Murotov Hayotjonning atom yadrosi va elementar zarralar fizikasi fanidan kurs ishi

2.6 Mezonlar va yadro kuchi
Oldingi bobda ayirboshlash kuchlarining rasmiy ta'rifi berilgan va zaryadlar, spinlar yoki koordinatalarning almashinuvi bilan bog'liq masalalar ko'rib chiqilmagan. Almashish mexanizmi g'oyasi Dirak tomonidan elektromagnit ta'sir o'tkazish nazariyasini qurishda foydalangan fikrlarga o'xshashdir.
Ushbu nazariyada elektromagnit hodisalarning ikkilangan, korpuskulyar-to'lqinli tabiati to'lqin analogiyasi yordamida talqin etiladi, unga ko'ra o'zaro ta'sir qiladigan zaryadlar yoki oqimlarni o'rab turgan kosmosda har bir nuqtada potentsial yoki kuchlanish vektorlari bilan tavsiflangan maydon mavjud. Boshqa tomondan, xuddi shu hodisalarni kvant tushunchasi yordamida izohlash mumkin. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, Bose - Eynshteyn statistikasiga bo'ysunadigan va nolga teng zaryad va tinchlik massasiga ega bo'lgan "zarrachalar" bo'lgan fotonlar - "bu maydonning kvantlari" tushunchasi. Fotonlar chiqarilishi va so'rilishi, ya'ni paydo bo'lishi va yo'q bo'lib ketishi mumkin; zaryadlarning o'zaro ta'sirini elektromagnit maydonning kvantlari almashinuvi bilan izohlash mumkin.
Shunga o'xshash tushunchalar nuklonlarning o'zaro ta'siri nazariyasini qurishda ishlatilgan. Har bir nuklon o'ziga xos "nuklon zaryadi" bilan ajralib turadi, deb taxmin qilingan edi. Ushbu maydon kvantlarga mos keladi, bu elektromagnit maydonning kvantlaridan farqli o'laroq, nolga teng bo'lmagan tinchlik massasiga ega bo'lishi mumkin. Birinchi marta bu g'oyani 1934 yilda D. D. Ivanenko va I. E. Tamm bildirdilar, ular yadro maydonining kvantlari elektronlar va neytrinalar deb taxmin qildilar. Yadro shovqini elektron-neytrino maydoni orqali sodir bo'ladi degan taxmin yadro kuchlarining qisqa masofaga joylashganligini tushuntirishga imkon berdi, ammo nuklonlarning bog'lanish energiyasining juda kichik qiymatlariga olib keladi.
Ushbu g'oya Yukavaning ishida yanada rivojlanib, u yadro kuchlari maydonining "og'ir" kvantini (o'sha paytda hanuzgacha faraziy) zarracha bo'lib, dam olish massasi 200 ga yaqin elektron massasiga teng. 1937 yilda kosmik nurlanish tarkibida massasi 200 te ga yaqin bo'lgan mezon deb nomlangan zarra topildi. Dastlab, yadro maydonining kvanti aynan shunday mezon ekanligiga ishonishgan; ammo, keyingi tadqiqotlar bu noto'g'ri ekanligini ko'rsatdi. M me bilan zarracha hozirda muzon sifatida tanilgan. U nuklon bilan juda ahamiyatsiz ta'sir qiladi - bu yadro maydonining og'ir kvantiga qaraganda 1012 marta kuchsizroq.
Bugungi kungacha aniqlangan muon massasi (m = 105,659 MeV). Ijobiy va individual muonlar topilgan va ularning zaryadi, aftidan, elektron zaryadidan mutlaq qiymati bilan farq qilmaydi. Muonning aylanishi ½ ga teng. Ham ijobiy, ham salbiy muonlar beqaror; ularning muon bilan bog'langan koordinata tizimidagi vakuumdagi o'rtacha umri ( = 2,2 x 106 sek) ; Muon sxema bo'yicha parchalanadi

bu erda e ± elektronni yoki pozitronni bildiradi, v va ve neytral zarralar (muonik va elektron neytrinolar); 'belgisi ustidagi chiziqcha zarrachalarni bildiradi.
Muonlarning nuklonlar bilan zaif o'zaro ta'siri, xususan, uni mezoatomlar hosil bo'lishi bilan atomning K-, L-, ... chig'anoqlarida yadrolar tomonidan tutilishi mumkinligi bilan tasdiqlanadi. orbitasi elektron orbitasining radiusidan 207 marta kichik bo'lib, natijada Z> 30 bo'lgan elementlar uchun muon K-orbitasining o'lchamlari yadrolarning o'lchamlari bilan taqqoslanadi. Bunday holda, muon ko'p vaqtini yadrolar ichida o'tkazadi. Shunga qaramay, o'rtacha muon umrining keskin pasayishi kuzatilmaydi, bu faqat muonlarning nuklonlar bilan o'zaro ta'siri bilan izohlanadi. Muonning yadro jarayonlaridagi o'rni aniq emas. Biroq, u nuklonlar bilan zaif o'zaro ta'siri tufayli yadro maydoni kvanti rolini o'ynay olmasligi aniq.
1947 yilda kosmik nurlanish tarkibida nuklonlar bilan kuchli ta'sir o'tkazadigan zarralar topildi. Ularni mezonlar deb atashgan. Bir yil o'tgach, ular sun'iy ravishda turli xil elementlarning yadrolarini tez (300 - 400 MeV) zarralar, protonlar va neytronlar bilan bombardimon qilish yo'li bilan olingan. Dastlab, faqat zaryadlangan -mesonlar topilgan, ular sxema bo'yicha parchalanadi

- -mezonning bu yemirilishi --yemirilish deyiladi.
1950 yilda neytral -mezonlar ( ) aniqlandi, aniqrog'i ularning parchalanishi paytida paydo bo'lgan juft - kvantlar:

Har bir kvantning energiyasi 70 MeV ni tashkil qiladi. Bir muncha vaqt o'tgach, yana ikki darajali, ehtimol kamroq parchalanish turi borligi aniqlandi:

Izotopik spin tushunchasidan foydalanib, ⁺-, - va -mezonlarni -mesonning uch xil zaryad holati deb hisoblash mumkin. Shuning uchun
-mezonning izotopik spini birlikka teng va turli -mesonlar uning o'qga uchta proektsiyasiga to'g'ri keladi deb taxmin qilish tabiiydir:

Izotopik spinning --mezonining har xil -mezonlari bilan bunday aloqasi qoidaga to'g'ri keladi (nuklonlarni hisobga olishda ham qo'llaniladi): zarrachalar zaryadi Т ortishi bilan ortadi.50-yillarning boshlarida K-mezonlar topilgan.60-yillarning boshlarida rezonanslar (rezonans holatlar) deb nomlangan yangi turdagi zarralar kashf etildi. Bugungi kunga qadar 100 dan ortiq rezonanslar ochilgan va ularning ko'payishi hali to'yinganlikni anglatmaydi.

3. 
   XULOSA:
   

Xulosa qilib shuni aytish mumkinki yadro kuchlarining o’rganish metodi mavzu davomida bir qancha misollar bilan o’rganib chiqdik. Yadro fizikasida yadro kuchlarini o’rganish eng muhim ahamiyatga ega.Yadro kuchlarini ikki nuklondan tashkil topgan bog’langan sistemani masalan deytronning xusssiyatlarini yoki proton-proton, neytron-proton, neytron-neytron o’zoro ta’sirlashuvlarini past va yuqori energiya sohalarida o’rganishida qulaylik tug’diradi.
Biz yadro kuchlarini deytron misolida ko’rdik. Deytronni o’rganishimiz mobaynida yadro kuchlarining tabiatini o’rganib chiqdik va bundan shunday xulosalarga keldik: xulosa qilib aytish mumkinki deytron markaziy bo’lmagan kuchlar ta’sirida S va d holatlarda aralash turadi. Nuklonlar d orbitada harakatlanishi bilan magnit momentga hissa qo’shadi.Deytronning xusussiyatlarini o’rganish yadro kuchlarining qisqa masofada ta’sirlashuvini,spin yo’nalishiga bog’liqligi hamda markaziy emas,balki tenzor xarakterga ega ekanligini ko’rsatdi.Nuklonlarning nuklonlardan turli energiyalarda sochilishini o’rganish ham yadro kuchlarining ba’zi xususiyatlarini aniqlash imkonini beradi.Ikki nuklonning bir-birirdan sochilishi o’rganilganda ular spinlarining o’zaro yo’nalishi ham muhim ahamiyatga ega ekani ma’lum bo’ldi.O’zaro ta’sirlashuvchi nuklonlarning spini parallel yoki antiparallel bo’lishi mumkin.Spinlari parallel bo’lganda ko’rilayotgan sistemaning to’la spini h birliklarida 1 ga teng bo’lgani uchun,bu natijaviy spin yo’nalishiga nisbatan ikki nuklon spinlarining yo’nalishi turlicha bo’lishi mumkun.Shuning uchun parallel spinli nuklonlar ta’siri ta’sir kuchining markaziy bo’lmagan qismini hosil bo’lishiga sabab bo’ladi.Lekin nuklonlar spini nolga teng bo’lgani uchun ikki nuklon orasidagi o’zaro ta’sir to’la markaziy kuchdan iborat bo’ladi. Yadro o’zaro ta’sir kuchining xususiyatlarini o’rganish shuni ko’rsatadiki,nuklonlarning o’zaro yadroviy ta’siri zaryadga bog’liq bo’lmas ekan,ya’ni proton bilan proton,proton bilan neytron va neytron bilan neytron orasidagi yadroviy o’zaro ta’sir bir xil bo’lar ekan.Bundan tashqari,neytron va protonlar massalari bir-biriga yaqin,spinlari teng,bir xil statistikaga bo’ysunadi,yadro ichida bir-biriga o’tib turadi.Ko’zguli yadrolarning spini,juftliklari,uyg’onish energiyalari deyarli bir xil bulishini kurib utdik. Yuqorida nuklonlarning o’zaro ta’sirlashuvi va boshqa tajriba natijalari asosida proton va neytron yadro kuchlar maydonida aynan bir xil zarralar ekanligi aytildi.Nuklonlar fermion zarralar bo’lganligi sababli Pauli tamoyiliga bo’ysunishi kerak.Umuman,nuklonlar oddiy fazoda siljishlarga to’g’ri keladigan uzluksiz x,y,z koordinatalar bo’yicha va bitta spin holati hamda zaryad holatiga mos keluvchi beshta erkinlik darajasiga egadir.Pauli tamoyiliga ko’ra,ikkita aynan bir xil zarralar to’lqin funksiyalar zarralar almashinuvshinuviga antisimmetrik bo’lishi lozim. Hozirgi vaqtda tajriba natijalariga ko’ra,yadro kuchlarining bir qancha xususiyatlari aniqlanganini ko’rib utdik.

4. 
   FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR.
   

1. 
   R.Bekjonov- “Atom yadrosi va zarralar fizikasi” /Toshkent-1995
   
2. 
   K.T.Teshaboyev- “Yadro va elementar zarralar fizikasi” /Toshkent-1992
   
3. 
   T.M.Mo’minov, A.B.Xoliqulov, Sh.X.Xushmurodov- “Atom yadrosi va zarralar fzikasi” /Toshkent-2009
   
4. 
   I.V.Savelev- “Umumiy fizika kursi III tom” /Toshkent-1976
   
5. 
   R.N.Bekmirzayev, M.H.Samadov- “Yadro va elementar zarrachalar fizikasi” / Jizzax-2015
   
6. 
   Internet resurslari
   
7. 
   Ta’limiy saytlar