni ikki oyga qish mavsumida yopib, 2009 yilning bahorida to‘la energiya 14 TeVni egallash va sekin-asta nurlanishni oshirib borish rejalashtirildi. Shu munosabat bilan kollayderda mikroskopik qora o‘ralar hamda antimateriya fragmentlari yoki quyqalari strapelka, («G‘aroyib tomchilar» inglizcha strange lets - g‘aroyib materiyadan tarkib topgan gipotetik ob'ektlar - shartli ravishda aytganda, adronlarga birikmagan erkin kvarklar (yuqori, pastki va g‘aroyib)dir. Ulardan ba'zi bir xil neytron yulduzlar tarkib topgan deb hisoblanadi, lekin ularni neytron yulduzlarda strapelkalar deb atalmay, kichik ob'ektlar bo‘lganida ishlatiladi) va magnit monopoliyalari paydo bo‘lishi hamda buning oqibatida zanjir reaktsiyasi vujudga kelib, aylana atrofidagi materiyaning yutilishi xavfi borligini ro‘kach qilishlar ko‘payib ketdi. Magnit monopoliyalarining bor bo‘lishi protonlarning parchalanishini tezlashtirishi mumkin, lekin bu hol ham amalda hech qachon kuzatilmagan hodisadir (protonning taxminiy yarim parchalanish davri 1036 yilni tashkil qilib, olam paydo bo‘lgan vaqtdan ancha kattadir). Bir necha olimlar o‘z noroziliklarini bayon etib, Yevropa sudiga murojaat qilishga ulgurishdi. Gipotezalarning biriga binoan, manfiy zaryadlangan strapelkalarni Yerga tegishi butun planetani g‘aroyib materiyaga aylanishiga olib kelishi mumkin: biror atomning yadrosi bilan strapelkaning to‘qnashishi uni energiya ajratishiga va har tomonga strapelkalarning sochilishiga olib kelishi, ya'ni zanjir reaktsiyasi vujudga kelishi mumkin; Adron (grekcha hadros - kuchli - elementar zarrachalar sinfi), chin elementar bo‘lmagan kuchli ta'sirlashishga moyil. Adronlar ular tarkibidagi kvarklarga qarab ikki asosiy guruhga bo‘linadi: mezonlar - bir kvark va bir antikvarkdan tarkib topgan; barionlar - uch xil rangdagi uch kvarkdan tarkib topgan bo‘lib, rangsiz kombinatsiyani tashkil qiladi. Bizlarga ko‘rinib turadigan moddalarning asosiy qismi aynan barionlardan qurilgan bo‘lib - bular proton va neytron orqali atom yadrosini tashkil qiluvchi nuklonlardir. Barionlarga - elementar zarrachalari tezlatgichlarida olingan nisbatan og‘ir hamda noturg‘un ko‘pdan-ko‘p giperonlar ham kiradi. Mezonlarga pionlar ( - mezonlar) va kaonlar (K - mezonlar) va boshqa og‘ir mezonlar kiradi. Ilgarilari «mezon» termini «massa bo‘yicha o‘rtacha» ma'nosini berar edi va shuning uchun mezonlar qatoriga myuonlar deb nomlanuvchi zarrachalar ham kiritilgandi va ular - mezonlar deb nomlanardi. Hozirgi paytda myuonlar adrion emasligi, ular leptonlar sinfiga mansubligi aniqlandi. CERNning maxsus ajratilgan olimlar va mutaxassislardan tashkil topgan guruhi tayyorlagan hisobotlarda xavfning uch asosiy turi: manfiy zaryadlangan strapelkalar, qora o‘ralar va magnit monopoliyalarining tahlili ustida batafsil to‘xtalib, vahimali chiqishlarning noo‘rin ekanligini ochiq-oydin ko‘pgina ilmiy dalillar bilan ko‘rsatib bera oladigan ma'ruza tayyorlashdi. Uning asosida loyihaning eng ko‘zga ko‘ringan olimi, Kembrij universiteti professori Stiven Xoking nutq so‘zlab, xavotirga o‘rin yo‘q ekanligini isbotlab berdi hamda «Apokalipsis bo‘lmaydi» deb barchani ishontirdi. Adrian Kentning ilmiy maqolasi ham uning fikrlarini tasdiqladi. Hisobot mualliflari agarda magnit monopoliyalari Dirak monopoliyalari (magnit monopoliyalarining mavjudligi xulosasiga Dirak o‘tgan asrning 30-yillarida Maksvell tenglamalarini simmetrik holatga keltirganida kelgan) kollayderda vujudga kelgan va protonlarni parchalanishini tezlashtirgan taqdirda ular faqatgina 1018 protonnigina halok qilishga ulgurishi mumkinligini ko‘rsatib, bu miqdor nisbatan juda ham kichkina ekanligiga e'tiborni qaratishdi. XXI asrning boshlarida, KAKni qurishga kirishishdan oldin CERN Buyuk Britaniya, Germaniya, Daniya, Frantsiya va Shveytsariya davlatlarining olti olimi ishtirokida tuzilgan maxsus komissiyaga topshiriq berib, yangi tezlatgichda yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan xavf-xatarlarni tahlil qilishni topshirgan edi. 2003-yili komissiyaning hisoboti chop etilib, biror-bir vahimaga o‘rin yo‘q ekanligi isbotlab berildi. Rossiyalik olimlar, fizika-matematika fanlari doktori, professor Irina Arefeva va Rossiya Fanlar akademiyasi muxbir a'zosi, fizika-matematika fanlari doktori Igor Volovich kollayder eksperimentlari vaqt mashinasini vujudga keltirishi mumkin degan nuqtai nazarda bo‘lib turishibdi. Dastlab fiziklar kvarklar to‘g‘risidagi fikrga elementar zarrachalarning xususiyatlarini tahlil qilish borasida kelishgan. Adronlarning haddan tashqari ko‘pligi va leptonlarning kamligi fiziklarni o‘ylantirib qo‘ygan. Kvark gipotezasini ilgari surish, kvarklar turining soni leptonlar turining soniga teng bo‘lishi kerak, degan qoidaning shakllanishiga olib keldi. Kvarklarning o‘ziga xosligi shundaki, ular fermionlardir (kvark spini 1/2 ga teng). Bir holatni faqatgina ikkita fermion olishi mumkin va bunda ularning spinlari, albatta, qarama-qarshi yo‘nalgan bo‘lishi shart. Fermionlar ham, bozonlar ham faqat fermionlardangina tarkib topgan bo‘ladi, bunda fermionlarning toq soni fermionlarni bersa, juft soni bozonlarni hosil qiladi. 2008-yilning 10-sentyabr kuni Toshkent vaqti bilan 12:30 da kollayderning ishlashini to‘g‘ridan-to‘g‘ri efirga uzatib, Yevropa telekanallari orqali CERNdan teletranslyatsiya olib borildi. Olimlar oldiniga protonlarni kollayderning sakkiz sektsiyasidan biriga yuborishdi, so‘ngra ikki sektsiyasiga, undan so‘ng esa uchta sektsiyasiga va h.k va nihoyat protonlar barcha sakkiz sektsiyalar bo‘yicha harakat qila boshladi. Har bir sektsiyani protonlar 10 mikrosekundlar atrofida va sakkiz sektsiyani o‘tib to‘la aylana bo‘yicha bir marta to‘la aylanishi uchun esa 90 mikrosekund vaqt sarf bo‘ldi. Toshkent vaqti bilan 12:45 da barcha sakkiz sektsiyani o‘tib ulgurgan protonlar dastasining quvvati KAKning loyiha bo‘yicha erishishi mumkin bo‘lgan miqdorning o‘ttizdan birini tashkil etadi. Olimlar proton dastalarining har bir sektsiyadan o‘tishini qarsaklar bilan kutib olishgan. Toshkent vaqti bilan soat 13:00 da loyiha rahbari Liin Evans o‘zining birinchi brifingini o‘tkazdi. Olim kollayderning ishi muvaffaqiyatli boshlanganligini aytgan. Keyinchalik 21-oktyabrda kollayder bo‘ylab qarama-qarshi yo‘nalishlarda protonlarning ikki dastasi yuborilib, ular o‘zaro to‘qnashtiriladi. Ya'ni, 21-oktyabrda birinchi marotaba kollayderni yasashdan maqsad bo‘lgan eksperimentlarni boshlash rejalashtirilgan. To‘la 14 TeV li eksperimentlarni boshlash esa 2009-yilning bahoriga mo‘ljallangan. KAK da ushbu energiyaga erishilgach, olimlar materiya qanday tuzilgani, ya'ni Higgs bozoni izlarini, «supersimmetriya»ni, «ekzotik nazariya» deb nomlanuvchi «higgs mexanizmi»ni va shu kunda ma'lum bo‘lgan eng og‘ir fundamental zarracha Top-kvarklarni hamda qo‘rg‘oshin yadrolarini to‘qnashtirish natijasida Olam barpo bo‘lgan paytning harorati 1,5 trillion gradus issiqlikka erishishni, fazo va vaqt tushunchasiga aniqlik kiritishni maqsad qilib olganlar. 19-sentyabr soat 12-27 da KAKning ishida jiddiy to‘xtash ro‘y berdi. 3-4 sektsiyalar orasidagi magnitlardan biri o‘ta o‘tkazuvchanlik holatidan normal holatga o‘tib qoldi va tezlatgich tunneli ichiga bir tonnaga yaqin suyuq geliy quyilib ketdi. 13-sentyabrda ham bir transformator ishdan chiqqan edi. Natijada kollayder ishi shu kunlarda bir necha oyga to‘xtab qoldi. Kollayder tunnelining ko‘pchilik tasavvur qilganidek aylana emas, to‘rt yoyli sakkiz burchak shaklida bo‘lishi ham qiziq. Qisqa qismlar tufayli burchaklar hosil bo‘ladi. Ularda o‘rnatilgan detektorlar, shuningdek tezlashtiruvchi zarralar nurini boshqaruvchi tizim mavjud. 2.3. Higgs bozoni X iggs bozoni nima? O‘rta maktab kursida elektronlarni planetalarga o‘xshash kichik sharlar deb, kvant mexanikasidan xabari bor insonlar esa,ularni bulutlar deb tasavvur qiladi. Yoki «maydon», «to‘lqin», yohud «zarra» deb hisoblaydilar.Xiggs bozoni Xiggs maydoni kvanti bo‘lib, zarralar bu maydondan o‘tganda qarshilikka uchraydi, ya'ni ularning massasi o‘zgaradi. Aniqrog‘i, Xiggs bozoni elementar zarralarni massa bilan ta'minlaydi. Ya'ni buni, elementar zarralarni «qovushqoq» maydonda og‘irlashib qolganday tasavvur qilish mumkin. Bu modelga binoan bizning olamimiz shu bozonlarga to‘la va ularni elementar zarralar bilan ta'sirlashuvi natijasida massaga ega bo‘ladilar deb tasavvur qilinadi. Shuning uchun ham ushbu zarrani tabiatda mavjudligini isbotlash nazariy fizika uchun juda dolzarb masala edi. Xiggs bozonining topilishi fan va elementar zarralar fizikasi uchun juda katta progress hisoblanadi. Birinchi navbatda zarralar va olamni qanday tuzilganligi to‘g‘risidagi bilimlarimiz yanada mukammallashadi.Shotlandiyalik 35 yoshli fizik Piter Xiggs 1964-yili nazariy fizika sohasidagi taniqli ilmiy jurnallardan birida bor-yo‘g‘i bir yarim betdan iborat bo‘lgan ilmiy maqolasida shunday bozon mavjudligini bashorat qilgan edi. Ushbu tadqiqot ishida tadqiqotchi o‘zining keyinchalik «Standart model» deb atalgan nazariyasini taklif etdi. Bu nazariyani yaratishda Xiggs g‘ayrioddiy skalyar maydon xossalariga asoslangan edi. Aynan mana shu maydon keyinchalik «Xiggs maydoni» deb atala boshlandi. Shundan buyon «Standart model» elementlari qatoriga b va t-kvarklarni hamda W va Z-bozonlarni kiritish mumkin. Lekin,ko‘p urinishlarga qaramay Xiggsning kvant maydoni (Xiggs maydoni)ni aniqlashning iloji bo‘lmagan edi.Bugungi kunda elementar zarralarning tuzilishi va o‘zaro ta'sirlashuvining nazariy hamda amaliy tasdig‘ini topgan «standart model» deb ataluvchi model yordamida tushuntiriladi. Kam sondagi postulatlarga asoslangan bu model yordamida elementar zarralar olamida kechuvchi minglab turdagi jarayonlarni nazariy jihatdan bashorat qilish mumkin. Fiziklarning fikriga ko‘ra, bu model hali to‘la mukammal shaklga yetgani yo‘q. Bu modelning asosiy qahramonlari klassik mexanikadagi zarralar yoki «zarra-to‘lqin»lar emas, balki kvant maydoni hisoblanadi. Bugungi kunda fiziklar «zarra» deganda alohida nuqtaviy obyektni emas, balki aynan maydon holatini tushunadilar. Shuning uchun ham Xiggs bozonini amalda topish uchun insoniyat tarixidagi eng qimmat (umumiy qiymati 10 milliard dollarga yaqin) bo‘lgan Katta adron kollayderi qurildi. Katta deb atalishiga cabab, o‘lchamlari juda katta bo‘lgani, aniqrog‘i, aylana ko‘rinishdagi tezlatkichning uzunligi 26659 metrga tengligidandir, adron deyilishiga sabab, ushbu tezlatkich adron, ya'ni og‘ir zarralarni tezlashtiradi, kollayder degani «to‘qnashtiruvchi» ma'nosini beradi, ya'ni og‘ir zarralar qarama-qarshi yo‘nalishda tezlashtirilib ma'lum nuqtada to‘qnashtiriladi. Kollayder yer yuzasidan 100 metr chuqurlikda joylashgan bo‘lib, Shveytsariya va Fransiya hududlaridan o‘tgan. Bu yerda 100ga yaqin davlatlardan tanlab olingan 10000 dan ko‘proq yosh olim va muhandislar ilmiy izlanish olib bormoqdalar. Kollayder-tezlatkich yordamida Xiggs bozoniga mos keladigan massa diapozoni aniqlandi. Yuqorida aytib o‘tganimizdek, ushbu kollayderda zarrachalar misli ko‘rilmagan katta energiyaga ega bo‘lgan holda to‘qnashuvga uchraydilar. Bu eksperimental izlanishlar davomida olimlar qachonlardir koinotda yuz bergan Katta Portlashdan so‘ng yuz bergan jarayonlarga yaqin holatni o‘rganmoqdalar. Boshqacharoq aytadigan bo‘lsak, biz bu yerda borliq dunyo paydo bo‘lgan dastlabki nanosekunddan keyingi holat guvohi bo‘lamiz. O‘sha holatda butun borliq dunyo kvarklar va boshqa zarralardan tashkil topgan qizigan plazmalardan iborat bo‘lgan. Xiggs bozoni avvaliga nazariy jihatdan bashorat qilingan bo‘lsa-da, oradan bir necha yil o‘tib, 2012-yilning 4-iyulida Yadro tadqiqotlari bo‘yicha Yevropa Tashkiloti (CERN) xodimlari tomonidan katta adron kollayderida massasi 125-126 GeV bo‘lgan zarra sifatida qayd qilinganligi xabar qilindi. Bu zarra shu paytgacha topilgan bozonlar ichida eng og‘iridir. CERN olimlari 2013-yilning mart oyida yana bir marta, 2012-yilning iyulida topilgan zarrani haqiqatan ham Xiggs bozoni ekanligini tasdiqladilar. Xiggs bozoni bizga nima beradi? Buning uchun, balki, ko‘p yillar kerak bo‘lar. Masalan, kvant mexanikasi yaratilgandan bir necha o‘n yillar o‘tibgina lazerlar yaratildi va mana bugungi kunda ulardan turli sohalarda amaliy maqsadlarda foydalanib kelmoqdamiz. Yoki bugungi rivojlangan texnologiyalar yuz yil oldin yaratilgan kvant fizikasining davomi bo‘lgan nano-fizika, yadro fizikasi yordamida bo‘lyapti. Mana bugungi kunga kelib o‘sha bilimlarimizdan foydalanib yangi materiallar va dori-darmonlar, bioobyektlar yaratilmoqda. Elementar zarralar fizikasi atom va molekulyar fizikaga qaraganda ham materiya tuzilishini chuqurroq o‘rganadi. Bugungi kunda bu kashfiyotning amaliy 150 yil oldin o‘z vaqtida elektrga oid tajribalarini o‘tkazayotganda, u ham amaliy ahamiyatini o‘ylamagandi. Al Xorazmiy bundan 1200 yil oldin o‘zining algoritmlarini (Al Xorazmiy-lotinda algoritm) yaratayotganda, bugungi kundagi qo‘l telefonlari-yu kompyuter dasturlariga tamal toshini qo‘yganini sezgan bo‘lsa, ne ajab? Maksvell elektromagnit ta'sirlarni o‘rganayotib, bu bilimlarni televidenie va tezkor aloqada foydalanish mumkinligini anglagan bo‘lsa? Demak, fandagi oldinga tashlangan har bir qadamning izi chuqur bo‘ladi va albatta, insoniyatning farovon hayot haqidagi orzulariga yetishish yo‘lidagi muqaddas qadamga aylanadi. Piter Xiggsning elementar zarrachalar fizikasi rivojiga qo‘shgan buyuk ilmiy hissasi izsiz qolmadi. 2013-yil oktyabr oyining boshlarida Xalqaro Nobel mukofotiga sazovor bo‘lgan tengsiz olim, yozuvchi va davlat arboblari qatorida Piter Xiggsning nomi ham borligi va unga fizika sohasidagi ushbu noyob mukofot nasib etganligi haqidagi xabar e'lon qilindi. Bu mukofot olimning yillar davomida olib borgan ilmiy izlanishlariga berilgan yuksak baho edi. 1990-yillarning oxirida mavjud 4 ta o‘zaro ta`sirning 3tasini – kuchli, elektromagnit va kuchsiz o‘zaro ta`sirlarni birlashtirgan Standart model’ (SM) ishlab chiqildi. Gravitatsion o‘zaro ta`sir esa haligacha UNN doirasida bayon qilinadi. SHunday qilib, hozirda fundamental o‘zaro ta`sirlar 2 ta umum qabul qilingan nazariyalar – UNN va SM orqali bayon qilinadi. Bu nazariyalarni birlashtirish kvant gravitatsiya nazariyasini yaratish qiyinligidan haligacha amalga oshmadi. Standart model’ elementar zarralarning yakuniy nazariyasi hisoblana olmaydi. Bu model’ mikrodunyo tuzilishi nazariyasining ma`lum qismi, ya`ni kollayderlarda 1 TeV dan kichik energiyalarda eksperimentlarda kuzatiladigan bir qismi bo‘lishi mumkin. Bu nazariyani “Yangi fizika” yoki “Standart modeldan tashqaridagi” nazariya deb atashadi. Shu sababli Katta adron kollayderining bosh vazifasi elementar zarralar nazariyasi Standart model’ga qaraganda ancha yuqori darajadagi nazariya ekanligiga biror “ishora”ni topishdan iborat. Barcha o‘zaro ta`sirlarni bitta nazariya doirasida birlashtirish uchun har xil usullar qo‘llanilmoqda: torlar nazariyasi, M-nazariyalar, supergravitatsiya nazariyasi, kvant gravitatsiyasi va boshqalar. Ularning ayrimlari o‘z ichki muammolariga ega va birortasi tajribada tasdiqlangan natijaga ega emas. Asosiy muammo esa eksperiment o‘tkazish uchun mavjud tezlatkichlarda erishish mumkin bo‘lmagan energiyaning zarurligidir. Katta adron kollayderi aynan shunday energiyalarda eksperiment o‘tkazishga va mavjud modellarning to‘g‘ri yoki noto‘g‘ri ekanligini aniqlashga imkon beradi. Masalan, 4 tadan yuqori o‘lchamga ega ko‘plab fizik nazariyalar mavjud va bu nazariyalar “supersimmetriya” mavjudligini ilgari suradi. Masalan, torlar nazariyasi yoki bu nazariya supertorlar nazariyasi ham deyiladi, chunki supersimmetriyasiz bu nazariya o‘z ma`nosini yo‘qotadi. Supersimmetriya mavjudligining eksperimentda tasdiqlanishi bu nazariyalarning to‘g‘riligini tasdiqlagan bo‘lardi. Top-kvark - eng og‘ir kvark hisoblanadi. So‘nggi Tevatron natijalariga ko‘ra uning massasi GeV/s2 ga teng. Massasi og‘irligidan bu kvark hozirga qadar faqat bitta tezlatkich – Tevatronda kuzatildi. Boshqa tezlatkichlarda uning hosil bo‘lishi uchun energiya etishmadi. Ikkinchi tomondan top - kvarkning o‘zi fiziklar uchun qiziq bo‘lib qolmasdan, bu kvark Xiggs bozonini o‘rganish uchun “instrument” vazifasini ham bajaradi. CHunki Xiggs bozoni katta adron kollayderida top-kvark – antikvark juftligi bilan birgalikda tug‘iladi, ya`ni hosil bo‘ladi. Shunday Xiggs zarralarining to‘g‘ilishini fondan ishonchli ajratib olish uchun oldindan top – kvarklar xossalarini yaxshilab o‘rganish zarur. Elektrozaif simmetriya mexanizmini o‘rganish katta ahamiyatga ega.W- va Z-bozonlar tug‘ulishini ko‘rsatuvchi Feynman diagrammalari n eytral Xiggs bozonining ham tug‘ulishini ko‘rsatadi. Katta adron kollayderining asosiy maqsadlaridan biri aynan shu Xiggs bozonining mavjudligini isbotlashdir. Xiggs bozonining mavjudligi shotland fizigi Piter Xiggs tomonidan 1964-yilda Standart model doirasida bashorat qilingan. Xiggs bozoni Xiggs maydoni kvanti deb faraz qilinadi. B u maydon orqali zarralar o‘tganda ma`lum qarshilikka uchraydi va massaga ega bo‘lishadi. Xiggs bozoni nostabil va katta massa (120 GeV/c2 dan katta) ga ega. Xiggs bozonining o‘zidan tashqari bu mezon elektrozaif o‘zaro ta`sirda simmetriya buzulishining Xiggs mexanizmini ham ta`minlashi kerakligi sababli ham uning eksperimentda tasdiqlanishi o‘ta muhimdir. Kvark-glyuon plazma holatini o‘rganish ham muhim fizik masalalardan biridir. Kollayderda har yili 1 oy mobaynida yadrolar to‘qnashishi sodir qilinadi. Bunda qo‘rg‘oshin yadrolari tezlatiladi va detektorlarda bu yadrolar to‘qnashishi sodir qilinadi. Yadrolarning bunday ultrarelyativistik tezliklarda noelastik to‘qnashishida qisqa vaqt davomida zich va issiq yadro moddasining hosil bo‘lishi va keyinchalik uning parchalanishi sodir bo‘ladi. Bunda moddaning kvark-glyuon plazma holatiga o‘tishi va keyinchalik sovushi kuzatiladi. Bu hodisani o‘rganish va tushunish mukammal kuchli o‘zaro ta`sir nazariyasini qurish uchun zarurdir. Bu muammoni o‘rganish Yadro fizikasi va Astrofizika uchun ham o‘ta foydalidir. Supersimmetriya nazariyasini asoslash ham katta adron kollayderi maqsadlaridan biridir. Bu nazariyaga ko‘ra har bir elementar zarra juda og‘ir massali jufti (partneri) ga, ya`ni “superzarra”siga ega. Foton-adron va foton-foton tuqnashishlarni o‘rganish Katta adron kollayderida o‘rganiladigan jarayonlardan biridir. Ma`lumki, elektromagnit o‘zaro ta`sir fotonlar (ayrim hollarda virtual’ fotonlar) almashishi orqali sodir bo‘ladi. Boshqacha aytganda fotonlar elektromagnit maydon tashuvchilari hisoblanadi. Protonlar elektr zaryadiga ega va shu sababli elektrostatik maydon bilan o‘ralgan. Shu sababli bu maydonni virtual’ fotonlar bululti deb faraz qilishimiz mumkin. Har qanday proton, ayniqsa relyativistik proton o‘z atrofida shunday virtual’ zarralar bulutini hosil qiladi. Bu virtual’ zarralar buluti protonning tarkibiy qismi hisoblanadi. Protonlar o‘zaro to‘qnashganda har bir protonni o‘rab turgan bu virtual’ zarralar ham o‘zaro to‘qnashadilar. Zarralarning o‘zaro to‘qnashish jarayoni matematik nuqtai-nazardan qator tuzatmalarga ega va bu tuzatmalarning har biri ushbu virtual’ zarralar o‘zaro ta`sirini aks ettiradi. Buni Feynman diagrammalarda ko‘rish mumkin. Shu sabab protonlar to‘qnashishini tadqiq qilishda yuqori energiyalardagi moddaning fotonlar bilan o‘zaro ta`siri ham bevosita o‘rganiladi va bu tadqiqotlar nazariy fizika uchun katta ahamiyatga ega. Shu bilan birga alohida turdagi jarayonlar – protonlar o‘zaro to‘qnashishida ikki fotonning o‘zaro ta`sir va foton-adron o‘zaro ta`sir jarayonlari ham o‘rganiladi. Yadrolar o‘zaro ta`sirida, yadrolar elektr zaryadining kattaligi sababli, elektromagnit jarayonlarning ta`siri yanada yuqori bo‘ladi. ekzotik nazariyalarni tekshirish ham Katta adron kollayderi vazifalaridan biridir. Ma`lumki, 20-asr nihoyasida nazariyotchilar tomonidan Olam tuzulishi to‘g‘risida ko‘plab noodatiy g‘oyalar ilgar surildi. Bu g‘oyalar “ekzotik modellar” yoki “ekzotik nazariyalar” deb ataladi. Bunday nazariyalarga 1 TeV energiya masshtabidagi kuchli gravitatsiya nazariyasi, katta o‘lchamli modellar, preon modellari (bu modellarda kvarklar va leptonlar boshqa mayda zarralardan tashkil topgan deb qaraladi) va yangi turdagi o‘zaro ta`sirga asoslangan modellar kabilar kiradi. ekzotik nazariyalarning yuzaga kelishiga asosiy sabab hozirda mavjud eksperimental natijalar yagona kuchli o‘zaro ta`sir nazariyasini qurish uchun etarli emas. Lekin mavjud eksperimental natijalar bu nazariyalarni ma`lum ma`noda tasdiqlaydi. SHu sababli katta adron kollayderida olinadigan natijalar bu nazariyalarni tekshirish imkoiyatini beradi. SHu bilan birga Katta adron kollayderida parallel’ koinotni izlash takliflari ham mavjud, ya`ni mini qora o‘ra hosil qilish orqali. Modernizatsiya qilingandan keyin Katta adron kollayderi energiyasi 14 TeV ga etishi rejalashtirilgan. Bundan tashqari Standart model’ bayon qila olmaydigan jarayonlarni topish, W- va Z-bozonlar xossalarini tadqiq qilish, o‘ta yuqori energiyalarda yadro o‘zaro ta`sirlarini hamda b- va t- kvarklarning tug‘ilish va parchalanish jarayonlarini o‘rgaish kabi muammolar ham Katta adron kollayderi vazifalari qatoriga kiradi. XULOSA Yuqori texnologiyalar mavjudligi xatoliklarni istisno qilishiga qaramay, amalda barchasi boshqacha. Tezlatgichni yig‘ish paytida avtohalokatlar bilan birga kechikishlar ham bo‘lgan. Aytishim kerakki, bu holat kutilmagan bo‘lmagan. Qurilma juda ko‘p nuanslarni o‘z ichiga oladi va shu qadar aniqlikni talab qiladiki, olimlar shunga o‘xshash natijalarni kutishdi. Masalan, uchirish paytida olimlar duch kelgan muammolardan biri protonlar nurlarini to‘qnashuvidan oldin ularni yo‘naltirgan magnitning ishdan chiqishi edi. Ushbu jiddiy baxtsiz hodisa magnit tomonidan supero‘tkazuvchanlikni yo‘qotishi sababli tog‘ning bir qismi buzilishi natijasida yuzaga keldi. Ushbu muammo 2007 yilda boshlangan. Uning sababi bilan kollayderni ishga tushirish bir necha bor qoldirilgan va faqat iyun oyida ishga tushirish sodir bo‘lgan, deyarli bir yildan so‘ng kollayder ishga tushirilgan. Kollayderning so‘nggi ishga tushirilishi muvaffaqiyatli bo‘lib, ko‘plab terabayt ma'lumot to‘plandi. Jahondagi minglab fiziklar o‘tgan asr davomida o‘zlarining nazariyalari va eksperimentlari asosida materiyaning ajoyib fundamental manzarasini yaratishdi va u Zarrachalar va Kuchlarning Standart Modeli degan nom oldi. Standart Model bugungi kunda yaxshi tekshirilgan fizik nazariyadir va u ko‘plab turli-tuman hodisalarni tushuntirib va oldindan aytib bera oladi. O‘ta aniq eksperimentlar nazariya oldindan aytib bergan hisob-kitoblarni bir necha bor tasdiqlagan. Lekin shu bilan bir qatorda hali yechilmagan masalalar ham turibdi. Masalan, nega elementar zarrachalar massaga ega va nega ular turli-tuman? Ushbu savolga javob Standart Model doirasida bo‘lgan Higgs (Higgs) - mexanizm g‘oyasida yotgan bo‘lishi mumkin. Unga binoan barcha fazo «Higgs maydon»lar bilan to‘la bo‘lib, ushbu maydonlar bilan o‘zaro ta'sirlashganda zarrachalar ularning massalariga ega bo‘ladi. Higgs maydon bilan kuchli ta'sirlashadigan zarrachalar - og‘ir, kuchsiz ta'sirlashadigan zarrachalar esa yengildir. Nazariyaga binoan Higgs maydon bilan bog‘liq bo‘lgan kamida bitta zarracha - Higgs bozon mavjud. Agar bunday zarracha mavjud bo‘lsa, KAK uni aniqlashga qodir. Boshqa jumboq to‘rtta turli o‘zaro ta'sir kuchlariga aloqadordir. Olam yosh va hozirgiga nisbatan judayam qaynoq bo‘lgan davrlarda bu to‘rttala kuchlar bir kuch ko‘rinishida bo‘lgan. Elementar zarrachalar fiziklari buni bir nazariya doirasida bayon qilish mumkinligiga umid bog‘lashgan va ushbu yo‘nalishda ba'zi yutuqlarga erishishgan. Ikki «elektromagnit» va «kuchsiz» o‘zaro ta'sir 1970 yillarda bir umumiy nazariyaga birlashtirildi va bir necha yillar o‘tgach CERNda o‘z tasdig‘ini topdi hamda Nobel mukofoti bilan taqdirlandi. Lekin eng kuchsiz va kuchli ta'sir («gravitatsiya» va «kuchli»)lar hali yetarlicha tahlil qilinganicha yo‘q. Kuchlarni bir nazariya bilan birlashtirish borasida o‘ziga xos eng yaxshi g‘oya supersimmetriya yoki qisqacha SUSI (SuSy) bo‘lib turibdi. SuSy chiqargan xulosalarga ko‘ra har bir ma'lum zarrachaning «suppersimmetrik» o‘xshashi mavjuddir. Agarda nazariya haq bo‘lsa, u holda KAK da supersimmetrik zarrachalar topiladi. KAK antimateriya jumbog‘ini yechib berishi kerak. Ilgari antimateriya bu materiyaning to‘la aksi, go‘yoki materiyani antimateriya bilan almashtirib va natijaga «ko‘zgu» orqali qaralsa, farqiga borib bo‘lmasligi tushunilardi. Hozirda bunday o‘zgartirish ideal bo‘lmasligi va materiya-antimateriya o‘zgartirish stabil emasligi ma'lum. KAK juda ham yaxshi «antimateriya ko‘zgusi» bo‘lishi mumkin va u Standart Modelni shafqatsizlarcha tekshiruvdan o‘tkazadi. KAK yurgizib yuborilganidan so‘ng elementar zarrachalarning jahondagi eng yuqori energiyali tezlatkichi bo‘ladi. AQSh, Batava, Illinoys shtatidagi Fermi nomli tezlatgich Milliy laboratoriyasidagi proton-antiproton Tevatron (Tevatron) kollayderidan va AQSh dagi Brukxeyven laboratoriyasida ishlab turgan og‘ir ionlarning relyativistik kollayderlardan energiya bo‘yicha 7-8 marotaba kuchlilik qiladigan bo‘ladi. To‘qnashayotgan protonlarning energiyasi ularning tinch holatdagi to‘liq energiyasidan 7 ming marotaba kattaroq bo‘ladi va shu bilan bir qatorda zarrachalar dastasining intensivligi ulardagidan 40 marotaba katta bo‘ladi. Protonlar kollayderning aylana shaklidagi barcha 27 km. li uzunligi bo‘ylab taqsimlangan 3 ming igna shaklidagi dasta ko‘rinishida harakatlanadi. Har bir to‘plam 100 milliard protonlarga ega bo‘lib, to‘qnashuv nuqtalarida bir necha santimetrli uzunlikda (igna uzunligida) va diametri 16 mikron bo‘ladi (inson sochi tolasining eng ingichkasining qalinligi). Ushbu ignalar detektorlar joylashgan zonalarda o‘zaro to‘qnashadilar va sekundiga 600 million to‘qnashuv sodir bo‘ladi. Ushbu to‘qnashuvlar (yoki fizika tili bilan aytganda sob?tie-voqea) amalda protonlarni tashkil qiluvchi zarrachalar kvarklar va glyuonlar orasida bo‘ladi. Bunda ular o‘rtasidagi masofa misli ko‘rilmagan darajagacha 10 darajasi minus 18 metrgacha kamayadi. Zarrachalar energiyasi maksimal bo‘lganida birlamchi protonlarda mavjud bo‘lgan energiyaning yettidan biricha qismi, ya'ni 2 TeV energiya ajralib chiqadi. Detektorlarning to‘rtta gigant sistemasi, ularning eng kattasi Parijdagi Notr-Dam soborining yarmini egallagan bo‘lar edi va eng og‘iri Eyfel minorasidagidan ko‘proq temirni o‘ziga jamlagan. Har bir to‘qnashuvda protonlar parchalanib turli tomonlarga kvarklar ko‘rinishida sochilib ketadi va kvarklar yakka holda mavjud bo‘la olmasligi sababli ular bir zum o‘tmay birlashib turli tomonlarga ulkan tezlik bilan sochilayotgan yangi zarrachalarni hosil qiladi va kollayder detektorlari ularning parametrlarini o‘lchab boradi. Detektorlarning o‘lchamlari haddan tashqari katta bo‘lishiga qaramay, ularning elementlari 50 mikron aniqlik bilan montaj qilingan. KAK proekt quvvatiga yetganida unda tsirkulyatsiya qilayotgan zarrachalar energiyasi tezligi 100 km/soat bo‘lgan 900 avtomobilning kinetik energiyasiga yoki 2 tonna suvni qaynatishga yetarli bo‘ladi. Xalqaro loyiha bo‘lgan KAK ning amalga oshishida CERNga a'zo 20 davlat hamda kuzatuvchi sifatida AQSh, Yaponiya, Rossiya, Kanada, Xitoy va boshqa davlatlar ishtirok etyapti. Katta adron kollayderining vujudga kelishida dunyoning barcha yetakchi olimlari, shu jumladan, o‘zbekistonlik fiziklar ham o‘z hissalarini qo‘shgan. U yetti yil davomida qurildi. Unda proton va ionlar yorug‘lik tezligiga yaqin tezlikkacha haydalib o‘zaro to‘qnashtiriladi. Bunda bizning Olam vujudga kelganga o‘xshash holatlar vujudga kelishi kerak. Boshqacha qilib aytganda, Katta adron kollayderi Katta portlashni va u ro‘y bergandagi hodisalarni «laboratoriya» sharoitida vujudga keltirish uchun qurilgandir. Kollayder ishidagi ikkinchi muhim tomon Olamdagi qora o‘ralar ichidagi sharoitlarning o‘xshashini vujudga keltirishdir. Bundan tashqari, qora materiya va qora energiya jumbog‘iga javob qidiriladi hamda ularning paydo bo‘lish qonuniyatlari aniqlanadi. Olamdagi eng kuchli nurlanish manbalari termoyadro reaktsiyalari yoki anniglyatsiyaviy protsesslar natijasi emasligi diqqatga sazovordir. Odatda modda og‘irlik kuchi ta'sirida ulkan energiyalargacha tezlanib «pastga tushadi» va uning o‘sha energiyasi «nurlanadi». Olamda neytron yulduzlar hamda qora tuynuklar ko‘rinishida juda ham zich va ixcham ob'ektlar mavjud bo‘lib, ular atrofida og‘irlik kuchi juda ham ulkandir. Faraz qilaylik, agar modda neytron yulduzning ustiga tushayotgan bo‘lsa, u yorug‘lik tezligining yarmiga teng bo‘lgan tezlikka erishadi. Bunda ajralib chiqadigan energiyaning effektivligi yadroviy va termoyadroviy reaktsiyalarda bo‘lishi mumkin bo‘lganiga nisbatan bir tartibdan ko‘proq yuqori bo‘ladi. Qisqa qilib aytganda KAK “Umumiy borliq nazariyasini” yaratishga katta yordam berishi kerak. Undan ulkan natijalar kutilmoqda. Yüklə 0,92 Mb. Dostları ilə paylaş:
| ||||||||||||||