ФИЗИКАИ ЗАРРАҲОИ ЭЛЕМЕНТАРӢ

ФИЗИКАИ ЗАРРАҲОИ ЭЛЕМЕНТАРӢ, як соҳаи физикаро номанд, ки пайдоиш, таъсири мутақобил, тағйир ва табдили заррақои элементарии материяро меомӯзад. Физикаҳои зарраҳои элементарӣ на танҳо дар физика, балки умуман дар илми муосир мавқеи хос дорад, зеро мафҳуму қонунҳои асосии он бунёди манзараи илмии оламро ташкил медиҳанд.

Таърихи навини тадқиқи зарраҳои элементарӣ солҳои 50, вақте ки суръатфизоҳои зарраҳои заряднок ихтироъ шуданд, оғоз гардид. Тавассути онҳо антипротон (1956), антинейтрои (1956), -гиперон (1964), I/Ψ- зарра (1974), -лептон (1975), аввалин зарраҳои «малеҳи» D°, D+ ва ғайра. (1976), -зарра (1977) ва ниқоят W+, W—, Z°-бозиҳои вектории мобайнӣ (1983) кашф шуданд. Солҳои 1974—84 бошад, таркиби мураккаби адронҳо (зарраҳое, ки дар таъсири мутақобили зӯр иштирок мекунанд) ошкор шуд: онҳо аз кваркҳо иборат буданд. Ҳамаи 6 навъи кваркҳо ва антизарраҳои онҳо на дар шакли озод, балки дар таркиби зарраҳои комили онҳо, масалан, мезонҳо, кашф гардиданд. Сабаби дар ҳолати озод вонахӯрдани кварлсҳоро хромодинамикаи квантӣ маъишдод мекунад: гап дар сари он аст, ки таъсири мутақобили онҳо, бар хилофи таъсири мутақобили зарраҳои ядроӣ, ба қадри афзудани масофа суст намешавад.

Истилоҳи «зарраҳои элементарӣ» дар физикаи муосир на ба маънои аслии худ, яъне «зарраҳои бунёдӣ», балки одатан ба сифати номи як гурӯҳ зарраҳое истифода мешавад, ки онҳо дар марҳалаи имрӯзаи инкишофи Физикаҳои зарраҳои элементарӣ атом ё ядрои атом нестанд (ба истиснои прогон, ки ядрои атоми гидроген аст). Аслан мафҳуми мазкур ба як ҳисоб шартист, зеро ҳанӯз ягон меъёри аниқи элементарият вуҷуд надорад ва агар вуҷуд медошт қам, онро вобаста ба зинаи муайяни дониши физикӣ шарҳ додан лозим меомад.

То кунун Физикаҳои зарраҳои элементарӣ садҳо зарраро кашф кардааст. Вале алҳол собит шудааст, ки ҷамеи заррақои маълум аз чанд зарраи асосӣ таркиб ёфтаанд.

Сабаби ба сифати зарраҳои ҳақиқатан элементарӣ пазируфта шудани лептонҳо ва кваркҳо тақсимнашавандагӣ ва бунёни дарунӣ надоштани онҳост. Аслан миқдори зарраҳое, ки онҳоро ҳақиқатан элементарӣ хондан шояд, ба 34 мерасад: 15 кварк, 6 лептон, 8 глюон (ҳомили таъсири мутақобили кваркҳо), 3 бозони мобайнӣ, ҳиггсон (бозони гумонзад, ки вуҷуди онро олими англис Р. У. Ҳиггс пешгӯӣ кардааст) ва фотон.

Бино ба кашфиёти навин, миёни лептонҳо ва кваркҳо низ робитаи дутарафаи физикӣ ҳаст: онҳо ба яқдигар табдил ёфта метавонанд. Аз ин ру, эҳтимол меравад, ки лептонҳо ва кваркҳо «хиштҳо»-и охирини материя набуда, балки худ аз зарраҳои майдатар ва асоситар (преонҳо ё протокваркҳо) иборатанд.

Зарраҳои маълуми элементарӣ бағоят каммасса (масалан, барои протону нейтроя m= 1,6·10—²⁴ г, электрон 9·10^—28 г) ва хурдандоза (протону нейтрону адронҳои дигар – 10¹³ электрону мюон —10¹⁶ см) мебошанд.

Яке аз асоситарин хосияти зарраҳо тағйирёбандагии куллии анҳост. Ҳангоми бархурди зарраҳои элементари онҳо ба яқдигар табдил меёбанд ва низ бисёр зарраҳои нави иловагӣ пайдо мешавадд (табдилу тавлиди зарраҳо мутобиқал ба қонунҳои бақо ба амал меояд).

Дар олами зарраҳо таъсироти мутақобили зӯр, суст ва электромагнитӣ амал мекунанд. Дар масофаҳои ~10³³ см (ба истилоҳ дарозии планкӣ) бошад, таъсири мутақобили гравитасионӣ низ нуфуз пайдо мекунад, ки дар қолаби қонунҳои механикаи квантӣ ҷараён мегирад.

Алҳол физикҳо аз паи татбиқи математикии ғояе шудаанд, ки ягонагии ботинии чаҳор навъи таъсири мутақобилро талқин мекунад. Ҳоло аниқ шудааст, ки ба қадри хеле афзудани ҳарорат навъҳои гуногуни таъсири мутақобил муттаҳид мешаванд ва дар ҳудуди муайян ҳар чори онҳо ба як таъсири мутақобил табдил меёбанд: дар ҳарорати ~10¹⁵ К (ё энергияи 10² гигаэлектронволт) таъсироти суст ва электромагнитӣ муттаҳид мешаванд (таъсироти мутақобили электросуст), дар ҳарорати >10³² К (10¹⁹ГэВ) таъсироти электросуст ва зӯр (Ваҳдати бузург) ва ниҳоят дар ҳарорати >10³²К (10¹⁹ ГэВ) ба ҷои чор таъсири мутақобил як таъсири мутақобили ҳамагонӣ зуҳур мекунад.

Азбаски чунин эноргияҳои аз ҳад калонро дар суръатфизоҳо ҳосил кардан имконнопазир аст Физикаҳои зарраҳои элементарӣ Коинот (аниқтараш аввалин лаҳзаҳои таҳаввули он)-ро озмоишгоҳи худ қарор медиҳад. То кунун назарияти куллии ҷамеи зарраҳо ва таъсироти ягонаи онҳо таҳия нашудааст, вале дар ин роҳ иқдоми бузурге сурат пазируфтааст.

Дар баробари инкишофи назария тохника ва методикаи экспериментгузории Физикаҳои зарраҳои элементарӣ низ рӯ ба тараққист. Асбобу афзори озмоишгарии Физикаҳои зарраҳои элементарӣ аз камераи Вилсон то суръатфизоҳои ҳозиразамон роҳи дарози такомулро тай кард. Алҳол сохту сози суперколлайдери фавқунноқил (88С) ном суръатфизои пуриқтидор таҳти баррасист, ки зарраҳоро то энергияи 20 ТэВ (1 ТэВ =1 трилли- он эВ) тезонида, барои омӯхтаии ҷараёни таъсири мутақобили кваркҳою глюонҳо имкон медиҳад.

Адабиёт: Комар А. А. Элементарные частицы. Физика микромира. Маленкая энсиклопедия, Москва, 1984; Намбу Е., Кварки, Москва, 1984; Хуанг К., Кварки,’ лептоны и калибровочные поля, Москва, 1985.

С. Қодирӣ.