Ayni vaqtda ichki tuzilishga ega bo’lmagan eng kichik zarralar elementar zarralar deyiladi. O’tgan asrda atomlar elementar zarralar deb hisoblanar edi.
Ularning ichki tuzilishi – yadrolar va elektronlarni XX asrning boshlarida E. Rezerford tajribalar asosida kashf qildi. Atomlarning o’lchami – taxminan 10-8 sm, yadroniki esa undan o’n ming marta kichikroq, elektronlar o’lchami esa juda ham kichik. Hozirgi zamon nazariyasi va tajribalaridan uning 1016 sm dan ham kichikroqligi ma’lum.
Shunday qilib, hozircha elektron elementar zarra hisoblanadi. Yadro esa u kashf etilgandan ozgina vaqt o’tishi bilan uning ichki tuzilishga ega ekanligi ma’lum bo’ldi. Ular nuklonlar dan, ya’ni protonlar va neytronlardan iborat. Yadrolar ancha zich: nuklonlar orasidagi o’rtacha masofa ularning xususiy o’lchamlariga qaraganda bir necha marta katta. Nuklonlar nimadan iborat ekanini aniqlash uchun taxminan yarim asrcha vaqt ketdi, lekin bu bilan birga, tabiatning boshqa masalalari ham vujudga keldi va hal qilindi.
Nuklonlar uchta kvarkdan iborat bo’lib, ular elektronga o’xshash elementar zarra, ya’ni ularning radiusi 10-16> sm dan kichik. Nuklonlar katta zarralar oilasi – barionlar ga mansubdir, ular uchta turli (yoki bir xil) kvarklardan tashkil topgan. Kvarklar uchlikka har xil bog’lanadi va bu barionlarning xoslaridagi har xillikni belgilaydi, masalan, u turli spinga ega bo’ladi.
Bundan tashqari, kvarklar kvark va antikvarkdan tashkil tongan mezonlar juftiga birikadi. Mezon yonini butun son bo’lib, ayni vaqtda barionlar yonini yarim butun son bo’lib, ayni vaqtda barionlar spini butun son qiymatlardan iborat. Barionlar va mezonlar birgalikda Adronlar deyiladi.
Kvarklar erkin holatda topilmagan va hozirgi tasavvurlarga ko’ra ular faqat adronlar ko’rinishida mavjud bo’lishi mumkin. Kvarklar kashf etilguncha ma’lum vaqtgacha adronlar elementar zarralar deb hisoblangan (bu nom adabiyotda hozir ham tez-tez uchrab turadi).
Adronlarning tarkibiy tuzilishi birinchi marta Stanfordda (AQSh) chiziqli tezlatkichda protonlarda elektronlarning sochilishini kuzatilayotgan tajribalarda aniqlandi. Ularni faqat protonlarning ichida biron-bir nuqtaviy ob’ekt mavjud, deb faraz qilib izohlash mumkin edi. Tez orada bu ob’ektning nazariy jihatdan avvalroq taxmin qilingan kvarklar ekani ma’lum bo’ldi.
Bu yerda hozirgi zamon elementar zarralar jadvali keltirilgan. Jadvalda kvarklarning olti xilidan tashqari (tajribalarda hozircha besh xili mavjud, biroq nazariyotchilar oltinchisi ham bor, deb taxmin qiladilar) leptonlar ham berilgan, bu zarralar oilasiga elektronlar kiradi. Bu oilada myuon va (yaqinda) τ - lepton (τ-lepton) ham topildi. Ularning har birida o’z neytrinosi bor, shu sababli, leptonlar tabiiy holda uchta juftga bo’linadi: .
Bu juftlarning har biri unga mos kvark juftlari bilan birikib to’rtlikni tashkil etadi, bunga avlod deyiladi. Jadvaldan ko’rinib turibdiki, zarralarning xossalari avloddan avlodga takrorlanadi. Faqat massalari farq qiladi: ikkinchi avlod birinchidan, uchinchi avlod esa ikkinchidan og’irroq.
Tabiatda asosan birinchi avlod zarrachalari uchraydi, qolganlari esa zaryadlangan zarralar tezlatkichlarida yoki atmosferada kosmik nurlarning o’zaro ta’siri natijasida sun’iy ravishda yaratiladi.
Spini 1/2 bo’lgan kvarklar va leptonlardan tashqari (ular birgalikda modda zarralari deyiladi), jadvalda spini 1 ga teng bo’lgan zarralar ham berilgan. Bu modda zarralar hosil qiladigan maydon kvantlaridir. Ulardan eng mashhur zarra-foton, elektromagnit maydon kvantidir.
Juda katta massali oraliq bozonlar va yaqinda tajribalarda bir necha yuz GeV energiyada to’qnashuvchi -dastalarda kashf etildi. Bular kvarklar va leptonlar orasidagi kuchsiz o’zaro ta’sirlarni ko’chiruvchilardir va nihoyat, kvarklar orasidagi kuchli o’zaro ta’sirlarni ko’chiruvchilar – glyuonlar mavjud. Kvarklar kabi glyuonlar ham erkin holda uchramaydi, lekin adronlarning tug’ilish va o’lish reaktsiyalarining oraliq bosqichlarida namoyon bo’ladi.
Yaqinda glyuonlar hosil qilgan adron oqimlari qayd qilindi. Kvarklar va glyuonlar nazariyasi – kvant xromodinamika – bashorat qilgan barcha narsalar tajriba natijalariga mos tushganligi sababli glyuonlarning mavjudligiga deyarli shubha yo’q.
Spini 2 ga teng zarra graviton deyiladi. Uning mavjudligi Eynshteynning tortishish nazariyasidan, kvant mexanika printsinlaridan va nisbiylik nazariyasidan kelib chiqadi. Gravitonni tajriba yo’li bilan topish juda qiyin, chunki u modda bilan juda kuchsiz ta’sirlashadi.
Nihoyat, jadvalda so’roq belgisi bilan spini 0 ga (N-mezonlar) va 3/2 ga teng (gravitino) zarralar berilgan; ular tajribada topilmadi, lekin ularning mavjudligini ko’pchilik hozirgi zamon nazariy modellarida faraz qilinadi.
yosh-fizik. uz