በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጥናት ውስጥ የሚነሱ ዋና ዋና ችግሮች. የጥንታዊ ፊዚክስ ማክሮ ዓለም ጽንሰ-ሀሳቦች እና የዘመናዊ ሳይንስ ማይክሮዌል ፅንሰ-ሀሳቦች

አሁን ወደ 400 የሚጠጉ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ይታወቃሉ። አንዳንዶቹ ለአጭር ጊዜ "ይኖራሉ", በፍጥነት ወደ ሌሎች ቅንጣቶች በመለወጥ, በሕልውናቸው ጊዜ ከአቶሚክ ኒውክሊየስ ራዲየስ (10 -12 - 10 -13 ሴ.ሜ) ጋር እኩል ርቀቶችን ለመብረር በማስተዳደር. ለሙከራ መለኪያ ያለው ዝቅተኛ ጊዜ በግምት ከ10 -26 ሰከንድ ባለው ዋጋ ይገለጻል። አንዳንድ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ባልተጠበቀ ሁኔታ ከብደው ሆኑ - ከግለሰብ አተሞችም የበለጠ ክብደት አላቸው።

የዘመናዊው የፊዚክስ ሊቃውንት ለአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች አሠራር ብዙ ትኩረት ይሰጣሉ ፣ በመካከላቸውም ሆነ ከእነሱ ጋር በሚዛመዱ መሰረታዊ የግንኙነት ዓይነቶች መካከል ያለውን ውስጣዊ አንድነት ያሳያል - ጠንካራ ፣ ደካማ ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ስበት።

የደካማ መስተጋብር ጥንካሬ ከ10-11 ትዕዛዞች (10 10 -10 11 ጊዜ) ከኑክሌር ኃይሎች ጥንካሬ ያነሰ ነው. ለዚያም ነው ደካማ ተብሎ የሚጠራው, የእርምጃው ራዲየስ ከ 10 -15 ሴ.ሜ ያነሰ ነው ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ከኑክሌር ኃይሎች ራዲየስ ራዲየስ ጋር የሚመጣጠን ርቀት 10 2 -10 3 እጥፍ ደካማ ነው. በእነዚህ ርቀቶች ውስጥ በጣም ደካማው የስበት መስተጋብር ነው, ጥንካሬው ከደካማ መስተጋብር ያነሰ ብዙ ትዕዛዞች ነው.

ደካማው መስተጋብር እንኳን ከስበት መስተጋብር ብዙ የትዕዛዝ ትዕዛዞች ይበልጣል። እና የኩሎምብ ሃይል፣ የሁለት ኤሌክትሮኖች የኤሌክትሪክ መቀልበስ ከስበት ስበትነታቸው መጠን 10 42 እጥፍ ይበልጣል። ኤሌክትሮኖችን ወደ አቶሚክ አስኳል የሚስቡት የኤሌክትሮማግኔቲክ ሃይሎች ወደ የስበት ሃይሎች ደረጃ ይዳከማሉ ብለን ካሰብን የሃይድሮጂን አቶም ለእኛ ከሚታየው የዩኒቨርስ ክፍል ይበልጣል። ርቀቶች ሲቀንሱ የስበት ሃይሎች በጣም በዝግታ ይጨምራሉ። ለሙከራ ምርምር የማይደረስባቸው ከ10 -32 ሴ.ሜ ባነሰ ትንንሽ ክፍተቶች ብቻ የበላይ ይሆናሉ። በሙከራው እገዛ አሁን ከ 10 -16 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ያለውን ርቀት "መመልከት" ይቻላል.

እነዚህ አራት የመሠረታዊ ዓይነቶች (በቁስ አካል ውስጥ ያሉ) ግንኙነቶች የሚከናወኑት በተዛማጅ ቅንጣቶች ልውውጥ ነው ፣ እነዚህ ግንኙነቶች እንደ ተሸካሚዎች ያገለግላሉ። የኃይሎች እርምጃ ራዲየስ እንደ ቅንጣቶች ብዛት ይወሰናል. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በፎቶኖች (የተቀረው ክብደት ዜሮ ነው) ፣ የስበት መስተጋብር የሚከናወነው በስበት ኃይል ነው (ግን መላምታዊ ፣ በሙከራ ያልተመሰረቱ ቅንጣቶች ፣ የእነሱ ብዛትም ዜሮ መሆን አለበት)። ጅምላ በሌላቸው ቅንጣቶች የተሸከሙት እነዚህ ሁለት መስተጋብሮች ትልቅ፣ ምናልባትም ገደብ የለሽ የእርምጃ ክልል አላቸው። በተጨማሪም ፣ የስበት መስተጋብር ብቻ በተመሳሳዩ ቅንጣቶች መካከል መሳብን ይፈጥራል ፣ ሌሎቹ ሦስቱ የግንኙነት ዓይነቶች ተመሳሳይ ስም ያላቸውን ቅንጣቶች መቃወምን ይወስናሉ። ግሉኖች በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ ፕሮቶን እና ኒውትሮኖችን የሚያገናኝ ጠንካራ መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው። ይህ መስተጋብር ሃድሮንስ የሚባሉ የከባድ ቅንጣቶች ባህሪይ ነው። ደካማው መስተጋብር የሚከናወነው በቬክተር ቦሶኖች ነው. ይህ መስተጋብር የብርሃን ቅንጣቶች ባህርይ ነው - ሌፕቶኖች (ኤሌክትሮኖች, ፖዚትሮን, ወዘተ.).

የማይክሮ ዓለሙ ልዩነት አንድነቱን አስቀድሞ የሚወስነው በጥቃቅን እና በመስኮች መካከል ባለው ተለዋዋጭነት ነው። በተለይ አስፈላጊ የሆነው የ “ጥንድ” - ቅንጣት እና ፀረ-ቅንጣት - ወደ ሌላ “አይነት” ቅንጣቶች መለወጥ ነው። ለመጀመሪያ ጊዜ የተገኘው ኤሌክትሮኖች እና ፖዚትሮን ወደ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንታ - ፎቶን እና በበቂ ከፍተኛ ኃይል ካለው የፎቶኖች ጥንድ ጥንድ “ማመንጨት” የተገላቢጦሽ ሂደት ነው።

በአሁኑ ጊዜ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ስርዓት የመዘርጋት ችግር እድገት ከሕልውና ሀሳብ ጋር የተያያዘ ነው መንቀጥቀጥ - ክፍልፋይ የኤሌክትሪክ ክፍያ ጋር ቅንጣቶች. አሁን እነሱ እንደ “በጣም የመጀመሪያ ደረጃ” ተደርገው ይወሰዳሉ ምክንያቱም ሁሉም በጥብቅ የሚገናኙ ቅንጣቶች - hadrons - ከእነሱ “ሊገነቡ” ይችላሉ። ከኳርክ ቲዎሪ አንፃር የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ደረጃ ኳርክክስ እና አንቲኳርኮችን ያቀፈ የነገሮች ክልል ነው። በተጨማሪም ፣ ምንም እንኳን የኋለኛው በዚህ የእውቀት ደረጃ በጣም ቀላሉ ፣ በጣም የመጀመሪያ ደረጃ የታወቁ ቅንጣቶች እንደሆኑ ቢቆጠሩም ፣ እነሱ ራሳቸው ውስብስብ ባህሪዎች አሏቸው - ክፍያ ፣ “ማራኪ” (“ማራኪ”) ፣ “ቀለም” እና ሌሎች ያልተለመዱ የኳንተም አካላዊ ባህሪዎች። በኬሚስትሪ አንድ ሰው ያለ “አተም” እና “ሞለኪውል” ፅንሰ-ሀሳቦች ማድረግ እንደማይችል ሁሉ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ፊዚክስ “ኳርክ” ከሚለው ጽንሰ-ሀሳብ ውጭ ማድረግ አይችልም።

ስለዚህ ዝርዝሩ ሃድሮንስ - በጠንካራ መስተጋብር ተለይተው የሚታወቁ ከባድ ቅንጣቶች - ሶስት ቅንጣቶችን ያቀፈ ነው- ኳርክ ፣ ጥንታዊ እና እነሱን በማገናኘት gluon. ከነሱ ጋር ፣ ወደ አስር የሚጠጉ የብርሃን ቅንጣቶች አሉ - ሌፕቶኖች (ኤሌክትሮኖች, ፖዚትሮኖች, ኒውትሪኖዎች, ወዘተ) - ከደካማ መስተጋብር ጋር የሚዛመዱ. በተጨማሪም ይታወቃል ፎቶን - የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ተሸካሚ. እና አሁንም መላምታዊ ፣ በንድፈ-ሀሳብ ብቻ የተተነበየ ፣ ይቀራል ግራቪተን፣ ከስበት መስተጋብር ጋር የተያያዘ. ስለ ሌፕቶኖች፣ የፎቶኖች እና የስበት ኃይል ውስጣዊ መዋቅር እስካሁን የሚታወቅ ነገር የለም። አሁን የበለጠ ወይም ያነሰ የተወሰነ የመዋሃድ ሀሳብ አለ ፣ የደካማ ፣ ጠንካራ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ የግንኙነት ዓይነቶች ግንኙነት። ከስበት መስተጋብር ጋር ያላቸውን ግንኙነት ማብራራት እንደሚቻል ታወቀ። ይህ ሁሉ የዓለምን አንድነት ለመረዳት በመሠረቱ ያልተገደበ የንድፈ ሐሳብ አስተሳሰብ ዕድል በእውነታው ውስጥ ቀስ በቀስ መረጋገጡን ይመሰክራል፣ ይህም በአንድነት ማዕቀፍ ውስጥ ባለው መገለጫዎቹ ውስጥ ወሰን የለሽ ሆኖ ይቆያል።

ለምዕራፍ 10 ዋቢዎች

ባራሼንኮቭ ቪ.ኤስ.የሳይንስ ድንበሮች አሉ-የቁሳዊው ዓለም አሃዛዊ እና ጥራት ያለው የማይሟጠጥ። - ኤም., 1982.

ሃይዘንበርግ ቪ.ፊዚክስ እና ፍልስፍና፡ ክፍል እና ሙሉ። - ኤም.፣ 1989

Zeldovich Ya.B., Khlopov M.yu.በተፈጥሮ እውቀት ውስጥ የሃሳቦች ድራማ: ቅንጣቶች, መስኮች, ክፍያዎች. - ኤም.፣ 1988 ዓ.ም.

ማርኮቭ ኤም.ኤ.ስለ ቁስ ተፈጥሮ። - ኤም., 1976.

Pakhomov B.Ya.የአለም ዘመናዊ አካላዊ ምስል ምስረታ. - ኤም., 1985.

ሳክኮቭ ዩ.ቪ.የፕሮባቢሊቲ ዓለም መግቢያ። - ኤም., 1971.

ምዕራፍ 11

የሩሲያ ፌዴሬሽን ሚኒስቴር

ሳራቶቭ የህግ ተቋም

የሳማራ ቅርንጫፍ

የ PI እና PCTRP መምሪያ

ድርሰት

በሚለው ርዕስ ላይ፡- ” የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ”

የተጠናቀቀው በ: cadet 421 የስልጠና ቡድን

የፖሊስ የግል

ሲዞነንኮ ኤ.ኤ.

የተረጋገጠው፡ የመምሪያው መምህር

ኩዝኔትሶቭ ኤስ.አይ.

ሰመራ 2002

እቅድ

1) መግቢያ።

3) የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መሰረታዊ ባህሪያት. መስተጋብር ክፍሎች .

ሀ) አሃዳዊ ሲሜትሪ።

ለ) የኳርክ ሞዴል ሃድሮን

7) መደምደሚያ. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ንድፈ ሐሳብ አንዳንድ አጠቃላይ ችግሮች።

መግቢያ .

ኢ . ሸ በዚህ ቃል ትክክለኛ ትርጉም - የመጀመሪያ ደረጃ, ተጨማሪ የማይበሰብሱ ቅንጣቶች, ከነሱ ውስጥ, እንደ ግምት, ሁሉም ነገሮች ያካተቱ ናቸው. በ "E. h" ጽንሰ-ሐሳብ ውስጥ. በዘመናዊው ፊዚክስ ውስጥ ፣ የቁሳዊው ዓለም ሁሉንም የታወቁ ንብረቶች የሚወስኑ የቀዳሚ አካላት ሀሳብ ይገለጻል ፣ በተፈጥሮ ሳይንስ እድገት የመጀመሪያ ደረጃዎች ላይ የመነጨ እና ሁል ጊዜም በእድገቱ ውስጥ ትልቅ ሚና የሚጫወተው ሀሳብ ነው።

የ "E.h" ጽንሰ-ሐሳብ. በአጉሊ መነጽር ደረጃ ላይ የቁስ መዋቅር ልዩ ተፈጥሮ ከመመስረት ጋር በቅርበት የተቋቋመ። በ 19 ኛው-20 ኛው ክፍለ ዘመን መባቻ ላይ ግኝት. የቁስ አካል ትንንሾቹ ተሸካሚዎች - ሞለኪውሎች እና አቶሞች - እና ሞለኪውሎች ከአተሞች የተገነቡ መሆናቸው ለመጀመሪያ ጊዜ ሁሉንም የታወቁ ንጥረ ነገሮችን እንደ ውሱን ፣ ምንም እንኳን ትልቅ ፣ ብዙ መዋቅራዊ ውህዶች በማለት ለመግለጽ አስችሏል ። አካላት - አቶሞች. ንጥረ ነገሮች አተሞች ፊት ተጨማሪ መለየት - ኤሌክትሮኖች እና ኒውክላይ, ቅንጣቶች (ፕሮቶን እና ኒውትሮን) ሁለት ዓይነቶች ብቻ የተገነባው ወደ ውጭ ዘወር ያለውን ውስብስብ ተፈጥሮ ማቋቋም, ኒውክላይ. , የቁስ አካልን ባህሪያት የሚፈጥሩ ልዩ ልዩ ንጥረ ነገሮችን ቁጥር በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል ፣ እና የቁስ አካል ክፍሎች ሰንሰለት የሚጠናቀቀው በልዩ መዋቅር በሌለው ቅርፀቶች እንደሆነ ለመገመት ምክንያት ሰጠ - ኢ. እና በጥብቅ ሊረጋገጥ አይችልም. ከላይ በተጠቀሰው ፍቺ መሠረት አንደኛ ደረጃ የሆኑ ቅንጣቶች አሉ ብሎ በእርግጠኝነት መናገር አይቻልም። ፕሮቶን እና ኒውትሮን, ለምሳሌ, ለረጅም ጊዜ እንደ ኤሌክትሮኖች ይቆጠሩ ነበር, እንደ ተለወጠ, ውስብስብ መዋቅር አላቸው. የቁስ መዋቅራዊ አካላት ቅደም ተከተል በመሠረቱ ማለቂያ የሌለው መሆኑን ማስቀረት አይቻልም። እንዲሁም "የያዘው ..." የሚለው መግለጫ በተወሰነ ደረጃ የቁስ ጥናት ደረጃ ላይ ከይዘት የጸዳ ሊሆን ይችላል. በዚህ ሁኔታ, ከላይ የተሰጠው "አንደኛ ደረጃ" ፍቺ መተው አለበት. የኤሌክትሮን ንጥረ ነገር መኖር የፖስታ አይነት ነው, እና ትክክለኛነቱን መሞከር በፊዚክስ ውስጥ በጣም አስፈላጊ ከሆኑ ተግባራት ውስጥ አንዱ ነው.

"E.h" የሚለው ቃል. አቶሞች ወይም አቶሚክ ኑክሌዎች የማይሆኑበት ሁኔታን ወይም አቶሚኒክ ኑክሊየን (ለየት ያለ አነስተኛ አነስተኛ አነስተኛ የነገሮች ቅንጣቶች በመሆን ብዙውን ጊዜ በሃይድሮሎጂ ውስጥ የተባሉ አነስተኛ የነገሮች ቅንጣቶች (ለየት ያለ የነገሮች ቅንጣቶች ስም በመላክ ነው. ፕሮቶን)። ጥናቶች እንደሚያሳዩት ይህ የስብስብ ስብስብ ባልተለመደ ሁኔታ ሰፊ ነው። ከተጠቀሰው ፕሮቶን (ፒ)፣ ኒውትሮን (n) እና ኤሌክትሮን (ኢ -) በተጨማሪ የሚከተሉትን ያጠቃልላል፡- ፎቶን (ሰ)፣ ፒ-ሜሶን (ገጽ)፣ ሙኦንስ (ኤም)፣ የሶስት ዓይነት ኒውትሪኖዎች (ኤሌክትሮን) ቁሠ፣ ሙዮን ቁ m እና ከሚባሉት ጋር የተያያዘ. ከባድ ሌፕቶን ቁ t) ተብሎ የሚጠራው። እንግዳ ቅንጣቶች (K-mesons እና hyperons) , በ 1974-77 y-particles ውስጥ የተገኙ የተለያዩ ሬዞናንስ ፣ “የተማረኩ” ቅንጣቶች ፣ upsilon ቅንጣቶች (¡) እና ከባድ ሌፕቶኖች (t + ፣ t -) - በአጠቃላይ ከ 350 በላይ ቅንጣቶች ፣ በአብዛኛው ያልተረጋጋ። በዚህ ቡድን ውስጥ የተካተቱት ቅንጣቶች ቁጥር ማደጉን ይቀጥላል እና ምናልባትም ያልተገደበ ነው; በተጨማሪም ፣ አብዛኛዎቹ የተዘረዘሩ ቅንጣቶች የአንደኛ ደረጃን ጥብቅ ፍቺ አያሟሉም ፣ ምክንያቱም በዘመናዊ ጽንሰ-ሀሳቦች መሠረት ፣ የተዋሃዱ ስርዓቶች ናቸው (ከዚህ በታች ይመልከቱ)። የ "E.h" ስም አጠቃቀም. እነዚህ ሁሉ ቅንጣቶች ታሪካዊ ምክንያቶች አሏቸው እና ከዚያ የምርምር ጊዜ (በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን በ 30 ዎቹ መጀመሪያ ላይ) ጋር የተቆራኘ ነው ፣ የዚህ ቡድን የታወቁ ብቸኛ ተወካዮች ፕሮቶን ፣ ኒውትሮን ፣ ኤሌክትሮን እና የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቅንጣት - ፎቶን ። በዙሪያችን ላለው ጉዳይ ግንባታ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ፊልዱ ከሱ ጋር መስተጋብር ለመፍጠር መሰረት ሆነው ስላገለገሉ እና የፕሮቶን እና የኒውትሮን ውስብስብ አወቃቀሮች ስላልታወቁ እነዚህ አራት ቅንጣቶች እንደ አንደኛ ደረጃ መቁጠር ተፈጥሯዊ ነበር።

አዳዲስ ጥቃቅን የቁስ አካላት መገኘት ይህንን ቀላል ምስል ቀስ በቀስ አጠፋው። አዲስ የተገኙት ቅንጣቶች ግን በብዙ መልኩ ከመጀመሪያዎቹ አራት የታወቁ ቅንጣቶች ጋር ቅርብ ነበሩ። አንድ የሚያደርጋቸው ንብረታቸው ሁሉም የተወሰኑ የቁስ ሕልውና ዓይነቶች ናቸው እንጂ ከኒውክሊየስ እና አቶሞች ጋር ያልተያያዙ (አንዳንድ ጊዜ በዚህ ምክንያት “ንዑስ ኑክሌር ቅንጣቶች” ይባላሉ)። የእነዚህ ቅንጣቶች ብዛት በጣም ትልቅ ባይሆንም በቁስ አካል ውስጥ መሠረታዊ ሚና እንደሚጫወቱ እምነቱ ቀርቷል, እና እንደ ኢ. ቅንጣቶች ተመድበዋል. የንዑስ ኑክሌር ቅንጣቶች ቁጥር መጨመር, ውስብስብ መዋቅርን መለየት. በአብዛኛዎቹ እንደ ደንቡ, የመጀመሪያ ደረጃ ባህሪያት እንደሌላቸው አሳይተዋል, ነገር ግን ባህላዊው ስም "E. ch." ለእነሱ ተጠብቆላቸዋል.

በተቋቋመው አሠራር መሠረት "E. h" የሚለው ቃል. ከዚህ በታች እንደ አጠቃላይ ስም ጥቅም ላይ ይውላል. ንዑስ-ኑክሌር ቅንጣቶች. ስለ ቁስ አካል ዋና ንጥረ ነገሮች ነን ስለሚሉ ቅንጣቶች እየተነጋገርን ባሉበት ሁኔታ፣ አስፈላጊ ከሆነ “እውነተኛ ኢ. ቅንጣት” የሚለው ቃል ጥቅም ላይ ይውላል።

አጭር ታሪካዊ መረጃ.

የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ግኝት በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ በፊዚክስ የተገኘው የቁስ አወቃቀር ጥናት አጠቃላይ ስኬቶች ተፈጥሯዊ ውጤት ነው። በአተሞች የጨረር እይታ፣ በፈሳሽ እና በጋዞች ውስጥ ያሉ የኤሌክትሪክ ክስተቶች ጥናት፣ የፎቶ ኤሌክትሪክ፣ የኤክስሬይ እና የተፈጥሮ ራዲዮአክቲቪቲ መገኘት፣ የቁስ አካል ውስብስብ አወቃቀር መኖሩን የሚያሳዩ አጠቃላይ ጥናቶች ተዘጋጅተዋል።

በታሪክ የመጀመሪያው የኤሌክትሮን ንጥረ ነገር የተገኘው ኤሌክትሮን ነው፣ በአተሞች ውስጥ ያለው አሉታዊ የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ኃይል ተሸካሚ ነው። በ 1897, J. J. Thomson የሚባሉትን አቋቋመ. ካቶድ ጨረሮች የሚፈጠሩት ኤሌክትሮኖች በሚባሉ ጥቃቅን ቅንጣቶች ጅረት ነው። እ.ኤ.አ. በ 1911 ኢ ራዘርፎርድ ከተፈጥሮ ራዲዮአክቲቭ ምንጭ የአልፋ ቅንጣቶችን በተለያዩ ንጥረ ነገሮች ቀጭን ፎይል ውስጥ በማለፍ በአተሞች ውስጥ ያለው አዎንታዊ ክፍያ በተመጣጣኝ ቅርጾች ውስጥ የተከማቸ መሆኑን አገኘ - ኒውክሊየስ ፣ እና በ 1919 ፕሮቶንን አገኘ - አሃድ አወንታዊ ክፍያ ያላቸው ቅንጣቶች። እና ከኤሌክትሮን ብዛት 1840 እጥፍ ይበልጣል። ሌላው የኒውክሊየስ ክፍል የሆነው ኒውትሮን በ1932 በጄ.ቻድዊክ የአልፋ ቅንጣቶች ከቤሪሊየም ጋር ያላቸውን ግንኙነት ሲያጠና ተገኘ። ኒውትሮን ከፕሮቶን ቅርበት ያለው ክብደት አለው፣ ነገር ግን ምንም የኤሌክትሪክ ክፍያ የለውም። የኒውትሮን ግኝት ቅንጣቶችን - የአተሞች እና የኒውክሊዮቻቸውን መዋቅራዊ አካላት መለየት አጠናቅቋል።

የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቅንጣት ስለመኖሩ መደምደሚያ - ፎቶን - የመጣው ከኤም ፕላንክ (1900) ሥራ ነው. ፍፁም ጥቁር ከሆነ አካል የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ሃይል በቁጥር እንደሚቆጠር በማሰብ ፕላንክ ለጨረር ስፔክትረም ትክክለኛውን ቀመር አገኘ። የፕላንክን ሀሳብ በማዳበር ኤ. አንስታይን (1905) የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች (ብርሃን) በእውነቱ የግለሰባዊ ኳንታ (ፎቶዎች) ፍሰት ነው ሲል ተለጠፈ እና በዚህ መሠረት የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን አብራርቷል። የፎቶን መኖር ቀጥተኛ የሙከራ ማስረጃ በአር.ሚሊካን (1912-1915) እና A. Compton (1922፤ Compton effect ይመልከቱ) ተሰጥቷል።

ከቁስ ጋር እምብዛም የማይገናኝ የኒውትሪኖ ቅንጣት የተገኘው ከደብሊው ፓውሊ (1930) የንድፈ ሀሳብ ግምት ነው ፣ይህም የዚህ ዓይነቱ ቅንጣት መወለድ በመገመቱ በሕጉ ላይ ችግሮችን ለማስወገድ አስችሏል ። በሬዲዮአክቲቭ ኒውክሊየስ ቤታ መበስበስ ሂደቶች ውስጥ የኃይል ጥበቃ። የኒውትሪኖስ መኖር በሙከራ የተረጋገጠው በ1953 (ኤፍ.ሬይንስ እና ኬ. ኮዋን፣ አሜሪካ) ብቻ ነው።

ከ 30 ዎቹ እስከ 50 ዎቹ መጀመሪያ ድረስ. የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጥናት ከኮስሚክ ጨረሮች ጥናት ጋር በቅርበት የተያያዘ ነበር. እ.ኤ.አ. በ 1932 ኬ አንደርሰን በኮስሚክ ጨረሮች ውስጥ positron (e +) አገኘ - የኤሌክትሮን ብዛት ያለው ቅንጣት ፣ ግን አዎንታዊ የኤሌክትሪክ ኃይል። ፖዚትሮን የተገኘ የመጀመሪያው ፀረ-ቅንጣት ነው (ከዚህ በታች ይመልከቱ)። የ e+ መኖር በቀጥታ የተከተለው ፖዚትሮን ከመገኘቱ ጥቂት ቀደም ብሎ በፒ ዲራክ (1928-31) ከተሰራው የኤሌክትሮን አንጻራዊ ንድፈ ሃሳብ ነው። እ.ኤ.አ. በ 1936 አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቃውንት ኬ አንደርሰን እና ኤስ ኔደርሜየር ኦስሚክ ጨረሮችን በማጥናት ላይ እያሉ ሙኦን (ሁለቱም የኤሌክትሪክ ክፍያ ምልክቶች) - በግምት 200 ኤሌክትሮኖች ብዛት ያላቸው ቅንጣቶች ፣ ግን በሌላ መንገድ ከ e -, e + ጋር ተመሳሳይነት አላቸው ። .

እ.ኤ.አ. በ 1947 ፣ እንዲሁም በኮስሚክ ጨረሮች ውስጥ ፣ የኤስ ፓውል ቡድን ፒ + እና ፒ - ሜሶኖች 274 ኤሌክትሮኖች ብዛት ያላቸው ፣ ይህም በኒውክሊየስ ውስጥ ፕሮቶን ከኒውትሮን ጋር ባለው ግንኙነት ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል ። የእንደዚህ አይነት ቅንጣቶች መኖር በ 1935 በ H. Yukawa የተጠቆመው.

የ 40 ዎቹ መጨረሻ - የ 50 ዎቹ መጀመሪያ. "እንግዳ" ተብሎ የሚጠራው ያልተለመዱ ባህሪያት ያላቸው ብዙ ቅንጣቶች በመገኘቱ ምልክት ተደርጎባቸዋል. የዚህ ቡድን የመጀመሪያ ቅንጣቶች K + - እና K - -ሜሶን, L-, S + -, S - -, X - - hyperons, በጠፈር ጨረሮች ውስጥ ተገኝተዋል, ተከታይ እንግዳ ቅንጣቶች ግኝቶች accelerators ላይ ተደርገዋል - ተከላዎች. ፈጣን ፕሮቶን እና ኤሌክትሮኖች ኃይለኛ ፍሰቶችን ይፍጠሩ. የተጣደፉ ፕሮቶኖች እና ኤሌክትሮኖች ከቁስ አካል ጋር ሲጋጩ አዲስ ኤሌክትሮን ቅንጣቶችን ይወልዳሉ, ይህም የጥናት ርዕሰ ጉዳይ ይሆናል.

ከ 50 ዎቹ መጀመሪያ ጀምሮ. accelerators የኤሌክትሮን ቅንጣቶችን ለማጥናት ዋናው መሣሪያ ሆነዋል በ 70 ዎቹ ውስጥ. በፍጥነት መቆጣጠሪያዎች ውስጥ የተጣደፉ የንጥሎች ሃይሎች በአስር እና በመቶዎች የሚቆጠሩ የኤሌክትሮን ቮልት (እ.ኤ.አ.) ጋቭ). የንጥረትን ሃይል የመጨመር ፍላጎት ከፍተኛ ሃይሎች በአጭር ርቀት ላይ የቁስ አካልን አወቃቀር የማጥናት እድል ስለሚከፍቱ, የመጋጫ ቅንጣቶች ኃይል ከፍ ያለ ነው. አፋጣኝ አዳዲስ መረጃዎችን የማግኘት ፍጥነትን በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል እና በአጭር ጊዜ ውስጥ ስለ ማይክሮ ዓለማችን ባህሪያት ያለንን እውቀት አስፋፍተው አበልጽገዋል። እንግዳ ቅንጣቶችን ለማጥናት የፍጥነት ማጠናከሪያዎችን መጠቀም ንብረቶቻቸውን በተለይም የመበስበስ ባህሪዎችን በበለጠ ዝርዝር ለማጥናት አስችሏል እና ብዙም ሳይቆይ አንድ አስፈላጊ ግኝት አስገኝቷል-መስታወት በሚሠራበት ጊዜ የአንዳንድ ማይክሮፕሮሰሶችን ባህሪዎች የመቀየር እድልን ያብራራል ። ነጸብራቅ (የቦታ ግልበጣን ይመልከቱ) - ተብሎ የሚጠራው የቦታዎች መጣስ. እኩልነት (1956) በቢሊዮኖች በሚቆጠሩ ሃይሎች የፕሮቶን አፋጣኞችን ማሰባሰብ ኢቭከባድ ፀረ-ፓርቲከሎች እንዲገኙ ተፈቅዶላቸዋል፡- አንቲፕሮቶን (1955)፣ አንቲንትሮን (1956)፣ አንቲሲግማ ሃይፖሮን (1960)። እ.ኤ.አ. በ 1964 በጣም ከባድ የሆነው ሃይፖሮን ፣ W - (ከሁለት ፕሮቶን ብዛት ጋር) ተገኝቷል። በ 1960 ዎቹ ውስጥ እጅግ በጣም ብዙ ያልተረጋጉ (ከሌሎች ያልተረጋጉ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጋር ሲነፃፀሩ) ቅንጣቶች፣ “ሬዞናንስ” የሚባሉት በፍጥነት መጨመሪያዎች ላይ ተገኝተዋል። የብዙዎቹ ሬዞናንስ ብዛት ከፕሮቶን ብዛት ይበልጣል። ከመካከላቸው የመጀመሪያው ዲ 1 (1232) ከ 1953 ጀምሮ ይታወቃል. ሬዞናንስ የኤሌክትሮን ድግግሞሽ ዋና አካል ሆኖ ተገኝቷል.

እ.ኤ.አ. በ 1962 ሁለት የተለያዩ ኒውትሪኖዎች እንዳሉ ታወቀ ኤሌክትሮን እና ሙዮን። በ 1964 በገለልተኛ ኬ-ሜሶኖች መበስበስ ውስጥ. የሚባሉትን አለመጠበቅ ጥምር እኩልነት (በሊ Tsung-ዳኦ እና ያንግ ዜን-ኒንግ እና ራሱን ችሎ በኤል ዲ ላንዳው በ1956 አስተዋወቀ፤ የተዋሃደ ግልበጣን ተመልከት) , በጊዜ ነጸብራቅ ጊዜ በአካላዊ ሂደቶች ባህሪ ላይ የተለመዱ አመለካከቶችን ማሻሻል አስፈላጊ ነው (የ CPT ቲዎረምን ይመልከቱ) .

እ.ኤ.አ. በ 1974 ግዙፍ (3-4 ፕሮቶን ማሴስ) እና በተመሳሳይ ጊዜ በአንፃራዊነት የተረጋጋ y-particles ተገኝተዋል ፣ የህይወት ዘመን ባልተለመደ ሁኔታ ለድምፅ ቃላቶች ይራዘማሉ። ከአዲሱ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ቤተሰብ ጋር በቅርበት የተሳሰሩ ሆኑ - "የተማረኩ" የመጀመሪያዎቹ ተወካዮች (D 0, D +, L c) በ 1976 ተገኝተዋል. በ 1975 የመጀመሪያው መረጃ ስለ የኤሌክትሮን እና muon (ከባድ ሌፕቶን ቲ) ከባድ አናሎግ መኖር። እ.ኤ.አ. በ 1977 ፣ ወደ አስር የሚጠጉ ፕሮቶን ብዛት ያላቸው β-ቅንጣቶች ተገኝተዋል።

ስለዚህ ኤሌክትሮን ከተገኘበት ጊዜ ጀምሮ ባሉት አመታት ውስጥ እጅግ በጣም ብዙ የሆኑ የተለያዩ ጥቃቅን ቁስ አካላት ተለይተዋል. የE.h. ዓለም በጣም ውስብስብ ሆኖ ተገኘ። የተገኙት የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ባህሪያት በብዙ መልኩ ያልተጠበቁ ነበሩ እነሱን ለመግለፅ ከክላሲካል ፊዚክስ ከተወሰዱ ባህርያት በተጨማሪ እንደ ኤሌክትሪክ ቻርጅ፣ ጅምላ እና አንግል ሞመንተም ካሉ ብዙ አዳዲስ ልዩ ባህሪያትን ማስተዋወቅ አስፈላጊ ነበር። እንግዳ የሆኑ የኤሌክትሮን ቅንጣቶችን ለመግለጽ - እንግዳነት (K. Nishijima, M. Gell-Man, 1953), "የተማረከ" በ ኢ. . ሸ - "ማራኪ" (አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቃውንት ጄ. Bjorken, ኤስ. ግላሾው, 1964); የተሰጡት ባህሪያት ስሞች ቀድሞውኑ የሚገልጹትን የንጥረ ነገሮች ባህሪያት ያልተለመዱ ባህሪያትን ያንፀባርቃሉ.

ከመጀመሪያዎቹ እርምጃዎች የቁስ ውስጣዊ መዋቅር እና የኤሌክትሮኖች ባህሪያት ጥናት ከብዙ የተመሰረቱ ጽንሰ-ሐሳቦች እና ሀሳቦች ሥር ነቀል ክለሳ ጋር አብሮ ነበር. በጥቃቅን ውስጥ የቁስ አካልን ባህሪ የሚቆጣጠሩት ህጎች ከጥንታዊ መካኒኮች እና ኤሌክትሮዳይናሚክስ ህጎች በጣም የተለዩ ሆነው ለገለፃቸው ሙሉ በሙሉ አዲስ የንድፈ-ሀሳባዊ ግንባታዎችን ያስፈልጉ ነበር። በንድፈ ሀሳብ ውስጥ እንደዚህ ያሉ አዳዲስ መሰረታዊ ግንባታዎች ልዩ (ልዩ) እና አጠቃላይ የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳቦች ነበሩ (A. Einstein, 1905 እና 1916; Relativity theory, Gravity ይመልከቱ) እና ኳንተም ሜካኒክስ (1924-27; N. Bohr, L. de Broglie, V). ሄይሰንበርግ፣ ኢ. ሽሮዲንገር፣ ኤም. ተወልደ) . የአንፃራዊነት እና የኳንተም ሜካኒክስ ፅንሰ-ሀሳብ በተፈጥሮ ሳይንስ ውስጥ እውነተኛ አብዮት ምልክት ያደረገ እና የማይክሮ ዓለሙን ክስተቶች ለመግለፅ መሰረት ጥሏል። ነገር ግን የኳንተም ሜካኒኮች በኤሌክትሮን ቅንጣቶች ውስጥ የሚከሰቱትን ሂደቶች ለመግለጽ በቂ እንዳልሆኑ ተረጋግጧል። ቀጣዩ ደረጃ ያስፈልግ ነበር - የክላሲካል መስኮችን (ሁለተኛ ደረጃ ተብሎ የሚጠራው) እና የኳንተም መስክ ንድፈ ሐሳብ እድገት። በእድገቱ መንገድ ላይ በጣም አስፈላጊዎቹ ደረጃዎች የኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ (P. Dirac, 1929) የኳንተም የቢ-መበስበስ ጽንሰ-ሀሳብ (ኢ. ፌርሚ, 1934) መፈጠር ለዘመናዊ ደካማ ንድፈ ሀሳብ መሠረት ጥሏል. መስተጋብር፣ ኳንተም ሜሶዳይናሚክስ (ዩካዋ፣ 1935)። የኋለኛው የቅርብ ቀዳሚው ተብሎ የሚጠራው ነበር። b-የኑክሌር ኃይሎች ንድፈ ሐሳብ (I.E. Tamm, D.D. Ivanenko, 1934; ጠንካራ መስተጋብር ይመልከቱ). ይህ ጊዜ የቋንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ (S. Tomonaga, R. Feynman, J. Schwinger; 1944-49) የተሃድሶ ቴክኒኩን በመጠቀም ላይ የተመሰረተ ወጥ የሆነ የኮምፒዩቲንግ መሳሪያ በመፈጠር አብቅቷል። ይህ ቴክኒክ በመቀጠል ወደ ሌሎች የኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳባዊ ልዩነቶች ተጠቃሏል።

የኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ ማደግ እና መሻሻል የቀጠለ ሲሆን የኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብርን ለመግለፅ መሰረት ነው።ይህ ንድፈ ሃሳብ በርካታ ጉልህ ስኬቶች አሉት፣ነገር ግን አሁንም ሙሉ ለሙሉ በጣም የራቀ ነው እናም አጠቃላይ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ንድፈ ሃሳብ ነው ሊባል አይችልም። የበርካታ የኤሌክትሮኖች ባሕሪያት አመጣጥ እና የእነሱ ውስጣዊ መስተጋብር ተፈጥሮ አሁንም ግልጽ አልሆነም። የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ፅንሰ-ሀሳብ ከመገንባቱ በፊት ከአንድ በላይ ሁሉንም ሀሳቦች እንደገና ማዋቀር እና በማይክሮፓርተሎች ባህሪያት እና በቦታ-ጊዜ ጂኦሜትሪክ ባህሪዎች መካከል ያለውን ግንኙነት የበለጠ ጥልቅ ግንዛቤ ሊያስፈልግ ይችላል።

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መሰረታዊ ባህሪያት. መስተጋብር ክፍሎች.

ሁሉም የኤሌክትሮን ቅንጣቶች እጅግ በጣም ትንሽ የሆነ መጠን እና መጠን ያላቸው እቃዎች ናቸው. አብዛኞቹ 1.6 × 10 -24 g ጋር እኩል proton የጅምላ ቅደም ተከተል ላይ የጅምላ አላቸው (ብቻ በኤሌክትሮን የጅምላ ጉልህ ያነሰ ነው: 9 × 10 -28 ግ). በሙከራ የተቀመጡት የፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ፒ-ሜሶን መጠኖች በቅደም ተከተል ከ10-13 ሴ.ሜ እኩል ናቸው።የኤሌክትሮን እና የሙን መጠን ሊታወቅ አልቻለም፤ የሚታወቀው ከ10-15 ያነሱ መሆናቸውን ብቻ ነው። ሴ.ሜ. የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጥቃቅን መጠን እና መጠኖች የባህሪያቸውን የኳንተም ልዩነት ይመሰርታሉ። በኳንተም ቲዎሪ ውስጥ ለኤሌክትሮን ቅንጣቶች መሰጠት ያለባቸው የባህርይ የሞገድ ርዝመቶች (የፕላንክ ቋሚ የሆነበት ቦታ ፣ m የንጥሉ ብዛት ፣ ሐ የብርሃን ፍጥነት ነው) የእነሱ መስተጋብር ከሚከሰትባቸው የተለመዱ ልኬቶች ጋር በቅደም ተከተል ቅርብ ነው () ለምሳሌ, ለ p-meson 1.4 × 10 -13 ሴ.ሜ). ይህ ወደ እውነታ ይመራል የኳንተም ህጎች ለኤሌክትሮን ቅንጣቶች ወሳኝ ናቸው.

የሁሉም የኤሌክትሮን ቅንጣቶች በጣም አስፈላጊው የኳንተም ንብረት ከሌሎች ቅንጣቶች ጋር በሚገናኙበት ጊዜ የመፈጠር እና የመደምሰስ ችሎታቸው ነው። በዚህ ረገድ ከፎቶኖች ጋር ሙሉ በሙሉ ተመሳሳይ ናቸው. E. ቅንጣቶች የተወሰኑ የቁሳቁስ ብዛት፣ ይበልጥ ትክክለኛ፣ ተጓዳኝ አካላዊ ሜዳዎች (ከዚህ በታች ይመልከቱ) ናቸው። የኤሌክትሮን ቅንጣቶችን የሚያካትቱ ሁሉም ሂደቶች በተከታታይ የመሳብ እና የመልቀቂያ ድርጊቶች ይከናወናሉ. በዚህ መሰረት ብቻ አንድ ሰው መረዳት የሚቻለው ለምሳሌ የፒ + ሜሶን መወለድ ሂደት በሁለት ፕሮቶኖች ግጭት (p + p ® p + n+ p +) ወይም ኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን የመጥፋት ሂደት ሲሆን, ከመጥፋቱ ቅንጣቶች ይልቅ, ለምሳሌ, ሁለት g-quanta (e + +e - ® g + g) ይታያሉ. ነገር ግን የንጥሎች የመለጠጥ ሂደቶች, ለምሳሌ e - +p ® e - + p, እንዲሁም የመነሻ ቅንጣቶችን ከመሳብ እና የመጨረሻውን ቅንጣቶች መወለድ ጋር የተቆራኙ ናቸው. ያልተረጋጉ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ወደ ቀላል ቅንጣቶች መበስበስ, ከኃይል መለቀቅ ጋር, ተመሳሳይ ንድፍ የሚከተሉ እና የበሰበሱ ምርቶች በመበስበስ ጊዜ የተወለዱበት እና እስከዚያ ጊዜ ድረስ የማይኖሩበት ሂደት ነው. በዚህ ረገድ የኤሌክትሮን ቅንጣት መበስበስ በአስደሳች አቶም ወደ አቶም በመሬት ውስጥ ካለው መበስበስ እና ፎቶን ጋር ተመሳሳይ ነው። የኤሌክትሮኬሚካል መበስበስ ምሳሌዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ: p + ® m + + v m; К + ® p + + p 0 (ከዚህ በኋላ ከቅንጣት ምልክቱ በላይ ያለው “የእርሻ” ምልክት ተጓዳኝ ፀረ-ቅንጣቶችን ያሳያል)።

ከ E.h ጋር ያሉ የተለያዩ ሂደቶች በተከሰቱበት ኃይለኛነት ይለያያሉ. በዚህ መሠረት, የኤሌክትሮማግኔቲክ ቅንጣቶች መስተጋብር phenomenologically ወደ በርካታ ክፍሎች ሊከፈል ይችላል: ጠንካራ, ኤሌክትሮ ማግኔቲክ, እና ደካማ መስተጋብር. ሁሉም የኤሌክትሮን ቅንጣቶችም የስበት መስተጋብር አላቸው።

ጠንካራ መስተጋብር ከሌሎች ሂደቶች መካከል በከፍተኛ መጠን የሚከሰቱ ሂደቶችን የሚፈጥሩ መስተጋብሮች ተለይተው ይታወቃሉ። በተጨማሪም ወደ ጠንካራው የኤሌክትሮኖች ትስስር ይመራሉ፡ የፕሮቶን እና የኒውትሮን ትስስር በአተሞች ኒዩክሊየሮች ውስጥ ያለውን ግንኙነት የሚወስነው እና የእነዚህን ቅርፆች ልዩ ጥንካሬ የሚሰጥ ጠንካራ መስተጋብር ሲሆን ይህም በምድራዊ ሁኔታዎች ውስጥ የቁስ መረጋጋትን መሰረት ያደረገ ነው።

የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ጋር ባለው ግንኙነት ላይ የተመሰረቱ እንደ መስተጋብሮች ተለይተው ይታወቃሉ. በእነሱ የተከሰቱት ሂደቶች ከጠንካራ መስተጋብር ሂደቶች ያነሱ ናቸው, እና በእነሱ በተፈጠሩት ኤሌክትሮኖች መካከል ያለው ግንኙነት በጣም ደካማ ነው. የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በተለይ ለአቶሚክ ኤሌክትሮኖች ከኒውክሊየስ ጋር እና በሞለኪውሎች ውስጥ የሚገኙትን አቶሞች ግንኙነት ተጠያቂ ነው።

ስሙ ራሱ እንደሚያሳየው ደካማ መስተጋብር ከኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጋር በጣም በዝግታ የሚከሰቱ ሂደቶችን ያስከትላሉ።ዝቅተኛ ጥንካሬያቸው ደካማ የሆነ መስተጋብር ያላቸው ኒውትሪኖዎች ያለምንም እንቅፋት ዘልቀው መግባታቸው ለምሳሌ የምድር እና የፀሃይን ውፍረት ያሳያል። . ደካማ መስተጋብር እንዲሁ የሚባሉትን ቀስ በቀስ መበስበስን ያስከትላል። ኳሲ-የተረጋጋ ኤሌክትሮን ቅንጣቶች የእነዚህ ቅንጣቶች የህይወት ዘመን ከ10 -8 -10 -10 ሰከንድ ውስጥ ሲሆን የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጠንካራ መስተጋብር የተለመደ ጊዜ 10 -23 -10 -24 ሰከንድ ነው።

በማክሮስኮፒክ መገለጫዎቻቸው የታወቁ የስበት ግንኙነቶች በ ~ 10 -13 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ባሉ የኤሌክትሮኒክስ ቅንጣቶች ውስጥ በኤሌክትሮን ቅንጣቶች ውስጥ ባሉ ጥቃቅን ህዋሳት ምክንያት እጅግ በጣም አነስተኛ ውጤት ያስገኛሉ ።

የተለያዩ የግንኙነቶች ክፍሎች ጥንካሬ በግምት ከተጓዳኝ ግንኙነቶች ቋሚዎች ካሬዎች ጋር በተያያዙ ልኬቶች አልባ ግቤቶች ሊታወቅ ይችላል። ለጠንካራ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ፣ ደካማ እና የፕሮቶን ስበት መስተጋብር አማካይ የሂደት ሃይል ~1 ጂቪ፣ እነዚህ መለኪያዎች ከ1፡10 -2፡ l0 -10፡10-38 ጋር ይዛመዳሉ። የሂደቱን አማካኝ ኃይል የማመልከት አስፈላጊነት ለደካማ መስተጋብሮች መለኪያ የሌለው መለኪያ በኃይል ላይ ስለሚወሰን ነው. በተጨማሪም, የተለያዩ ሂደቶች እራሳቸው ጥንካሬዎች በኃይል ላይ በተለያየ መንገድ ይወሰናሉ. ይህ በተለያዩ ግንኙነቶች መካከል ያለውን አንጻራዊ ሚና, በአጠቃላይ መናገር, መስተጋብር ቅንጣቶች ኃይል እየጨመረ ጋር ለውጦች እውነታ ይመራል, ስለዚህ ክፍሎች ወደ መስተጋብር ክፍፍል, ሂደቶች መካከል ያለውን ጥንካሬ ንጽጽር ላይ የተመሠረተ, አስተማማኝ አይደለም ላይ ተሸክመው ነው. በጣም ከፍተኛ ኃይል. የተለያዩ የግንኙነቶች ክፍሎች፣ ነገር ግን፣ ከተመሳሳይ ባህሪያቸው ጋር የተያያዙ ሌሎች ልዩ ባህሪያት አሏቸው (በፊዚክስ ሲምሜትሪ ይመልከቱ)፣ ይህም በከፍተኛ ሀይሎች ለመለያየት አስተዋጽኦ ያደርጋል። ይህ የግንኙነቶች ክፍፍል ወደ ክፍሎች በከፍተኛው የኃይል ወሰን ውስጥ ተጠብቆ ይቆይ አይኑር ግልፅ አይደለም።

በአንዳንድ የግንኙነቶች ዓይነቶች ውስጥ በሚኖራቸው ተሳትፎ ላይ በመመስረት ሁሉም የተጠኑ ኤሌክትሮኖች ቅንጣቶች ከፎቶን በስተቀር በሁለት ዋና ዋና ቡድኖች ይከፈላሉ-hadrons (ከግሪክ ሃድሮስ - ትልቅ ፣ ጠንካራ) እና ሌፕቶን (ከግሪክ ሌፕቶስ - ትንሽ ፣ ቀጭን ፣ ቀላል)። Hadrons በዋነኝነት የሚታወቁት ከኤሌክትሮማግኔቲክ እና ከደካማ መስተጋብር ጋር ጠንካራ መስተጋብር ያላቸው በመሆናቸው ነው ሌፕቶኖች በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በደካማ ግንኙነቶች ውስጥ ብቻ ይሳተፋሉ። (ለሁለቱም ቡድኖች የተለመዱ የስበት ግንኙነቶች መኖራቸውን ያመለክታል.) የሃድሮን ስብስቦች ከፕሮቶን ክብደት (m p) ጋር በቅደም ተከተል ቅርብ ናቸው; ፒ-ሜሶን በ hadrons መካከል ዝቅተኛው ክብደት አለው፡ t p "m 1/7×t p. ከ1975-76 በፊት የሚታወቁት የሊፕቶኖች ብዛት ትንሽ ነበር (0.1 ሜ ፒ) ይሁን እንጂ የቅርብ ጊዜ መረጃዎች የመኖራቸውን እድል ያመለክታሉ። ከሀድሮን ጋር ተመሳሳይ ክብደት ያላቸው ከባድ ሌፕቶኖች ለመጀመሪያ ጊዜ የተጠኑ የሃድሮን ተወካዮች ፕሮቶን እና ኒውትሮን እና ሌፕቶን - ኤሌክትሮን ናቸው። የተለየ ቡድን በ 70 ዎቹ ውስጥ በተዘጋጁት ሀሳቦች መሠረት ፣ ፎቶን (ከዜሮ እረፍት ጋር ያለው ቅንጣት) በተመሳሳይ ቡድን ውስጥ በጣም ግዙፍ ቅንጣቶች ውስጥ ይካተታል - መካከለኛ ቬክተር ቦሶንስ የሚባሉት ፣ ለደካማ መስተጋብር ተጠያቂ እና ያላቸው። ገና በሙከራ አልታየም (ክፍል አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እና የኳንተም መስክ ንድፈ ሐሳብ ይመልከቱ)።

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ባህሪያት.

እያንዳንዱ ንጥረ ነገር ፣ በውስጡ ካሉት ልዩ ግንኙነቶች ጋር ፣ በተወሰኑ አካላዊ መጠኖች ወይም ባህሪያቱ በተለዩ እሴቶች ስብስብ ይገለጻል። በአንዳንድ ሁኔታዎች እነዚህ ልዩ እሴቶች በኢንቲጀር ወይም ክፍልፋይ ቁጥሮች እና አንዳንድ የተለመዱ ምክንያቶች ይገለጣሉ - የመለኪያ አሃድ; እነዚህ ቁጥሮች እንደ የ E. ቁጥሮች የኳንተም ቁጥሮች ይነገራሉ እና እነሱ ብቻ የተገለጹ ናቸው, የመለኪያ አሃዶችን ይተዋል.

የሁሉም የኤሌክትሮን ቅንጣቶች የጋራ ባህሪያት በጅምላ (m)፣ የህይወት ዘመን (t)፣ ስፒን (ጄ) እና የኤሌክትሪክ ክፍያ (Q) ናቸው። የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ብዛት ስለሚሰራጭበት ህግ እና ለእነሱ ምንም ዓይነት የመለኪያ አሃድ ስለመኖሩ አሁንም በቂ ግንዛቤ የለም።

በህይወት ዘመናቸው መሰረት የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ወደ ተረጋጋ, ኳሲ-መረጋጋት እና ያልተረጋጋ (ሬዞናንስ) ይከፋፈላሉ. የተረጋጋ፣ በዘመናዊ መለኪያዎች ትክክለኛነት፣ ኤሌክትሮን (t> 5×10 21 ዓመታት)፣ ፕሮቶን (ቲ > 2×10 30 ዓመታት)፣ ፎቶን እና ኒውትሪኖ ናቸው። ኳሲ-የተረጋጉ ቅንጣቶች በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በደካማ መስተጋብር ምክንያት የሚበላሹ ቅንጣቶችን ያካትታሉ። ህይወታቸው ከ10 -20 ሰከንድ (ለነጻ ኒውትሮን ~ 1000 ሰከንድ እንኳን) ነው። በጠንካራ መስተጋብር ምክንያት የሚበላሹ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ሬዞናንስ ይባላሉ. የባህሪያቸው የህይወት ጊዜ ከ10 -23 -10 -24 ሰከንድ ነው። በአንዳንድ ሁኔታዎች፣ በጠንካራ መስተጋብር ምክንያት የከባድ ሬዞናንስ (በጅምላ ³ 3 ጂቪ) መበስበስ ይቆማል እና የህይወት ዘመናቸው ወደ ~10 -20 ሰከንድ እሴት ይጨምራል።

የኢ.ኤች ስፒን የእሴቱ ኢንቲጀር ወይም ግማሽ ኢንቲጀር ብዜት ነው። በእነዚህ ክፍሎች ውስጥ የ p- እና K-mesons ሽክርክሪት 0 ነው, ለፕሮቶን, ኒውትሮን እና ኤሌክትሮን J = 1/2, ለፎቶን J = 1. ከፍ ያለ ሽክርክሪት ያላቸው ቅንጣቶች አሉ. የኤሌክትሮን ቅንጣት እሽክርክሪት መጠን የአንድ (ተመሳሳይ) ቅንጣቶች ስብስብ ባህሪ ወይም ስታቲስቲክስ ይወስናል (ደብሊው ፓሊ፣ 1940)። የግማሽ-ኢንቲጀር ስፒን ቅንጣቶች ለፌርሚ-ዲራክ ስታቲስቲክስ ተገዢ ናቸው (ስለዚህ ፌርሚንስ የሚለው ስም) የስርዓቱን ሞገድ ተግባር አንቲስቲሜትሪ የሚጠይቅ ጥንድ ቅንጣቶች (ወይም ያልተለመደ ጥንድ ቁጥር) እና ስለዚህ የግማሽ-ኢንቲጀር ሽክርክሪት ሁለት ቅንጣቶች በተመሳሳይ ሁኔታ ውስጥ እንዳይሆኑ "ይከለከላል" (የጳውሎስ መርህ). የኢንቲጀር እሽክርክሪት ቅንጣቶች ለ Bose-Einstein ስታቲስቲክስ ተገዢ ናቸው (ስለዚህ ቦሶንስ የሚለው ስም) የሞገድ ተግባርን ከቅንጣዎች መለዋወጥ ጋር መመሳሰልን የሚጠይቅ እና ማንኛውም ቁጥር ያላቸው ቅንጣቶች በተመሳሳይ ሁኔታ ውስጥ እንዲሆኑ ያስችላቸዋል። የኤሌክትሮን ቅንጣቶች አኃዛዊ ባህሪያት ብዙ ተመሳሳይ ቅንጣቶች በሚወልዱበት ወይም በሚበሰብስበት ጊዜ በሚፈጠሩበት ጊዜ ጠቃሚ ይሆናሉ። የፌርሚ-ዲራክ ስታቲስቲክስ በኒውክሊየስ መዋቅር ውስጥ እጅግ በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታል እና የአቶሚክ ዛጎሎችን በኤሌክትሮኖች የመሙላት ዘይቤዎችን ይወስናል ፣ ይህም የዲ አይ ሜንዴሌቭን ወቅታዊ የንጥረ ነገሮች ስርዓት መሠረት ነው።

የተጠኑት የ E. ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ክፍያዎች የእሴቱ ኢንቲጀር ብዜቶች ናቸው e "1.6 × 10 -19 k, የኤሌሜንታሪ ኤሌክትሪክ ክፍያ ይባላል. ለሚታወቀው ኢ. ቅንጣቶች Q = 0, ± 1, ± 2.

ከተጠቆሙት መጠኖች በተጨማሪ የኢነርጂ ቅንጣቶች በተጨማሪ በበርካታ የኳንተም ቁጥሮች ተለይተው ይታወቃሉ እና ውስጣዊ ይባላሉ። ሌፕቶኖች የተወሰነ የሊፕቶን ቻርጅ ይይዛሉ L ሁለት ዓይነት: ኤሌክትሮኒክ (L e) እና muonic (L m); L e = +1 ለኤሌክትሮን እና ለኤሌክትሮን neutrino, L m = +1 አሉታዊ muon እና muon neutrino. ከባድ ሌፕቶን t; እና ከሱ ጋር የተያያዘው ኒውትሪኖ አዲስ የሊፕቶን ክፍያ ኤል ቲ ተሸካሚዎች ናቸው።

ለ hadrons L = 0, እና ይህ ከሊፕቶኖች ልዩነታቸው ሌላ መገለጫ ነው. በተራው፣ የሃድሮን ጉልህ ክፍሎች ለልዩ የባሪዮን ክፍያ B (|E| = 1) መሰጠት አለባቸው። Hadrons B = +1 የባሪዮን ንዑስ ቡድን ይመሰርታሉ (ይህ ፕሮቶንን፣ ኒውትሮን፣ ሃይፖሮን፣ ባሪዮን ሬዞናንስን ይጨምራል) እና ሀድሮንስ ከ B = 0 ጋር የሜሶን ንዑስ ቡድን (p- እና K-mesons፣ bosonic resonances) ይመሰርታሉ። የሃድሮንስ ንዑስ ቡድን ስም ባርይስ - ከባድ እና ሜሶስ - መካከለኛ ከሚሉት የግሪክ ቃላት የመጣ ሲሆን በኤሌክትሮን ቅንጣቶች ላይ በተደረገው የመጀመሪያ ደረጃ ላይ በዚያን ጊዜ የሚታወቁትን የባርዮን እና የሜሶን ብዛት ያላቸውን ንፅፅር እሴቶች ያንፀባርቃል። በኋላ ላይ መረጃ እንደሚያሳየው የባርዮን እና የሜሶን ብዛት ተመጣጣኝ ናቸው. ለሌፕቶኖች B = 0. ለፎቶኖች B = 0 እና L = 0.

Baryons እና mesons ቀደም ሲል በተጠቀሱት ስብስቦች የተከፋፈሉ ናቸው: ተራ (እንግዳ ያልሆኑ) ቅንጣቶች (ፕሮቶን, ኒውትሮን, ፒ-ሜሶንስ), እንግዳ ቅንጣቶች (hyperons, K-meson) እና ማራኪ ቅንጣቶች. ይህ ክፍፍል ልዩ የኳንተም ቁጥሮች በ hadrons ውስጥ ካሉት ጋር ይዛመዳል፡ እንግዳነት ኤስ እና ማራኪነት (እንግሊዝኛ ማራኪ) Ch ከሚፈቀዱ እሴቶች ጋር፡ 151 = 0, 1, 2, 3 እና |Ch| = 0, 1, 2, 3. ለተራ ቅንጣቶች S = 0 እና Ch = 0, እንግዳ ለሆኑ ቅንጣቶች |S| ¹ 0፣ Ch = 0፣ ለማራኪ ቅንጣቶች | Ch| ¹ 0፣ እና |S| = 0, 1, 2. እንግዳ ከመሆን ይልቅ, የኳንተም ቁጥር ሃይፐርቻርጅ Y = S + B ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል, እሱም የበለጠ መሠረታዊ ትርጉም ያለው ይመስላል.

አስቀድሞ ተራ hadrons ጋር የመጀመሪያ ጥናቶች ጠንካራ መስተጋብር ጋር በተያያዘ በጣም ተመሳሳይ ንብረቶች, ነገር ግን የተለያዩ የኤሌክትሪክ ክፍያ እሴቶች ጋር, በጅምላ ተመሳሳይ የሆኑ ቅንጣቶች መካከል ቤተሰቦች መካከል መገኘት ተገለጠ. ፕሮቶን እና ኒውትሮን (ኑክሊዮኖች) የዚህ ዓይነት ቤተሰብ የመጀመሪያ ምሳሌ ነበሩ። በኋላ፣ ተመሳሳይ ቤተሰቦች እንግዳ በሆኑት እና (እ.ኤ.አ.) በእንደዚህ ዓይነት ቤተሰቦች ውስጥ የተካተቱት የንጥረ ነገሮች ተመሳሳይነት በውስጣቸው ልዩ የኳንተም ቁጥር ያላቸው ተመሳሳይ እሴት መኖሩን የሚያሳይ ነው - isotopic spin I, እሱም ልክ እንደ ተራ ሽክርክሪት, ኢንቲጀር እና ግማሽ ኢንቲጀር እሴቶችን ይወስዳል. ቤተሰቦቹ እራሳቸው አብዛኛውን ጊዜ isotopic multiplets ይባላሉ። በአንድ ብዜት (n) ውስጥ ያሉት የንጥሎች ብዛት በግንኙነቱ ከ I ጋር ይዛመዳል: n = 2I + 1. የአንድ isotopic multiplet ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው በ isotopic spin I 3 "ፕሮጀክት" ዋጋ ይለያያሉ, እና

የሃድሮንስ አስፈላጊ ባህሪ ከቦታዎች አሠራር ጋር የተቆራኘው የውስጥ እኩልነት ፒ ነው ፣ ተገላቢጦሽ-P የ ± 1 እሴቶችን ይወስዳል።

ለሁሉም የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ዜሮ ያልሆኑ እሴቶች ከክስ ኦ፣ኤል፣ ቢ፣ ዋይ (ኤስ) እና ቻም ቻው፣ ተመሳሳይ የጅምላ m፣ የህይወት ዘመን t፣ ስፒን J እና ለ hadrons isotopic spin 1 ፣ ግን ከሁሉም ክፍያዎች ተቃራኒ ምልክቶች እና ከውስጣዊ እኩልነት ምልክት ጋር ባሪዮኖች። ፍፁም ገለልተኛ ሃድሮኖች ልዩ የኳንተም ቁጥር አላቸው - ክፍያ እኩልነት (ማለትም ከክፍያ ማገናኘት ሥራ ጋር እኩልነት) C ከ ± 1 እሴቶች ጋር; የእንደዚህ አይነት ቅንጣቶች ምሳሌዎች ፎቶን እና ፒ 0 ናቸው.

የኤሌክትሮኖች የኳንተም ቁጥሮች ወደ ትክክለኛ ይከፈላሉ (ይህም በሁሉም ሂደቶች ውስጥ ከሚጠበቁ አካላዊ መጠኖች ጋር የተቆራኙ) እና ትክክለኛ ያልሆኑ (በአንዳንድ ሂደቶች ውስጥ ተጓዳኝ አካላዊ መጠኖች አይቀመጡም)። ስፒን ጄ ከጠንካራ የማዕዘን ሞመንተም ጥበቃ ህግ ጋር የተያያዘ ነው ስለዚህም ትክክለኛ የኳንተም ቁጥር ነው። ሌሎች ትክክለኛ የኳንተም ቁጥሮች፡ Q፣ L፣ B; በዘመናዊው መረጃ መሠረት, በኤሌክትሮን ኤለመንቶች ውስጥ በሚደረጉ ለውጦች ሁሉ የተጠበቁ ናቸው, የፕሮቶን መረጋጋት የ B ጥበቃን የሚያሳይ ቀጥተኛ መግለጫ ነው (ለምሳሌ, ምንም መበስበስ የለም p ® e + + g). ሆኖም፣ አብዛኛው የሃድሮን ኳንተም ቁጥሮች ትክክል አይደሉም። Isotopic spin, በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ ተጠብቆ ሳለ, በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በደካማ መስተጋብሮች ውስጥ አይቀመጥም. እንግዳነት እና ውበት በጠንካራ እና በኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ውስጥ ተጠብቀዋል, ነገር ግን በደካማ መስተጋብሮች ውስጥ አይደለም. ደካማ መስተጋብሮች የውስጥ እና የኃይል ክፍያ እኩልነትን ይለውጣሉ. የ CP ጥምር እኩልነት በከፍተኛ ደረጃ ትክክለኛነት ይጠበቃል, ነገር ግን በደካማ መስተጋብሮች ምክንያት በአንዳንድ ሂደቶች ውስጥም ተጥሷል. ብዙ የሀድሮን የኳንተም ቁጥሮች እንዳይጠበቁ የሚያደርጉ ምክንያቶች ግልፅ አይደሉም እናም በግልጽ ከሁለቱም የኳንተም ቁጥሮች ተፈጥሮ እና ከኤሌክትሮማግኔቲክ ጥልቅ መዋቅር እና ደካማ ግንኙነቶች ጋር የተቆራኙ ናቸው። የተወሰኑ የኳንተም ቁጥሮችን መጠበቅ ወይም አለመጠበቅ በኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብር ውስጥ ካሉት ልዩነቶች አንዱ ጉልህ መገለጫ ነው።

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ምደባ.

አሃዳዊ ሲሜትሪ.የሊፕቶኖች ምደባ እስካሁን ምንም አይነት ችግር አይፈጥርም ፣ በ 50 ዎቹ መጀመሪያ ላይ የሚታወቁት ከፍተኛ ቁጥር ያላቸው ሃድሮን ፣ በጅምላ እና የኳንተም የባርዮን እና የሜሶን ስርጭት ላይ ቅጦችን ለመፈለግ መሠረት አቅርበዋል ፣ ይህም መሠረት ሊፈጥር ይችላል ። ለእነሱ ምደባ. የ isootopic multiplets of hadrons መለየት በዚህ መንገድ ላይ የመጀመሪያው እርምጃ ነበር። ከሒሳብ እይታ፣ የሃድሮኖችን ወደ isotopic multiplets መቧደን ከማዞሪያው ቡድን ጋር የተገናኘ ሲሜትሪ መኖሩን ያሳያል (ቡድን ይመልከቱ) , በይበልጥ ከቡድን ጋር ኤስ.ዩ.(2) - ውስብስብ ባለ ሁለት ገጽታ ቦታ ውስጥ ያሉ አሃዳዊ ለውጦች ቡድን። እነዚህ ለውጦች በአንዳንድ ልዩ የውስጥ ቦታ - "isotopic space" ውስጥ እንደሚሠሩ ይገመታል, ከተለመደው የተለየ. የ isotopic ቦታ መኖር በሲሜትሪ በሚታዩ ባህሪያት ውስጥ ብቻ ይታያል. በሂሳብ ቋንቋ፣ isotopic multiplets የማይቀነሱ የሲሜትሪ ቡድን ተወካዮች ናቸው። ኤስ.ዩ. (2).

በዘመናዊ ጽንሰ-ሀሳብ ውስጥ የተለያዩ ቡድኖች እና የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ቤተሰቦች መኖራቸውን የሚወስን የሳይሜትሪ ጽንሰ-ሀሳብ በ hadrons እና በሌሎች ኤሌክትሮኖች ክፍልፋዮች ውስጥ ዋነኛው ነው። የተወሰኑ የንጥሎች ቡድኖችን ይለያሉ ፣ በልዩ “ውስጣዊ” ቦታዎች ውስጥ ባለው የለውጥ ነፃነት ምክንያት ከሚነሱ ልዩ የሳይሜትሪ ዓይነቶች ጋር ይዛመዳሉ። "የውስጥ ኳንተም ቁጥሮች" የሚለው ስም የመጣው ከዚህ ነው።

ጥንቃቄ የተሞላበት ምርመራ እንደሚያሳየው እንግዳ እና ተራ ሃድሮን አንድ ላይ ሆነው ከአይሶቶፒክ ብዜት ይልቅ ተመሳሳይነት ያላቸው የንጥረ ነገሮች ሰፋ ያሉ ማህበሮች ይመሰርታሉ። ሱፐርሚልቲፕሌትስ ይባላሉ. በተመለከቱት ሱፐርሚልቲፕሌቶች ውስጥ የተካተቱት የንጥሎች ብዛት 8 እና 10 ነው. ከሲሜትሪ እይታ አንጻር የሱፐርሙልቲፕሌትስ ብቅ ማለት ከቡድኑ የበለጠ ሰፊ በሆነው hadrons ውስጥ የሲሜትሪ ቡድን መኖሩን ያሳያል. ኤስ.ዩ.(2) ማለትም፡- ኤስ.ዩ.(3) - በሦስት-ልኬት ውስብስብ ቦታ ውስጥ አሀዳዊ ትራንስፎርሜሽን ቡድኖች (M. Gell-Man እና ራሱን ችሎ Y. Neeman, 1961). ተጓዳኝ ሲሜትሪ ይባላል አሃዳዊ ሲሜትሪ. ቡድን ኤስ.ዩ.(3) በተለይም የማይቀነሱ ውክልናዎች ከ 8 እና 10 ክፍሎች ብዛት ጋር ፣ ከተመለከቱት ሱፐርሚልቲፕሌቶች ጋር የሚዛመዱ ኦክቲት እና ዲኩፕሌት። ምሳሌዎች የሚከተሉትን ተመሳሳይ እሴቶች ያላቸው ቅንጣቶች ያካትታሉ ጄፒ፡

በሱፐርሚልቲፕሌት ውስጥ ከሚገኙት ሁሉም ቅንጣቶች የተለመዱ የሁለት መጠኖች እሴቶች ናቸው, እነሱም በሂሳባዊ ባህሪያቸው ወደ isotopic spin ቅርብ ናቸው ስለዚህም ብዙውን ጊዜ አሃዳዊ ስፒን ይባላሉ. ለኦክቶት ፣ ከእነዚህ መጠኖች ጋር የተቆራኙት የኳንተም ቁጥሮች እሴቶች (1 ፣ 1) ፣ ለዲኩፕሌት - (3 ፣ 0) እኩል ናቸው።

አሃዳዊ ሲሜትሪ ከአይሶቶፒክ ሲሜትሪ ያነሰ ትክክለኛ ነው። በዚህ መሠረት በ octets እና decuplets ውስጥ የተካተቱት የጅምላ ቅንጣቶች ልዩነት በጣም ትልቅ ነው. በተመሳሳዩ ምክንያት, የሃድሮኖችን ወደ ሱፐርሚልቲፕሌት መከፋፈል በጣም ብዙ ላልሆኑ ኤሌክትሮኖች ቅንጣቶች በአንጻራዊነት ቀላል ነው. በትልቅ ስብስቦች ውስጥ, ተመሳሳይነት ያላቸው ብዙ የተለያዩ ቅንጣቶች ሲኖሩ, ይህ ክፍፍል ብዙም አስተማማኝ አይደለም. ነገር ግን በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ባህሪያት ውስጥ የአሃዳዊ ሲምሜትሪ ብዙ የተለያዩ መገለጫዎች አሉ።

በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ውስጥ የማራኪ ሀድሮን ማካተት ስለ supersupermultiplets እና ከአሃዳዊ ቡድን ጋር የተቆራኘ የበለጠ ሰፊ ሲሜትሪ መኖሩን እንድንናገር ያስችለናል ኤስ.ዩ.(4) እስካሁን ድረስ ሙሉ ለሙሉ የተሞሉ የሱፐርሙልቲፕሌት ምሳሌዎች የሉም። ኤስ.ዩ.(4) - ሲምሜትሪ ከበፊቱ የበለጠ ተሰብሯል። ኤስ.ዩ.(3) - ሲምሜትሪ ፣ እና መገለጫዎቹ ብዙም አይገለጡም።

አሀዳዊ ቡድኖች ጋር የተያያዙ hadrons ውስጥ symmetry ንብረቶች እና የእነዚህ ቡድኖች መካከል በጥብቅ የተገለጹ ውክልና ጋር የሚጎዳኝ ወደ multiplet የመከፋፈል ቅጦችን ማግኘት, hadrons ውስጥ ልዩ መዋቅራዊ ንጥረ ነገሮች ሕልውና በተመለከተ መደምደሚያ መሠረት ነበር - quarks.

የኳርክ ሞዴል hadrons።በውስጡ በጣም የመጀመሪያ ደረጃዎች ጀምሮ, hadrons መካከል ምደባ ላይ ሥራ ልማት ሁሉ hadrons ግንባታ መሠረት ሊሆን ይችላል ይህም ቀሪው ይበልጥ መሠረታዊ የሆኑ ቅንጣቶች መካከል ለመለየት ሙከራዎች ጋር አብሮ ነበር. ይህ የጥናት መስመር የተጀመረው በኢ.ፌርሚ እና ያንግ ቼን-ኒንግ (1949) ሲሆን እነዚህም መሰረታዊ ቅንጣቶች ኑክሊዮን (ኤን) እና አንቲኑክሊን () እና ፒ-ሜሶን የእነርሱ የታሰሩ ግዛቶች ናቸው () መሆናቸውን ጠቁመዋል። የዚህ ሀሳብ ተጨማሪ እድገት ፣ እንግዳ የሆኑ ባሮኖች ከመሠረታዊ ቅንጣቶች መካከልም ተካትተዋል (ኤም.ኤ. ማርኮቭ ፣ 1955 ፣ ጃፓናዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤስ.ሳካታ ፣ 1956 ፣ ኤል ቢ ኦኩን ፣ 1957)። በዚህ መሰረት የተገነቡ ሞዴሎች የሜሶን ብዜት በደንብ ገልጸዋል፣ ነገር ግን ስለ ባሪዮን ብዜት ትክክለኛ መግለጫ አላቀረቡም። የእነዚህ ሞዴሎች በጣም አስፈላጊው አካል - ሃድሮንን “ለመገንባቱ” አነስተኛ ቁጥር ያላቸውን ፌርሚኖች መጠቀም - ሁሉንም hadrons - የኳርክ ሞዴል (የአውስትራሊያ የፊዚክስ ሊቅ ጂ ዝዋይግ እና እራሱን ችሎ የመግለጽ ችግርን በተሳካ ሁኔታ በሚፈታው ሞዴል ውስጥ ተካቷል) M. Gell-Man, 1964).

በመጀመሪያው እትም ላይ፣ ሞዴሉ የተመሰረተው ሁሉም የሚታወቁት ሃድሮኖች ከሶስት ዓይነት ስፒን 1/2 ቅንጣቶች የተገነቡ ናቸው በሚል ግምት ነው። p-, n-, l-quarks, ከተመለከቱት hadrons ቁጥር ጋር የማይካተቱ እና በጣም ያልተለመዱ ባህሪያት ያላቸው. “ኳርክስ” የሚለው ስም ከልቦለዱ በጄ.ጆይስ ተወስዷል (ኳርክስን ይመልከቱ) . የአምሳያው ዘመናዊ ስሪት ቢያንስ አራት ዓይነት ኳርኮች መኖሩን ይገምታል. አራተኛው ኳርክ ማራኪ ሃድሮን ለመግለጽ አስፈላጊ ነው.

የኳርኮች ሀሳብ በአሃዳዊ ሲሜትሪ የተጠቆመ ነው። የአሃዳዊ ቡድኖች የሂሳብ አወቃቀሩ ሁሉንም የቡድኑን ተወካዮች የመግለጽ እድል ይከፍታል ኤስ.ዩ. (n) (እና ስለዚህ ሁሉም hadron multiplets) በያዘው በጣም ቀላል የቡድን ውክልና ላይ በመመስረት nአካል. በቡድን ውስጥ ኤስ.ዩ.(3) እንደዚህ ያሉ ሶስት አካላት አሉ. ከዚህ በጣም ቀላል ውክልና ጋር የተያያዙ ቅንጣቶች መኖራቸውን መገመት ብቻ አስፈላጊ ነው. እነዚህ ቅንጣቶች ኩርኩሮች ናቸው. 8 እና 10 ቅንጣቶች - mesons እና baryons ያለውን quark ጥንቅር meson supermultiplets, ደንብ ሆኖ, 8 ቅንጣቶች, እና baryons የያዙ እውነታ ከ ተወስዷል. ሜሶኖች ከኳርክስ የተዋቀሩ ናቸው ብለን ብንወስድ ይህ ንድፍ በቀላሉ ይባዛል ቅእና አንቲኳርክ - በምሳሌያዊ ሁኔታ፡ እና የሶስት ኳርኮች ባሮኖች - በምሳሌያዊ ሁኔታ፡- ውስጥ = (qqq). በቡድኑ ባህሪያት ምክንያት ኤስ.ዩ.(3) 9 mesons በ supermultiplets 1 እና 8 ቅንጣቶች የተከፋፈሉ ናቸው, እና 27 baryons 1, 10 እና ሁለት ጊዜ 8 ቅንጣቶች የያዙ supermultiplets ይከፈላሉ, ይህም octets እና decuplets መካከል ተመልክተዋል መለያየትን ያብራራል.

የኳርክን ሞዴል ስለ hadrons አወቃቀር መሰረታዊ ግምትን በመጠበቅ የአራተኛ ኳርክ (እና አስፈላጊ ከሆነ ፣ አዲስ ተጨማሪ ኳርክ) ወደ መርሃግብሩ ይከናወናል ።

ለ = (qqq).

ሁሉም የሙከራ መረጃዎች ከተሰጠው የኳርክ ጥንቅር ሃድሮን ጋር በጥሩ ሁኔታ ይስማማሉ። ከዚህ መዋቅር ውስጥ ትናንሽ ልዩነቶች ብቻ አሉ ፣ ይህም የሃድሮን ባህሪዎች ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ አያሳድርም።

የተጠቆመው የሃድሮን አወቃቀር እና የኳርክክስ ሂሳባዊ ባህሪዎች ፣ ከቡድኑ የተወሰነ (ቀላል) ውክልና ጋር የተቆራኙ ነገሮች ናቸው ኤስ.ዩ.(4) ወደሚከተለው ይመራል። የኳንተም ቁጥሮች (ሠንጠረዥ 2). ያልተለመደው - ክፍልፋይ - የኤሌክትሪክ ክፍያ ዋጋዎች ትኩረት የሚስቡ ናቸው. ጥ, እና ቢ፣ ኤስእና ዋይ, በማናቸውም የተስተዋሉ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ውስጥ አልተገኘም ለእያንዳንዱ የኳርክ ዓይነት በመረጃ ጠቋሚ A qi (እኔ = 1, 2, 3, 4) የኳርክክስ ልዩ ባህሪ ተያይዟል - "ቀለም", በተጠኑ ሃድሮኖች ውስጥ የለም. ኢንዴክስ ሀ እሴቶችን ይወስዳል 1 ፣ 2 ፣ 3 ፣ ማለትም ፣ እያንዳንዱን የኳርክ ዓይነት qiበሶስት ዓይነቶች ቀርቧል qi a (N.N. Bogolyubov እና የስራ ባልደረቦች, 1965, አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቃውንት I. Nambu እና M. Khan, 1965, ጃፓናዊው የፊዚክስ ሊቅ I. Miyamoto, 1965). "ቀለም" ሲቀየር የእያንዳንዱ ዓይነት ኳንተም ቁጥሮች አይለወጡም እና ስለዚህ ጠረጴዛ. 2 ለማንኛውም "ቀለም" ኳርኮች ይሠራል.

በተለያዩ ውህዶች ምክንያት የሁሉም አይነት hadrons ይነሳል አር -, ፒ-፣ g- እና ጋር- የታሰሩ ግዛቶችን ይፈጥራሉ ። ተራ ሀድሮኖች ከ ብቻ ከተገነቡት የታሰሩ ግዛቶች ጋር ይዛመዳሉ አር -እና n-quarks [ለሜሶኖች በተቻለ ጥምረት ተሳትፎ እና ]. አብሮ በተሰየመ ሁኔታ ውስጥ መገኘት አር- እና n-አንድ g- ወይም quarks ጋር- ኳርክ ማለት ተጓዳኝ ሃድሮን እንግዳ ነው ( ኤስ= -1) ወይም ማራኪ ( Ch =+ 1) አንድ ባሪዮን ሁለት እና ሶስት g-quarks (በቅደም ተከተላቸው) ሊይዝ ይችላል። ጋር-quark)፣ ማለትም፣ ድርብ እና ሦስት እጥፍ እንግዳ (ማራኪ) ባሪዮን ሊኖሩ ይችላሉ። የተለያዩ የ g- እና ቁጥሮች ጥምረት ከ-ኳርክክስ (በተለይ በባሪዮን) ፣ እሱም “ድብልቅ” የሃድሮንስ ቅርጾች (“እንግዳ ውበት”) ጋር ይዛመዳል። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, ትልቁ g- ወይም ጋር- ኳርክስ ሃድሮን ይዟል, ክብደቱ የበለጠ ነው. የሃድሮን መሬት (ያልተደሰተ) ግዛቶችን ካነፃፅር, ይህ በትክክል የሚታየው ምስል ነው (ሠንጠረዥ 1, እንዲሁም ሰንጠረዦች 3 እና 5 ይመልከቱ).

የኳርክስ ስፒን ከ1/2 ጋር እኩል ስለሆነ ከላይ ያለው የሃድሮንስ የኳርክ መዋቅር በሙከራው መሰረት ለሜሶን ኢንቲጀር እና ለባሪዮን ግማሽ ኢንቲጀር ስፒን ያስገኛል ። ከዚህም በላይ ከኦርቢታል ፍጥነት ጋር በሚዛመዱ ግዛቶች ውስጥ ኤል= 0 በተለይ በመሬት ውስጥ ያሉት የሜሶኖች ሽክርክሪት ከ 0 ወይም 1 ጋር እኩል መሆን አለበት (ለአንቲፓራሌል ቊራክ እና ትይዩ የኳርክ ስፒን አቅጣጫ) እና የባርዮን ሽክርክሪት 1/2 ወይም 3/2 መሆን አለበት ( ለማሽከርከር ውቅሮች (ሀ እና ቋት) . የኳርክ-አንቲኳርክ ስርዓት ውስጣዊ እኩልነት አሉታዊ መሆኑን ግምት ውስጥ በማስገባት እሴቶቹ ጄ ፒለ mesons በ ኤል= 0 ከ 0 - እና 1 - ጋር እኩል ናቸው ፣ ለባሪዮን - 1/2 + እና 3/2 +። እነዚህ እሴቶች ናቸው ጄ ፒበተሰጡት እሴቶች ላይ ትንሹ ብዛት ባላቸው ሃድሮን ውስጥ ታይቷል። አይእና ዋይ(ሠንጠረዥ 1 ይመልከቱ).

ኢንዴክሶች ጀምሮ እኔ፣ k፣ lበመዋቅራዊ ቀመሮች ውስጥ እሴቶቹ በ 1 ፣ 2 ፣ 3 ፣ 4 ፣ በሜሶኖች ብዛት ያልፋሉ ። ሚክከተሰጠው ሽክርክሪት ጋር እኩል መሆን አለበት 16. ለ baryons ቢክልለአንድ ስፒን (64) የሚፈቀደው ከፍተኛው የግዛቶች ብዛት አልተሳካም ፣ ምክንያቱም በፓውሊ መርህ መሠረት ፣ ለተወሰነ አጠቃላይ ሽክርክሪት ፣ በደንብ የተገለጸ ሲምሜትሪ ያላቸው ሶስት-ኳርክ ግዛቶች ብቻ ይፈቀዳሉ ኢንዴክሶች እኔ፣ ኬ፣ 1፣ማለትም፡ ሙሉ ለሙሉ የተመጣጠነ ስፒን 3/2 እና የተቀላቀለ ሲምሜትሪ ለማሽከርከር 1/2። ይህ ሁኔታ ነው l = 0 ይመርጣል 20 baryon ግዛቶች ፈተለ 3/2 እና 20 ፈተለ 1/2.

የበለጠ ዝርዝር ምርመራ እንደሚያሳየው የ quark ስብጥር እና የሲሜትሪ ባህሪያት የኳርክ ስርዓት ዋጋ ሁሉንም የሃድሮን ኳንተም ቁጥሮች ለመወሰን ያስችላል ( J፣ P፣ B፣ Q፣ I፣ Y፣ Ch), የጅምላ ሳይጨምር; የጅምላውን መጠን ለመወሰን የኳርክክስ መስተጋብር ተለዋዋጭነት እና ገና የማይገኝ የኳርክክስ ብዛት እውቀትን ይጠይቃል።

የሃድሮኖችን ዝርዝር ሁኔታ ከዝቅተኛው ብዛት ጋር በትክክል ማስተላለፍ እና በተሰጡት እሴቶች ላይ ማሽከርከር ዋይእና ቻ፣የኳርክ ሞዴል በተፈጥሮ አጠቃላይ ብዛት ያላቸውን hadrons እና በመካከላቸው ያለውን የማስተጋባት የበላይነት ያብራራል። ብዛት ያላቸው hadrons ውስብስብ አወቃቀራቸው እና የተለያዩ አስደሳች የኳርክ ስርዓቶች መኖር እድል ነፀብራቅ ነው። እንዲህ ያሉ አስደሳች ግዛቶች ቁጥር ያልተገደበ ሊሆን ይችላል. ሁሉም የተደሰቱ የኳርክ ስርዓቶች ፈጣን ሽግግርን በተመለከተ ያልተረጋጉ ናቸው ጠንካራ መስተጋብር ወደ መሰረታዊ ግዛቶች። የድምጾቹን ብዛት ይመሰርታሉ። ትንሽ ክፍልፋይ ሬዞናንስ እንዲሁ ትይዩ የማሽከርከር አቅጣጫዎች (ከደብልዩ በስተቀር) የኳርክ ስርዓቶችን ያካትታል። ከመሠረታዊው ጋር የሚዛመዱ የኳርክ አወቃቀሮች ከፀረ-ትይዩ እሽክርክሪት አቅጣጫ ጋር። ግዛቶች፣ ኳሲ-የተረጋጋ hadrons እና የተረጋጋ ፕሮቶን ይመሰርታሉ።

የኳርክ ስርዓቶች መነቃቃት የሚከሰቱት በሁለቱም የኳርክስ እንቅስቃሴ (የኦርቢታል መነቃቃቶች) ለውጦች እና በቦታዎች ለውጦች ምክንያት ነው። ቦታ (የጨረር ማነቃቂያዎች). በመጀመሪያው ሁኔታ የስርዓተ-ፆታ ስርዓት መጨመር ከጠቅላላው ሽክርክሪት ለውጥ ጋር አብሮ ይመጣል ጄእና እኩልነት አርስርዓት, በሁለተኛው ሁኔታ የጅምላ መጨመር ሳይለወጥ ይከሰታል ጄ ፒ.ለምሳሌ, mesons with ጄ ፒ= 2 + የመጀመሪያዎቹ የምህዋር መነቃቃት ናቸው ( l = 1) mesons ጋር ጄ ፒ = 1 - . የ 2 + ሜሶኖች እና 1 - ተመሳሳይ የኳርክ አወቃቀሮች ግጥሚያዎች በብዙ ጥንድ ቅንጣቶች ምሳሌ ላይ በግልፅ ይታያሉ ።

Mesons r" እና y" እንደየቅደም ተከተላቸው የ r እና y-meson ራዲያል ማነቃቂያ ምሳሌዎች ናቸው (ተመልከት.

የምሕዋር እና ራዲያል ማነቃቂያዎች ከተመሳሳይ የመነሻ ኳርክ መዋቅር ጋር የሚዛመዱ የድምጾችን ቅደም ተከተል ያመነጫሉ። የኳርክን መስተጋብር በተመለከተ አስተማማኝ መረጃ አለመኖሩ ገና በቁጥር ስሌት እንድንሰራ አይፈቅድልንም እናም እንደዚህ ያሉ አስደሳች ግዛቶች ሊኖሩ ስለሚችሉት ድምዳሜዎች ምንም ዓይነት ድምዳሜ ላይ እንድንደርስ አይፈቅድልንም። ስለ ሃድሮን በጣም ምቹ መግለጫ የመሆን እድልን ይጨምራል። በመቀጠልም ስለ ኳርኮች በ hadrons ውስጥ እንደ እውነተኛ የቁስ አካላት እንድንነጋገር የሚያስችሉን ሙከራዎች ተካሂደዋል። የመጀመሪያዎቹ ኤሌክትሮኖች በኒውክሊዮኖች በጣም ትልቅ በሆነ ማዕዘኖች መበታተን ላይ የተደረጉ ሙከራዎች ነበሩ። እነዚህ ሙከራዎች (1968)፣ ራዘርፎርድ በአተሞች ላይ የአልፋ ቅንጣቶች መበተን ላይ ያደረጋቸውን የጥንታዊ ሙከራዎች የሚያስታውሱት በኒውክሊዮን ውስጥ የተከሰሱ የነጥብ ቅርጾች መኖራቸውን አሳይተዋል። ከእነዚህ ሙከራዎች የተገኘውን መረጃ በኒውክሊዮኖች (1973-75) ላይ በኒውትሪኖ መበተን ላይ ካለው ተመሳሳይ መረጃ ጋር ማነፃፀር የእነዚህ የነጥብ ቅርጾች የኤሌክትሪክ ኃይል አማካይ ስኩዌር እሴት ድምዳሜ ላይ ለመድረስ አስችሎታል። ውጤቱ በሚያስደንቅ ሁኔታ ወደ እሴቱ 1/2 [(2/3) ቅርብ ሆነ ሠ) 2 +(1 / 3 ሠ 2 . ኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን በሚጠፉበት ጊዜ የሃድሮን ምርት ሂደት በሂደት ቅደም ተከተል ውስጥ ያልፋል ተብሎ የሚታሰበው ጥናት: ® hadrons ፣ ከተፈጠረው quarks ከእያንዳንዱ ጋር በጄኔቲክ የተገናኙ ሁለት የሃድሮን ቡድኖች መኖራቸውን አመልክቷል እና አደረገው። የኳርኩን ሽክርክሪት ለመወሰን ይቻላል. ከ1/2 ጋር እኩል ሆኖ ተገኘ። በዚህ ሂደት ውስጥ የተወለዱት ሃድሮን ጠቅላላ ቁጥርም በመካከለኛው ግዛት ውስጥ የሶስት ዝርያዎች ኳርኮች እንደሚታዩ ያመላክታል, ማለትም, ኳርኮች ሶስት ቀለም ያላቸው ናቸው.

ስለዚህ, በንድፈ ሃሳቦች ላይ በመመርኮዝ የኳንተም የኳንተም ቁጥሮች በበርካታ ሙከራዎች ተረጋግጠዋል. Quarks ቀስ በቀስ የአዳዲስ ኤሌክትሮን ቅንጣቶች ደረጃን እያገኙ ነው ተጨማሪ ምርምር ይህንን መደምደሚያ ካረጋገጠ ኳርኮች ለሃድሮኒክ የቁስ አካል የእውነተኛ ኤሌክትሮን ቅንጣቶች ሚና ከፍተኛ ተፎካካሪዎች ናቸው። እስከ ርዝመቶች ~ 10 -15 ሴሜኳርኮች እንደ መዋቅር የሌላቸው የነጥብ ቅርጾች ይሠራሉ. የታወቁት የኳርክ ዓይነቶች ቁጥር ትንሽ ነው. ለወደፊቱ ፣ በእርግጥ ፣ ሊለወጥ ይችላል-አንድ ሰው በከፍተኛ ኃይል አዳዲስ የኳንተም ቁጥሮች ያላቸው ሃድሮኖች በአዳዲስ የኳንኮች ሕልውና ምክንያት እንደማይገኙ ዋስትና ሊሰጥ አይችልም። ማወቂያ ዋይ- mesons ይህን አመለካከት ያረጋግጣል. ነገር ግን የኳርኮች ቁጥር መጨመር ትንሽ ሊሆን ይችላል, አጠቃላይ መርሆዎች በጠቅላላው የኳርኮች ብዛት ላይ ገደብ ይጥላሉ, ምንም እንኳን እነዚህ ገደቦች ገና ያልታወቁ ናቸው. የኳርኮች መዋቅር-አልባነት በእነዚህ የቁሳቁስ ቅርጾች ላይ የተገኘውን የምርምር ደረጃ ብቻ ያንፀባርቃል። ነገር ግን፣ በርካታ የተወሰኑ የኳርኮች ባህሪያት ኳርኮች የቁስ አካላትን መዋቅራዊ ክፍሎች ሰንሰለት የሚያጠናቅቁ ቅንጣቶች እንደሆኑ ለመገመት አንዳንድ ምክንያቶችን ይሰጣሉ።

ኳርኮች ከሌሎቹ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች የሚለያዩት በነጻ ግዛት ውስጥ ገና ስላልታዩ ነው፣ ምንም እንኳን በታሰረ ሁኔታ ውስጥ መኖራቸውን የሚያሳዩ ማስረጃዎች አሉ። ኳርኮችን ላለማየት ከሚያደርጉት ምክንያቶች አንዱ በጣም ትልቅ ብዛታቸው ሊሆን ይችላል ፣ ይህም ምርታቸውን በዘመናዊ አፋጣኝ ኃይል ይከላከላል። ነገር ግን በመሠረታዊነት quarks, በተግባራቸው ልዩ ባህሪ ምክንያት, በነጻ ሁኔታ ውስጥ ሊሆኑ አይችሉም. በኳርኮች መካከል የሚንቀሳቀሱ ኃይሎች በርቀት እንደማይዳከሙ የሚደግፉ የንድፈ ሃሳባዊ እና የሙከራ ክርክሮች አሉ። ይህ ማለት ኳርኮችን እርስ በእርስ ለመለያየት ወሰን የለሽ ተጨማሪ ሃይል ያስፈልጋል ወይም ያለበለዚያ በነጻ ግዛት ውስጥ የኳርክኮች መከሰት የማይቻል ነው። ኳርኮችን በነጻ ግዛት ውስጥ ማግለል አለመቻል ሙሉ ለሙሉ አዲስ ዓይነት የቁስ መዋቅራዊ አሃዶች ያደርጋቸዋል። ለምሳሌ ፣ ኳርኮች እራሳቸው በነጻ ግዛት ውስጥ ሊታዩ ካልቻሉ የኳርኩን አካላትን ጥያቄ ማንሳት ይቻል እንደሆነ ግልፅ አይደለም ። በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ የኳርኮች ክፍሎች በአካላዊ ሁኔታ እራሳቸውን ሙሉ በሙሉ አይገለጡም, እና ስለዚህ ኳርኮች የሃድሮኒክ ቁስ አካልን በመከፋፈል ውስጥ እንደ የመጨረሻ ደረጃ ይሠራሉ.

የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች እና የኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ።

በዘመናዊ ቲዎሪ ውስጥ የኤሌክትሮን ቅንጣቶችን ባህሪያት እና ግንኙነቶችን ለመግለጽ, የፊዚክስ ጽንሰ-ሐሳብ አስፈላጊ ነው. ለእያንዳንዱ ቅንጣት የተመደበው መስክ. መስክ የተወሰነ የቁስ አካል ነው; በሁሉም ነጥቦች ላይ በተገለፀው ተግባር ይገለጻል ( Xየቦታ-ጊዜ እና የሎሬንትዝ ቡድን ለውጥ (ስካላር ፣ ስፒን ፣ ቬክተር ፣ ወዘተ) እና የ “ውስጣዊ” ሲምሜትሮች (isotopic scalar ፣ isotopic spinor ፣ ወዘተ) ለውጦችን በተመለከተ የተወሰኑ የመለወጥ ባህሪያትን መያዝ። ባለአራት አቅጣጫዊ ቬክተር ባህሪያት ያለው ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ እና m (x) (m = 1, 2, 3, 4) በታሪክ የአካላዊ መስክ የመጀመሪያው ምሳሌ ነው። ከ E. ቅንጣቶች ጋር የሚወዳደሩት መስኮች የኳንተም ተፈጥሮ ናቸው, ማለትም ጉልበታቸው እና ጉልበታቸው ብዙ ክፍሎች ያሉት ነው. ክፍሎች - quanta, እና ጉልበት E k እና የኳንተም ሞመንተም p k ከልዩ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሐሳብ ጋር የተያያዙ ናቸው: E k 2 = p k 2 c 2 + m 2 c 2 . እያንዳንዱ እንደዚህ ዓይነት ኳንተም የኤሌክትሮን ቅንጣት ነው የተሰጠው ኃይል E k , ሞመንተም p k እና mass m የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንታ ፎቶኖች ናቸው, የሌሎች መስኮች ኳንታ ከሌሎች የታወቁ ኤሌክትሮኖች ቅንጣቶች ጋር ይዛመዳል, ስለዚህ, መስክ አካላዊ ነው. ማለቂያ የሌላቸው ጥቃቅን ስብስቦች መኖር ነጸብራቅ - quanta. የኳንተም መስክ ንድፈ ሐሳብ ልዩ የሂሳብ መሣሪያ በእያንዳንዱ ነጥብ x ላይ የአንድን ቅንጣት መወለድ እና መጥፋት ለመግለጽ ያስችላል።

የመስክ ለውጥ ባህሪያት ሁሉንም የ E. ቅንጣቶች የኳንተም ቁጥሮችን ይወስናሉ ከቦታ-ጊዜ ለውጦች (የሎሬንትዝ ቡድን) ጋር በተዛመደ የመለወጥ ባህሪያት የንጥቆችን ሽክርክሪት ይወስናሉ. ስለዚህ ስካላር ከስፒን 0 ጋር ይዛመዳል ፣ ስፒን - ስፒን 1/2 ፣ ቬክተር - ስፒን 1 ፣ ወዘተ የመሳሰሉት የኳንተም ቁጥሮች መኖር እንደ L ፣ B ፣ 1 ፣ Y ፣ Ch እና ለ quarks እና gluons “ቀለም” ይከተላል ። ከ "የውስጥ ክፍተቶች" ("ክፍያ ቦታ", "ኢሶቶፒክ ቦታ", "አሃዳዊ ቦታ", ወዘተ) ለውጦች ጋር በተዛመደ የመስኮችን የመለወጥ ባህሪያት. በተለይም በኳርክክስ ውስጥ "ቀለም" መኖሩ ከልዩ "ቀለም" አሃዳዊ ቦታ ጋር የተያያዘ ነው. በቲዎሪቲካል መሳሪያዎች ውስጥ የ "ውስጣዊ ክፍተቶች" ማስተዋወቅ አሁንም ሙሉ በሙሉ መደበኛ መሳሪያ ነው, ሆኖም ግን, በ E. Ch. ባህሪያት ውስጥ የተንፀባረቀው የአካላዊ ቦታ-ጊዜ ልኬት, በእውነቱ የበለጠ መሆኑን የሚያመለክት ሆኖ ሊያገለግል ይችላል. ከአራት በላይ - የሁሉም የማክሮስኮፕ አካላዊ ሂደቶች የቦታ-ጊዜ ባህሪ ልኬት። የኤሌክትሮን ብዛት ከሜዳዎች ለውጥ ባህሪያት ጋር በቀጥታ የተገናኘ አይደለም; ይህ ተጨማሪ ባህሪያቸው ነው.

ከኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጋር የሚከሰቱትን ሂደቶች ለመግለጽ የተለያዩ አካላዊ መስኮች እርስ በርስ እንዴት እንደሚዛመዱ ማወቅ ያስፈልጋል, ማለትም የእርሻውን ተለዋዋጭነት ማወቅ. በዘመናዊው የኳንተም መስክ ንድፈ ሀሳብ ፣ ስለ መስኮች ተለዋዋጭነት መረጃ በሜዳዎች በተገለፀው ልዩ መጠን ውስጥ ይገኛል - የ Lagrangian (የበለጠ በትክክል ፣ የ Lagrangian density) L. የኤል እውቀት በመርህ ደረጃ የ በተለያዩ መስተጋብሮች ተጽእኖ ስር ከአንዱ ቅንጣቶች ወደ ሌላ ሽግግር. እነዚህ ዕድሎች በተባሉት ተሰጥተዋል. መበተን ማትሪክስ (ደብሊው. Heisenberg, 1943), በ L. Lagrangian L Lagrangian L ያቀፈ ነው, እሱም የነጻ መስኮችን ባህሪ የሚገልጽ, እና መስተጋብር Lagrangian, L, ከተለያዩ ቅንጣቶች መስኮች የተገነባ እና የመቻል እድልን የሚያንፀባርቅ ነው. የእነሱ የጋራ ለውጦች. ሂደቶችን በ E. h ለመግለፅ የኤልዝ እውቀት ወሳኝ ነው።

የ L3 ቅርጽ በተለየ ሁኔታ የሚወሰነው በተዛማጅ የሎሬንትዝ ቡድን መስኮች የለውጥ ባህሪያት እና በዚህ ቡድን (አንፃራዊነት ልዩነት) ላይ ያለውን ልዩነት አስፈላጊነት ነው. ለረጅም ጊዜ ግን L3 ለማግኘት መመዘኛዎቹ አይታወቁም (ከኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች በስተቀር) እና ከሙከራ የተገኙ የኤሌክትሮማግኔቲክ ቅንጣቶች መስተጋብር መረጃ በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች በተለያዩ አጋጣሚዎች መካከል አስተማማኝ ምርጫን አይፈቅድም. በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ, ግንኙነቶችን ለመግለጥ phenomenological አቀራረብ በጣም ቀላል የሆነውን የ L ins ዓይነቶችን በመምረጥ, ወደሚታዩ ሂደቶች በመምራት, ወይም በተበታተነው ማትሪክስ ውስጥ ያሉትን ንጥረ ነገሮች የባህሪ ባህሪያትን በቀጥታ በማጥናት ላይ የተመሰረተ ነው. በዚህ መንገድ, ለተለያዩ የተመረጡ የኢነርጂ ክልሎች ሂደቶችን ከኤሌክትሮን ቅንጣቶች ጋር በመግለጽ ከፍተኛ ስኬት ተገኝቷል. ነገር ግን፣ ብዙ የንድፈ ሃሳቡ መመዘኛዎች ከሙከራ ተበድረዋል፣ እና አቀራረቡ ራሱ ሁለንተናዊነትን ሊጠይቅ አልቻለም።

በ 50-70 ዎቹ ውስጥ. ለጠንካራ እና ለደካማ መስተጋብሮች ቅርፁን በከፍተኛ ሁኔታ ለማጣራት አስችሏል የ L3 አወቃቀሩን በመረዳት ረገድ ከፍተኛ እድገት ታይቷል. በዚህ ሂደት ውስጥ ወሳኝ ሚና የተጫወተው በኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብር እና በኤል.ቪ.

የኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብር ሲሜትሪ የተወሰኑ አካላዊ መጠኖችን የመጠበቅ ህጎች መኖራቸው እና በዚህም ምክንያት ከነሱ ጋር የተያያዙ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ኳንተም ቁጥሮችን በመጠበቅ ላይ ይንጸባረቃል (የጥበቃ ህጎችን ይመልከቱ)። ለሁሉም የግንኙነቶች ክፍሎች የሚከሰት ትክክለኛ ሲሜትሪ ፣ በኤሌክትሮኖች ውስጥ ካሉ ትክክለኛ የኳንተም ቁጥሮች መኖር ጋር ይዛመዳል። ግምታዊ ሲሜትሪ፣ ባህሪይ ለተወሰኑ የግንኙነቶች ክፍሎች ብቻ (ጠንካራ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ)፣ ወደ ትክክለኛ ያልሆኑ የኳንተም ቁጥሮች ይመራል። የኤሌክትሮኖች የኳንተም ቁጥሮችን ከመጠበቅ ጋር በተያያዘ ከላይ በተጠቀሱት የግንኙነቶች ክፍሎች መካከል ያለው ልዩነት በሲሜትሜትራቸው ባህሪያት ላይ ያለውን ልዩነት ያሳያል።

የሚታወቅ ቅጽ L vz el. m. ለኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የላግራንጂያን ኤል ግልጽ ሲምሜትሪ በመኖሩ ምክንያት በውስጡ የተካተቱት የተከሰሱ ቅንጣቶች j ውስጥ የተካተቱትን ውስብስብ መስኮች j * j (እዚህ * ውስብስብ ውህደት ማለት ነው) ማባዛትን በተመለከተ ግልጽ የሆነ ሲምሜትሪ መኖር ውጤት ነው። ምክንያት e ia፣ ሀ የዘፈቀደ እውነተኛ ቁጥር ነው። ይህ ሲሜትሪ በአንድ በኩል የኤሌክትሪክ ክፍያን የመጠበቅ ህግን ያስገኛል, በሌላ በኩል, የሲሜትሪ መሟላት ከፈለግን በቦታ-ጊዜ ነጥብ ላይ በዘፈቀደ የሚወሰን ከሆነ, በማያሻማ ሁኔታ ይመራል. ወደ ላግራሪያን መስተጋብር፡-

ኤል እስከ ኤል. m. = j m ኤል. ሜትር (x) አንድ ሜትር (x) (1)

የት j m ኤል. m. - ባለአራት አቅጣጫዊ ኤሌክትሮማግኔቲክ ጅረት (የኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶችን ይመልከቱ). እንደ ተለወጠ, ይህ ውጤት አጠቃላይ ጠቀሜታ አለው. በሁሉም ሁኔታዎች ውስጥ ግንኙነቶቹ "ውስጣዊ" ሲሜትሪ ሲያሳዩ, ማለትም ላግራንጊን በ "ውስጣዊ ቦታ" ለውጦች ውስጥ የማይለዋወጥ ነው, እና ተጓዳኝ የኳንተም ቁጥሮች በ E. ቁጥሮች ውስጥ ሲነሱ, ለማንኛውም ጥገኝነት ልዩነት መከሰቱ አስፈላጊ ነው. በነጥብ x ላይ የለውጥ መለኪያዎች (የአካባቢው የመለኪያ ልዩነት ተብሎ የሚጠራው ፣ ያንግ ዜን-ኒንግ ፣ አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቅ አር. ሚልስ ፣ 1954)። በአካል, ይህ መስፈርት መስተጋብር ወዲያውኑ ከ ነጥብ ወደ ነጥብ ሊተላለፍ አይችልም እውነታ ምክንያት ነው. ይህ ሁኔታ የሚረካው በ Lagrangian ውስጥ ከተካተቱት መስኮች መካከል የቬክተር መስኮች (የ A m (x) ምሳሌዎች) ሲኖሩ ነው ፣ ይህም “ውስጣዊ” ሲሜትሪ በሚቀየርበት ጊዜ የሚለዋወጡ እና ከቅንጣዎች መስኮች ጋር በተለየ መንገድ የሚገናኙ ፣ ማለትም፡-

L በ = å r=1 n j m r (x) V m r (x)፣ (2)

j m r (x) ከቅንጣት መስኮች የተውጣጡ ጅረቶች ሲሆኑ፣ V m r (x) የቬክተር መስኮች፣ ብዙውን ጊዜ የመለኪያ መስኮች ተብለው ይጠራሉ ። ስለዚህ የ “ውስጣዊ” ሲሜትሪ የአካባቢ አስፈላጊነት የኤል ቅርፅን ያስተካክላል እና የቬክተር መስኮችን እንደ ሁለንተናዊ የግንኙነት ተሸካሚዎች ይለያል። የቬክተር መስኮች ባህሪያት እና ቁጥራቸው "n" የሚወሰነው በ "ውስጣዊ" የሲሜትሪ ቡድን ባህሪያት ነው. ሲምሜትሪው ትክክለኛ ከሆነ የመስክ ኳንተም V m r ብዛት ከ 0 ጋር እኩል ነው. የአሁኑ የ j m r አይነት የሚወሰነው ከ "ውስጣዊ" የሲሜትሪ ቡድን ጋር በተገናኘ ዜሮ ያልሆኑ ኳንተም ቁጥሮች ባላቸው ቅንጣቶች መስኮች ነው.

ከላይ በተዘረዘሩት መርሆዎች ላይ በመመርኮዝ በኒውክሊን ውስጥ የኳርኮች መስተጋብር ጥያቄን መቅረብ ይቻል ነበር ። የኒውትሪኖዎችን እና አንቲኒውትሪኖዎችን በኒውክሊዮኖች መበተን ላይ የተደረጉ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የኑክሊዮኑ ፍጥነት በከፊል (50% ገደማ) በኳርክክስ የሚተላለፍ ሲሆን የተቀረው ደግሞ ከኒውትሪኖስ ጋር በማይገናኝ ሌላ ዓይነት ነገር ይተላለፋል። ምናልባትም ይህ የቁስ አካል በ quarks መካከል የሚለዋወጡትን እና በኑክሊዮኑ ውስጥ የተያዙትን ቅንጣቶች ያካትታል. እነዚህ ቅንጣቶች "gluons" (ከእንግሊዘኛ ሙጫ - ሙጫ) ይባላሉ. በይነግንኙነት ላይ ከላይ ካለው እይታ አንጻር እነዚህን ቅንጣቶች እንደ ቬክተር ቅንጣቶች መቁጠር ተፈጥሯዊ ነው. በዘመናዊው ንድፈ ሐሳብ ውስጥ, የእነሱ መኖር ከሲሜትሪ ጋር የተቆራኘ ነው, ይህም በኳርኮች ውስጥ "ቀለም" መልክን ይወስናል. ይህ ሲሜትሪ ትክክለኛ ከሆነ (የቀለም SU (3) ሲምሜትሪ)፣ እንግዲያውስ ግሉኖኖች ጅምላ የሌላቸው ቅንጣቶች ሲሆኑ ቁጥራቸው ስምንት ነው (አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቅ I. Nambu, 1966)። የኳርኮች ከ gluons ጋር ያለው መስተጋብር በ L vz መዋቅር (2) የተሰጠ ሲሆን አሁን ያለው j m r ከኳርክ ሜዳዎች የተዋቀረ ነው። በጅምላ አልባ ግሉኖኖች መለዋወጥ ምክንያት የኳርክኮች መስተጋብር ከርቀት ወደማይቀነሱ ኳርኮች ይመራል ተብሎ የሚታሰብም ምክንያት አለ ነገር ግን ይህ በጥብቅ አልተረጋገጠም።

በመርህ ደረጃ, በኳርክክስ መካከል ስላለው ግንኙነት እውቀት የሁሉንም ሃድሮኖች እርስ በርስ መስተጋብር ለመግለጽ መሰረት ሊሆን ይችላል, ማለትም, ሁሉንም ጠንካራ ግንኙነቶች. ይህ የሃድሮን ፊዚክስ አቅጣጫ በፍጥነት እያደገ ነው።

መስተጋብር መዋቅር ምስረታ ውስጥ ሲምሜትሪ (ግምታዊ ጨምሮ) ሚና የመወሰን መርህ መጠቀም ደግሞ የሚቻል ደካማ መስተጋብር Lagrangian ተፈጥሮ መረዳት ውስጥ እድገት አድርጓል. በተመሳሳይ ጊዜ, በደካማ እና በኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች መካከል ያለው ጥልቅ ውስጣዊ ግንኙነት ተገለጠ. በዚህ አቀራረብ, ተመሳሳይ የሊፕቶን ክፍያ ያላቸው የሌፕቶኖች ጥንድ መገኘት: e -, v e እና m -, v m, ነገር ግን ከተለያዩ የጅምላ እና የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ጋር እንደ የዘፈቀደ አይደለም, ነገር ግን የ isotonic የተሰበረ ሲምሜትሪ መኖሩን የሚያንፀባርቅ ነው. ዓይነት (ቡድን SU (2))። የአከባቢውን መርህ በዚህ “ውስጣዊ” ሲምሜትሪ ላይ መተግበር ወደ ላግራንጊን (2) ባህሪይ ይመራል ፣ በዚህ ጊዜ ለኤሌክትሮማግኔቲክ እና ለደካማ ግንኙነቶች ተጠያቂ የሆኑ ቃላት በአንድ ጊዜ ይነሳሉ (አሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤስ. ዌይንበርግ ፣ 1967 ፣ A. Salam, 1968)

L አየር = j m el. m. + A m + j m sl. ሸ. ወ m ++ j m sl. ሸ. ወ m - + j m sl. n. Z m 0 (3)

እዚህ j m sl. ሸ. , j m sl. n. - ደካማ መስተጋብር የተሞላ እና ገለልተኛ ሞገዶች, ከላፕቶኖች መስኮች የተገነቡ, W m +, W m -, Z m 0 - ግዙፍ መስኮች (በሲሜትሪ መሰባበር ምክንያት) የቬክተር ቅንጣቶች, በዚህ እቅድ ውስጥ ደካማ መስተጋብሮች ተሸካሚዎች ናቸው. መካከለኛ ቦሶኖች የሚባሉት), A m - photon field. የተከሳሽ መካከለኛ ቦሶን መኖር ሀሳብ ከረጅም ጊዜ በፊት ቀርቧል (ኤች. ዩካዋ ፣ 1935)። ነገር ግን በዚህ የተዋሃደ የኤሌክትሮን መግነጢሳዊ እና ደካማ መስተጋብር ንድፈ ሃሳብ ሞዴል ውስጥ የተከሳሽ መካከለኛ ቦሶን ከፎቶን እና ከገለልተኛ መካከለኛ ቦሶን ጋር እኩል ሆኖ መገኘቱ አስፈላጊ ነው። በገለልተኛ ጅረቶች ምክንያት የተከሰቱ ደካማ ግንኙነቶች ሂደቶች በ 1973 ተገኝተዋል, ይህም የደካማ ግንኙነቶችን ተለዋዋጭነት ለመቅረጽ የተገለፀውን የአቀራረብ ትክክለኛነት ያረጋግጣል. የ Lagrangian L ን ለመጻፍ ብዙ ቁጥር ያላቸው ገለልተኛ እና የተከፈሉ መካከለኛ ቦሶኖች እንዲሁ ይቻላል ። የሙከራ መረጃ እስካሁን ድረስ ላግራንጋን የመጨረሻ ምርጫ በቂ አይደለም።

መካከለኛ ቦሶኖች እስካሁን በሙከራ አልተገኙም። ካለው መረጃ፣ ብዙሃኑ W ± እና Z 0 ለዌይንበርግ-ሰላም ሞዴል በግምት 60 እና 80 GeV ይገመታል።

የኳርክክስ ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ ግንኙነቶች ከዌይንበርግ-ሳላም ሞዴል ጋር በሚመሳሰል ሞዴል ውስጥ ሊገለጹ ይችላሉ. በዚህ መሠረት የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ የሃድሮን ግንኙነቶችን ግምት ውስጥ ማስገባት ከተመለከቱት መረጃዎች ጋር ጥሩ ስምምነት ይሰጣል. እንደነዚህ ያሉ ሞዴሎችን በመገንባት ላይ ያለው የተለመደ ችግር እስካሁን ድረስ ያልታወቀ የኳርክክስ እና የሊፕቶኖች ጠቅላላ ቁጥር ነው, ይህም የመነሻ ሲምሜትሪ አይነት እና የጥሰቱን ባህሪ ለመወሰን አይፈቅድም. ስለዚህ, ተጨማሪ የሙከራ ጥናቶች በጣም አስፈላጊ ናቸው.

የኤሌክትሮማግኔቲክ ነጠላ አመጣጥ እና ደካማ መስተጋብር ማለት በንድፈ ሀሳብ ውስጥ ደካማ መስተጋብር ቋሚ እንደ ገለልተኛ መለኪያ ይጠፋል. ብቸኛው ቋሚ የኤሌክትሪክ ክፍያ ሠ) ደካማ ሂደቶችን በአነስተኛ ኃይል መጨፍጨፍ በመካከለኛው ቦሶኖች ትልቅ ብዛት ይገለጻል. ከመካከለኛው ቦሶኖች ብዛት ጋር ሲነፃፀር በጅምላ ስርዓት መሃል ባለው ኃይል ፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ እና የደካማ መስተጋብር ውጤቶች ተመሳሳይ ቅደም ተከተል መሆን አለባቸው። የኋለኛው ግን የበርካታ የኳንተም ቁጥሮችን (P፣ Y፣ Ch፣ ወዘተ) አለመጠበቅ ይለያያል።

የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ መስተጋብርን ብቻ ሳይሆን ጠንካራ መስተጋብርን በአንድ ላይ ለማገናዘብ ሙከራዎች አሉ. ለእንደዚህ አይነት ሙከራዎች መነሻው የሁሉም አይነት የኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብር (ያለ የስበት መስተጋብር) ተመሳሳይ ተፈጥሮ ግምት ነው። በግንኙነቶች መካከል የታዩት ጠንካራ ልዩነቶች ጉልህ በሆነ የሲሜትሪ መበላሸት ምክንያት ተደርገው ይወሰዳሉ። እነዚህ ሙከራዎች በበቂ ሁኔታ ገና አልተዘጋጁም እና ከባድ ችግሮች ያጋጥሟቸዋል, በተለይም የኳርክክስ እና የሊፕቶን ባህሪያትን ልዩነት በማብራራት ላይ.

በሲሜትሪ ባህሪያት አጠቃቀም ላይ በመመስረት የላግራንያንን መስተጋብር የማግኘት ዘዴን ማዳበር ወደ ተለዋዋጭ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጽንሰ-ሀሳብ በሚያመራ መንገድ ላይ አስፈላጊ እርምጃ ነበር ። ተጨማሪ የቲዮሬቲክ ግንባታዎች አካል.

ማጠቃለያ

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ንድፈ ሐሳብ አንዳንድ አጠቃላይ ችግሮች። የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ፊዚክስ የቅርብ ጊዜ እድገት ከኤሌክትሮን ቅንጣቶች ሁሉ የማይክሮ ዓለሙን ሂደት ልዩ ሁኔታዎችን የሚወስኑ የቡድን ቅንጣቶችን በግልፅ ይለያል። እነዚህ ቅንጣቶች ለእውነተኛ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ሚና እጩ ሊሆኑ የሚችሉ ናቸው።እነዚህም የሚያጠቃልሉት፡- 1/2 ስፒን ያላቸው ቅንጣቶች - ሌፕቶኖች እና ኳርክስ እንዲሁም ስፒን 1 - ግሉኖን፣ ፎቶን ፣ ግዙፍ መካከለኛ ቦሶኖች፣ የተለያዩ አይነት መስተጋብርዎችን የሚያካሂዱ ናቸው። ሽክርክሪት ያላቸው ቅንጣቶች 12 . ይህ ቡድን በጣም አይቀርም በተጨማሪም ስፒን 2 ጋር ቅንጣት ማካተት አለበት - የ graviton; ሁሉንም የኤሌክትሮን ቅንጣቶች የሚያገናኘው የስበት መስክ ኳንተም በዚህ እቅድ ውስጥ፣ ብዙ ጥያቄዎች ግን ተጨማሪ ምርምር ያስፈልጋቸዋል። የሌፕቶኖች፣ ኳርኮች እና የተለያዩ ቬክተር (ከ J = 1) ቅንጣቶች ጠቅላላ ቁጥር ምን እንደሆነ እና ይህን ቁጥር የሚወስኑ አካላዊ መርሆች እንዳሉ አይታወቅም። ከ 1/2 ስፒን ጋር ቅንጣቶችን ወደ 2 የተለያዩ ቡድኖች የመከፋፈል ምክንያቶች-ሌፕቶኖች እና ኳርክክስ ግልፅ አይደሉም። የሌፕቶኖች እና ኳርኮች (L, B, 1, Y, Ch) የውስጣዊ ኳንተም ቁጥሮች አመጣጥ እና እንደ "ቀለም" ያሉ የኳርክስ እና ግሉኖች ባህሪያት ግልጽ አይደሉም. ከውስጣዊ ኳንተም ቁጥሮች ጋር ምን ዓይነት የነፃነት ደረጃዎች ተያይዘዋል? እንደ ጄ እና ፒ ያሉ የኤሌክትሮን ቅንጣት ባህሪያት ብቻ ከተራ ባለ አራት አቅጣጫዊ የጠፈር ጊዜ ጋር የተቆራኙት የእውነተኛ ኤሌክትሮን ቅንጣትን ብዛት የሚወስነው የትኛው ዘዴ ነው? በኤሌክትሮኖች ውስጥ የተለያዩ የሲሜትሪ ባህሪያት ያላቸው የተለያዩ የግንኙነቶች ክፍሎች መኖራቸው ምክንያት ምንድን ነው? እነዚህ እና ሌሎች ጥያቄዎች በመጪው የኢ.ክ.

እንደተገለጸው የኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብር መግለጫ ከመለኪያ መስክ ንድፈ ሃሳቦች ጋር የተያያዘ ነው. እነዚህ ንድፈ ሐሳቦች በኤሌክትሮን ቅንጣቶች (ቢያንስ በመርህ ደረጃ) እንደ ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ ተመሳሳይ ጥብቅ ደረጃ ላይ ያሉ ሂደቶችን ለማስላት የሚያስችል የዳበረ የሂሳብ መሣሪያ አላቸው። ነገር ግን አሁን ባለው መልኩ የመለኪያ መስክ ንድፈ ሃሳቦች አንድ ከባድ ችግር አላቸው, ከኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ ጋር የተለመደ - በእነሱ ውስጥ, በስሌቶች ሂደት ውስጥ, ትርጉም የለሽ ትልቅ መግለጫዎች ይታያሉ. ሊታዩ የሚችሉ መጠኖችን (ጅምላ እና ክፍያን) እንደገና ለመወሰን ልዩ ቴክኒኮችን በመጠቀም - እንደገና ማደስ - ከስሌቶች የመጨረሻ ውጤቶች ውስጥ ኢንፊኔቶችን ማስወገድ ይቻላል ። በጣም በጥሩ ሁኔታ በተመረመረ ኤሌክትሮዳይናሚክስ ውስጥ ፣ ይህ ገና ከሙከራ ጋር የንድፈ ትንበያዎችን ስምምነት ላይ ተጽዕኖ አያሳድርም። ሆኖም ፣ የተሃድሶው ሂደት በቲዎሬቲካል መሳሪያ ውስጥ ያለውን ችግር ሙሉ በሙሉ መደበኛ ማለፍ ነው ፣ ይህም በተወሰነ ደረጃ ትክክለኛነት በስሌቶች እና ልኬቶች መካከል ያለውን ስምምነት ደረጃ ላይ ተጽዕኖ ሊያሳድር ይገባል።

በስሌቶች ውስጥ የኢንፊኒቲስ ገጽታ በላግራንያውያን መስተጋብር ውስጥ የተለያዩ ቅንጣቶች መስኮች ወደ አንድ ነጥብ x በመጠቀማቸው ነው ፣ ማለትም ቅንጣቶች እንደ ነጥብ ናቸው ተብሎ ይታሰባል ፣ እና ባለአራት-ልኬት ቦታ-ጊዜ እስከ ጠፍጣፋ ይቀራል። በጣም ትንሹ ርቀቶች. እንደ እውነቱ ከሆነ, እነዚህ ግምቶች በብዙ ምክንያቶች የተሳሳቱ ናቸው: ሀ) እውነተኛ ኢ ኤለመንቶች, ምናልባትም, ውሱን ደረጃ ያላቸው ቁሳዊ ነገሮች ናቸው; ለ) በጥቃቅን ውስጥ የቦታ-ጊዜ ባህሪያት (በመሠረታዊው ርዝመት በሚባለው ሚዛን ላይ) በጣም ምናልባትም ከማክሮስኮፕ ባህሪያቱ በጣም የተለዩ ናቸው ። ሐ) በትንሹ ርቀቶች (~ 10 -33 ሴ.ሜ) ፣ በስበት ኃይል ምክንያት የቦታ-ጊዜ የጂኦሜትሪክ ባህሪዎች ለውጥ። ምናልባት እነዚህ ምክንያቶች በቅርበት የተያያዙ ናቸው. በመሆኑም መለያ ወደ ስበት እየወሰደ ነው, በጣም በተፈጥሮ ከ10 -33 ሴንቲ ሜትር ቅደም ተከተል እውነተኛ ኢ ቅንጣት መጠን ይመራል, እና መሠረት, ርዝመት l 0 ከ የስበት ቋሚ ረ ጋር ሊዛመድ ይችላል: "10 -33 ሴ.ሜ ከእነዚህ ምክንያቶች ውስጥ የትኛውም የንድፈ ሃሳብ ማሻሻያ እና የኢንፊኔሽን መወገድን ሊያመጣ ይገባል, ምንም እንኳን የዚህ ማሻሻያ ተግባራዊ ትግበራ በጣም ውስብስብ ሊሆን ይችላል.

በአጭር ርቀት ላይ የስበት ኃይልን ተፅእኖ ግምት ውስጥ ማስገባት በጣም አስደሳች ይመስላል. የስበት ኃይል መስተጋብር የኳንተም መስክ ንድፈ ሐሳብ ልዩነቶችን ማስወገድ ብቻ ሳይሆን የአንደኛ ደረጃ ጉዳይ መኖሩንም ሊወስን ይችላል (ኤም.ኤ. ማርኮቭ፣ 1966)። የእውነተኛው የኢ.ኤች.ኤ ንጥረ ነገር ጥግግት በበቂ ሁኔታ ትልቅ ከሆነ የስበት መስህብ የእነዚህን የቁሳቁስ ፍጥረቶች የተረጋጋ ህልውና የሚወስነው ምክንያት ሊሆን ይችላል። የእንደዚህ አይነት ቅርጾች መጠኖች ከ 10 - 33 ሴ.ሜ መሆን አለባቸው ። በአብዛኛዎቹ ሙከራዎች ልክ እንደ ነጥብ ነገሮች ባህሪ ይኖራቸዋል ፣ የእነሱ የስበት መስተጋብር ቀላል ያልሆነ እና በትንሽ ርቀት ላይ ብቻ የሚታየው የቦታ ጂኦሜትሪ በከፍተኛ ሁኔታ በሚቀየርበት ክልል ውስጥ ነው።

ስለዚህ የኤሌክትሮን ቅንጣቶች መስተጋብር የተለያዩ ክፍሎችን በአንድ ጊዜ ግምት ውስጥ በማስገባት ላይ ያለው አዝማሚያ በአጠቃላይ እቅድ ውስጥ የስበት መስተጋብርን በማካተት በምክንያታዊነት መጠናቀቅ አለበት። የወደፊቱን የኤሌክትሮን ቅንጣቶች ንድፈ ሐሳብ መፈጠርን የሚጠብቀው ሁሉንም ዓይነት ግንኙነቶችን በአንድ ጊዜ ግምት ውስጥ በማስገባት ነው.

መጽሃፍ ቅዱስ

1) ማርኮቭ ኤም.ኤ. ስለ ቁስ ተፈጥሮ። ኤም.፣ 1976

2) Gaziorovich S. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፊዚክስ, ትራንስ. ከእንግሊዝ፣ ኤም.1969

3) Kokkede Ya., የኳርክክስ ቲዎሪ, ትራንስ. ከእንግሊዝኛ፣ ኤም.፣ 1971 ዓ.ም

4) I.፣ Ioffe B.L.፣ Okun L.B.፣ አዲስ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች፣ “በፊዚካል ሳይንሶች ውስጥ ያሉ እድገቶች”፣ 1975፣ ቁ. 117፣ ቁ. 2, ገጽ. 227

5) ቦጎሊዩቦቭ ኤን.ኤን., ሺርኮቭ ዲ.ቪ., የቁጥር መስኮች ንድፈ ሃሳብ መግቢያ, 3 ኛ እትም, ኤም., 1976;

6) የመሠረታዊ ፊዚክስ ዜና, ትራንስ. ከእንግሊዝኛ, M., 1977, ገጽ 120-240 .

የፌዴራል መንግስት የትምህርት ተቋም

ከፍተኛ ሙያዊ ትምህርት

"የደቡብ ፌዴራል ዩኒቨርሲቲ"

የኢኮኖሚክስ ፋኩልቲ

የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች.

የእነሱ ምደባ እና ዋና ባህሪያት.

ተፈጽሟል

የ 1 ኛ ዓመት ተማሪ ፣ 11 ኛ ቡድን

Bublikova Ekaterina

ሮስቶቭ-ኦን-ዶን - 2009

መግቢያ። የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም.

መሰረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች.

ስበት.
ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር.
ደካማ መስተጋብር.
ጠንካራ መስተጋብር።

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ምደባ.

የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ባህሪያት.
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ግኝት ታሪክ.

2.5. የኳርክ ቲዎሪ።

2.6. ቅንጣቶች የግንኙነቶች ተሸካሚዎች ናቸው።

3. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ንድፈ ሃሳቦች.

3.1. ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ.

3.2. የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ.

3.3. ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ.

3.4. ወደ... ታላቁ ውህደት።

ያገለገሉ ጽሑፎች ዝርዝር.

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም.

በሃያኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ እና ሁለተኛ አጋማሽ ላይ የቁስ አካልን መሰረታዊ መዋቅር በሚያጠኑ የፊዚክስ ቅርንጫፎች ውስጥ በእውነት አስደናቂ ውጤቶች ተገኝተዋል። በመጀመሪያ ደረጃ, ይህ ሙሉ ለሙሉ አዲስ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች በተገኘበት ጊዜ እራሱን አሳይቷል. ብዙውን ጊዜ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ተብለው ይጠራሉ, ነገር ግን ሁሉም በትክክል የመጀመሪያ ደረጃ አይደሉም. በዚህ ቃል ትክክለኛ ትርጉም ውስጥ ያሉ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ቀዳሚ ፣ ተጨማሪ የማይበሰብሱ ቅንጣቶች ናቸው ፣ ሁሉም ቁስ አካል ሊኖረው ይገባል ፣ ግን አብዛኛዎቹ ፣ በተራው ፣ የበለጠ የበለጡ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ያቀፉ ናቸው።

የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ዓለም በእውነት የተለያዩ ናቸው። በአሁኑ ጊዜ ከ 350 በላይ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ይታወቃሉ. እነዚህም የአቶሚክ ኒዩክሊዎችን የሚያመርቱ ፕሮቶን እና ኒውትሮን እንዲሁም ኤሌክትሮኖች በኒውክሊየይ ዙሪያ የሚዞሩ ናቸው። ነገር ግን በአካባቢያችን ባለው ጉዳይ ውስጥ ፈጽሞ የማይገኙ ቅንጣቶችም አሉ. ከአቶሚክ ኒውክሊየስ ውጭ የሚገኘው የኒውትሮን አማካይ የህይወት ዘመን 15 ደቂቃ ከሆነ፣ የእንደዚህ አይነት አጭር ጊዜ ቅንጣቶች ህይወት በጣም አጭር ነው፣ እሱም የሰከንድ ትንሹ ክፍልፋዮች ይሆናል። ከዚህ እጅግ በጣም አጭር ጊዜ በኋላ ወደ ተራ ቅንጣቶች ይከፋፈላሉ. እንደዚህ ያሉ ያልተረጋጉ የአጭር ጊዜ ቅንጣቶች አስገራሚ ቁጥር አላቸው-ከእነሱ ውስጥ ብዙ መቶዎች ቀድሞውኑ ይታወቃሉ. ነገር ግን፣ ተመሳሳይ ቅንጣት በተለያዩ መንገዶች ወደ ተለያዩ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ሊበላሽ ስለሚችል ብቻ ያልተረጋጉ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የተረጋጉትን “እንደያዙ” ሊቆጠር አይችልም።

እያንዳንዱ ኤሌሜንታሪ ቅንጣት (ፍፁም ገለልተኛ ከሆኑ ቅንጣቶች በስተቀር) የራሱ ፀረ-ፓርቲካል አለው።

የፊዚክስ ሊቃውንት የኒውክሌር ሂደቶችን በሚያጠኑበት ጊዜ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች መኖራቸውን ደርሰውበታል, ስለዚህ እስከ 20 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ድረስ ኤሌሜንታሪ ቅንጣቶች ፊዚክስ የኑክሌር ፊዚክስ ቅርንጫፍ ነበር. በአሁኑ ጊዜ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ፊዚክስ እና ኑክሌር ፊዚክስ ቅርብ ግን ገለልተኛ የፊዚክስ ቅርንጫፎች ናቸው ፣ በብዙ ችግሮች እና በጥቅም ላይ የዋሉ የምርምር ዘዴዎች አንድ ሆነዋል። የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ፊዚክስ ዋና ተግባር የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ተፈጥሮን ፣ ንብረቶችን እና የጋራ ለውጦችን ማጥናት ነው።

በ1960ዎቹ እና 1970ዎቹ የፊዚክስ ሊቃውንት አዲስ በተገኙት የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ብዛት፣ ልዩነት እና እንግዳነት ሙሉ በሙሉ ግራ ተጋብተው ነበር። መጨረሻ የሌላቸው ይመስላቸው ነበር። በጣም ብዙ ቅንጣቶች ለምን እንዳሉ ሙሉ በሙሉ ግልጽ አይደለም. እነዚህ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የተመሰቃቀለ እና የዘፈቀደ የቁስ ቁርጥራጮች ናቸው? ወይስ ምናልባት የአጽናፈ ሰማይን መዋቅር ለመረዳት ቁልፉን ይይዛሉ? በቀጣዮቹ አሥርተ ዓመታት ውስጥ የፊዚክስ እድገት እንዲህ ዓይነት መዋቅር ስለመኖሩ ምንም ጥርጥር የለውም. በሃያኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ ፊዚክስ የእያንዳንዱን የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች አስፈላጊነት መረዳት ይጀምራል.

የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ዓለም ጥልቅ እና ምክንያታዊ ቅደም ተከተል ያለው ነው. ይህ ቅደም ተከተል በመሠረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች ላይ የተመሰረተ ነው.

1. መሰረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች.

በዕለት ተዕለት ሕይወቱ ውስጥ አንድ ሰው በሰውነቱ ላይ የሚሠሩ ብዙ ኃይሎች ይጋፈጣሉ. የንፋሱ ኃይል ወይም የሚመጣው የውሃ ፍሰት ፣ የአየር ግፊት ፣ የፈንጂ ኬሚካሎች ኃይለኛ መለቀቅ ፣ የሰው ጡንቻ ጥንካሬ ፣ የከባድ ዕቃዎች ክብደት ፣ የብርሃን ኳንታ ግፊት ፣ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች መሳብ እና መቀልበስ ፣ የመሬት መንቀጥቀጥ ማዕበል እዚህ አለ ። አንዳንድ ጊዜ አስከፊ ውድመትን የሚያስከትል እና የእሳተ ገሞራ ፍንዳታ ወደ ስልጣኔ ሞት የሚያመራ ወዘተ ... አንዳንድ ኃይሎች በቀጥታ ከሰውነት ጋር ሲገናኙ, ሌሎች ለምሳሌ, የመሬት ስበት, በሩቅ, በጠፈር በኩል ይሠራሉ. ነገር ግን ፣ በንድፈ-ሀሳባዊ የተፈጥሮ ሳይንስ እድገት ምክንያት እንደ ተለወጠ ፣ ምንም እንኳን ብዙ ልዩነቶች ቢኖሩም ፣ ሁሉም በተፈጥሮ ውስጥ የሚሰሩ ኃይሎች ወደ አራት መሠረታዊ ግንኙነቶች ብቻ ሊቀነሱ ይችላሉ-ስበት ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ ፣ ደካማ እና ጠንካራ። በዓለም ላይ ላሉ ለውጦች ሁሉ በመጨረሻ ተጠያቂ የሆኑት እነዚህ ግንኙነቶች ናቸው፤ የሁሉም የአካል እና ሂደቶች ለውጦች ምንጭ ናቸው። የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ለተለያዩ የመሠረታዊ ግንኙነቶች ዓይነቶች እንደ ችሎታቸው በቡድን ይከፈላሉ ። የመሠረታዊ ግንኙነቶችን ባህሪያት ማጥናት የዘመናዊ ፊዚክስ ዋና ተግባር ነው.

1.1. ስበት.

በፊዚክስ ታሪክ ውስጥ የስበት ኃይል (ስበት) ከአራቱ መሠረታዊ መስተጋብር የሳይንሳዊ ምርምር ርዕሰ ጉዳይ ለመሆን የመጀመሪያው ሆነ። በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን ከታየ በኋላ. የኒውተን የስበት ፅንሰ-ሀሳብ - የአለም አቀፋዊ የስበት ህግ - የስበት ኃይልን እንደ ተፈጥሮ ኃይል ያለውን እውነተኛ ሚና ለመጀመሪያ ጊዜ ለመገንዘብ ችሏል. የስበት ኃይል ከሌሎች መሠረታዊ መስተጋብሮች የሚለዩት በርካታ ገፅታዎች አሉት።

በጣም የሚያስደንቀው የመሬት ስበት ባህሪ ዝቅተኛ ነው ጥንካሬ. በሃይድሮጂን አቶም አካላት መካከል ያለው የስበት መስተጋብር መጠን 10n ሲሆን n = -39 ሲሆን ይህም በኤሌክትሪክ ክፍያዎች መስተጋብር ኃይል ላይ የተመሰረተ ነው. በጣም ደካማ ስለሆነ የስበት ኃይል መሰማታችን የሚያስደንቅ ሊመስል ይችላል። በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ የበላይ ኃይል እንዴት መሆን ትችላለች?

ይህ ሁሉ ስለ ሁለተኛው አስደናቂ የስበት ባህሪ ነው - ሁለንተናዊነቱ። በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ ከስበት ኃይል ነፃ የሆነ ምንም ነገር የለም። እያንዳንዱ ቅንጣት የስበት ኃይልን ይለማመዳል እና እራሱ የስበት ምንጭ ነው። እያንዳንዱ የቁስ አካል የስበት ኃይልን ስለሚያሳድግ፣ ትላልቅ የቁስ ስብስቦች ሲፈጠሩ ስበት ይጨምራል። በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የስበት ኃይል ይሰማናል ምክንያቱም ሁሉም የምድር አተሞች እኛን ለመሳብ አብረው ስለሚሠሩ ነው። ምንም እንኳን የአንድ አቶም የስበት መስህብ ውጤት እዚህ ግባ የሚባል ባይሆንም ከሁሉም አተሞች የሚፈጠረው የመሳብ ኃይል ግን ከፍተኛ ሊሆን ይችላል።

ስበት - ረጅም ርቀት የተፈጥሮ ኃይል. ይህ ማለት ምንም እንኳን የስበት መስተጋብር ከርቀት ቢቀንስም በህዋ ላይ ይሰራጫል እና ከምንጩ በጣም ርቀው የሚገኙ አካላትን ሊጎዳ ይችላል። በሥነ ፈለክ ሚዛን፣ የስበት መስተጋብር ትልቅ ሚና ይጫወታል። ለረጅም ርቀት እርምጃ ምስጋና ይግባውና የስበት ኃይል አጽናፈ ሰማይ እንዳይፈርስ ይከላከላል፡ ፕላኔቶችን በመዞሪያቸው፣ በጋላክሲዎች ውስጥ ያሉ ኮከቦችን፣ ጋላክሲዎችን በክላስተር፣ በሜታጋላክሲ ውስጥ ስብስቦችን ይይዛል።

በንጥሎች መካከል የሚሠራው የስበት ኃይል ሁል ጊዜ የሚስብ ኃይል ነው፡ ቅንጣቶችን ወደ አንድ ላይ የማቅረብ አዝማሚያ አለው። የስበት አስጸያፊነት ከዚህ በፊት ታይቶ አይታወቅም (ምንም እንኳን በ quasi-ሳይንሳዊ አፈ ታሪክ ወጎች ውስጥ ሌቪቴሽን የሚባል ሙሉ መስክ አለ - የአንቲግራቪቲ “እውነታዎች” ፍለጋ)። በማንኛውም ቅንጣት ውስጥ የተከማቸ ሃይል ሁል ጊዜ አዎንታዊ እና አወንታዊ ክብደት ስለሚሰጠው፣ በስበት ኃይል ስር ያሉ ቅንጣቶች ሁል ጊዜ መቅረብ አለባቸው።

ስበት ምንድን ነው ፣ የተወሰነ መስክ ወይም የቦታ-ጊዜ ኩርባ መገለጫ - አሁንም ለዚህ ጥያቄ ምንም ግልጽ መልስ የለም። በዚህ ጉዳይ ላይ የፊዚክስ ሊቃውንት የተለያዩ አስተያየቶች እና ጽንሰ-ሐሳቦች አሉ.

1.2. ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር.

የኤሌክትሪክ ሃይሎች ከስበት ሃይሎች በጣም ትልቅ ናቸው። እንደ ደካማው የስበት መስተጋብር በተለየ, በተለመደው መጠን አካላት መካከል የሚሠሩ የኤሌክትሪክ ኃይሎች በቀላሉ ሊታዩ ይችላሉ. ኤሌክትሮማግኔቲዝም ከጥንት ጀምሮ በሰዎች ዘንድ ይታወቃል (አውሮራስ ፣ የመብረቅ ብልጭታ ፣ ወዘተ)።

ለረጅም ጊዜ የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ ሂደቶች እርስ በርስ በተናጥል ተጠንተዋል. የኤሌክትሮማግኔቲክስ እውቀት ወሳኝ እርምጃ በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ በጄ.ሲ. ማክስዌል ኤሌክትሪክ እና ማግኔቲዝምን በአንድ የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲዝም ፅንሰ-ሀሳብ - የመጀመሪያው የተዋሃደ የመስክ ንድፈ ሀሳብ።

የኤሌክትሮን መኖር ባለፈው ክፍለ ዘመን በ 90 ዎቹ ውስጥ በጥብቅ ተመስርቷል. በአሁኑ ጊዜ የማንኛውም ቁስ አካል የኤሌክትሪክ ክፍያ ሁል ጊዜ የመሠረታዊ የኃይል አሃድ ብዜት እንደሆነ ይታወቃል - የኃይል መሙያ “አተም” ዓይነት። ይህ የሆነው ለምንድነው በጣም አስደሳች ጥያቄ ነው። ይሁን እንጂ ሁሉም የቁሳቁስ ቅንጣቶች የኤሌክትሪክ ክፍያ ተሸካሚዎች አይደሉም. ለምሳሌ, ፎቶን እና ኒውትሪኖ በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ናቸው. በዚህ ረገድ ኤሌክትሪክ ከስበት ኃይል ይለያል. ሁሉም የቁሳቁስ ቅንጣቶች የስበት መስክ ይፈጥራሉ, የተሞሉ ቅንጣቶች ብቻ ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ጋር የተያያዙ ናቸው. በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ያለው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ተሸካሚ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ወይም የመስክ ኩንታ - ፎቶን ነው።

እንደ ኤሌክትሪክ ክፍያዎች፣ እንደ ማግኔቲክ ዋልታዎች፣ እና ተቃራኒዎች ይስባሉ። ይሁን እንጂ እንደ ኤሌክትሪክ ክፍያዎች በተቃራኒ መግነጢሳዊ ምሰሶዎች በተናጥል አይከሰቱም, ነገር ግን በጥንድ ብቻ - የሰሜን ምሰሶ እና የደቡብ ምሰሶ. ከጥንት ጊዜያት ጀምሮ ፣ ማግኔትን በመከፋፈል ፣ አንድ ገለልተኛ መግነጢሳዊ ምሰሶ - ሞኖፖል ለማግኘት ሙከራዎች ይታወቃሉ። ሁሉም ግን በሽንፈት ተጠናቀቀ። ምናልባት በተፈጥሮ ውስጥ የተገለሉ መግነጢሳዊ ምሰሶዎች መኖራቸው አይካተትም? ለዚህ ጥያቄ እስካሁን ትክክለኛ መልስ የለም። አንዳንድ የንድፈ ሃሳባዊ ፅንሰ-ሀሳቦች የአንድ ሞኖፖል ዕድል ይፈቅዳሉ።

እንደ ኤሌክትሪክ እና ስበት መስተጋብር፣ የመግነጢሳዊ ምሰሶዎች መስተጋብር የተገላቢጦሹን የካሬ ህግ ያከብራል። በዚህ ምክንያት የኤሌክትሪክ እና ማግኔቲክ ኃይሎች "ረጅም ርቀት" ናቸው, እና ውጤታቸው ከምንጩ ብዙ ርቀት ላይ ነው. ስለዚህ የምድር መግነጢሳዊ መስክ ወደ ውጫዊው ጠፈር ይርቃል. የፀሐይ ኃይል ያለው መግነጢሳዊ መስክ መላውን የፀሐይ ስርዓት ይሞላል። ጋላክቲክ መግነጢሳዊ መስኮችም አሉ።

የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር የአተሞችን አወቃቀር ይወስናል እና ለአብዛኞቹ አካላዊ እና ኬሚካዊ ክስተቶች እና ሂደቶች ተጠያቂ ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ወደ ኤሌክትሮ ማግኔቲክ ሞገዶች ልቀትን ያመጣል.

1.3. ደካማ መስተጋብር.

ደካማ መስተጋብር መኖሩን ለመለየት ፊዚክስ ቀስ በቀስ ተንቀሳቅሷል. ደካማው ኃይል ለቅንጣት መበስበስ ተጠያቂ ነው, እና መገለጫው ስለዚህ የራዲዮአክቲቭ ግኝት እና የቅድመ-ይሁንታ መበስበስ ጥናት ጋር ተጋፍጧል.

የቅድመ-ይሁንታ መበስበስ በጣም እንግዳ የሆነ ባህሪ አሳይቷል። ምርምር ይህ መበስበስ ከመሠረታዊ የፊዚክስ ህጎች ውስጥ አንዱን - የኃይል ጥበቃ ህግን ይጥሳል የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል። በዚህ መበስበስ ውስጥ የኃይል ክፍል የሆነ ቦታ የጠፋ ይመስላል። የኃይል ጥበቃ ህግን "ለማዳን" ደብሊው ፓውሊ ከኤሌክትሮን ጋር በቅድመ-ይሁንታ መበስበስ ወቅት, ሌላ ቅንጣት ወደ ውጭ እንዲወጣ ሐሳብ አቅርበዋል. ገለልተኛ እና ያልተለመደ ከፍተኛ የመግባት ችሎታ አለው, በዚህም ምክንያት ሊታይ አልቻለም. ኢ.ፌርሚ የማይታየውን ቅንጣት "neutrino" ብሎ ጠራው።

Neutrino (የጣሊያን ኒውትሪኖ፣ የኒውትሮን አነስተኛ - ኒውትሮን)፣ የተረጋጋ ያልተሞላ አንደኛ ደረጃ ቅንጣት ስፒን 1/2 እና ምናልባትም ዜሮ ክብደት። ኒውትሪኖስ እንደ ሌፕቶኖች ይመደባል. እነሱ በደካማ እና በስበት መስተጋብር ውስጥ ብቻ ይሳተፋሉ እና ስለዚህ ከቁስ ጋር በጣም ደካማ በሆነ መልኩ ይገናኛሉ. ከከባድ ሌፕቶን ጋር የተቆራኙ ኤሌክትሮን ኒውትሪኖዎች፣ ሁልጊዜ ከኤሌክትሮን ወይም ፖዚትሮን፣ ሙኦን ኒውትሪኖስ፣ ሙኦን ጋር የተጣመሩ እና ታው ኒውትሪኖዎች አሉ። እያንዳንዱ የኒውትሪኖ ዓይነት የራሱ የሆነ ፀረ-ፓርቲካል አለው ፣ እሱም ከኒውትሪኖዎች በተዛማጅ የሊፕቶን ክፍያ እና በሄሊሲቲ ምልክት ውስጥ የሚለየው-ኒውትሪኖስ ግራ-እጅ ሄሊሲቲ (እሽክርክሪት በንጥሉ እንቅስቃሴ ላይ ይመራል) እና አንቲኒውትሪኖዎች የቀኝ እጅ ሄሊሲቲ አላቸው ( ሽክርክሪት በእንቅስቃሴው አቅጣጫ ነው).

ነገር ግን የኒውትሪኖስ ትንበያ እና መለየት የችግሩ መጀመሪያ ብቻ ነው, አጻጻፉ. የኒውትሪኖስን ተፈጥሮ ማብራራት አስፈላጊ ነበር, ነገር ግን እዚህ ብዙ ምስጢር ቀርቷል. እውነታው ግን ሁለቱም ኤሌክትሮኖች እና ኒውትሪኖዎች ያልተረጋጉ ኒውክሊየሮች መውጣታቸው ነው. ነገር ግን በኒውክሊየስ ውስጥ እንደዚህ ያሉ ቅንጣቶች እንደሌሉ በማያዳግም ሁኔታ ተረጋግጧል። እንዴት ተነሱ? ኤሌክትሮኖች እና ኒውትሪኖዎች በኒውክሊየስ ውስጥ በ "ዝግጁ ቅርጽ" ውስጥ እንደማይኖሩ ተጠቁሟል, ነገር ግን በሆነ መልኩ ከሬዲዮአክቲቭ ኒውክሊየስ ኃይል የተፈጠሩ ናቸው. ተጨማሪ ጥናቶች እንደሚያሳዩት በኒውክሊየስ ውስጥ የተካተቱት ኒውትሮኖች ለራሳቸው መሳሪያ የተተዉት ከጥቂት ደቂቃዎች በኋላ ወደ ፕሮቶን፣ ኤሌክትሮን እና ኒውትሪኖ መበስበስ፣ ማለትም እ.ኤ.አ. ከአንድ ቅንጣት ይልቅ, ሦስት አዳዲሶች ይታያሉ. ትንታኔው የታወቁ ኃይሎች እንዲህ ዓይነቱን መበታተን ሊያስከትሉ አይችሉም የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል. በሌላ ባልታወቀ ሃይል የተፈጠረ ይመስላል። ጥናቶች እንደሚያሳዩት ይህ ኃይል ከአንዳንድ ደካማ መስተጋብር ጋር ይዛመዳል.

ከኤሌክትሮማግኔቲክ በጣም ደካማ ነው, ምንም እንኳን ከስበት ኃይል የበለጠ ጠንካራ ነው. በጣም አጭር ርቀት ላይ ይሰራጫል. የደካማ መስተጋብር ራዲየስ በጣም ትንሽ እና ወደ 2 * 10 ^ (-16) ሴ.ሜ ነው. ደካማው መስተጋብር ከምንጩ በትንሹ ርቀት ላይ ይቆማል እና ስለዚህ በማክሮስኮፒክ ቁሶች ላይ ተጽዕኖ ሊያሳድር አይችልም ነገር ግን በግለሰብ ንዑስ ንዑስ ቅንጣቶች ብቻ የተገደበ ነው። ከፎቶን በስተቀር ሁሉም የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች በደካማ መስተጋብር ውስጥ ይሳተፋሉ። አብዛኞቹን የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መበስበስ፣ የኒውትሪኖስ ከቁስ ጋር ያለውን ግንኙነት ወዘተ ይወስናል።ደካማ መስተጋብር የሚለየው እኩልነት፣ እንግዳነት እና “ውበት” መጣስ ነው። የተዋሃደ የደካማ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ በ 60 ዎቹ መገባደጃ ላይ በኤስ ዌይንበርግ ፣ ኤስ ግላሾ እና ኤ. ሳላም ተፈጠረ። ጅምላ የሌላቸው ፎቶኖች (ኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር) እና ከባድ መካከለኛ ቬክተር bosons - ቅንጣቶች W+, W- እና Z °, ደካማ መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው (በሙከራ ውስጥ ተገኝተዋል) አራት ቅንጣቶች መካከል ልውውጥ በኩል ተሸክመው quarks እና lepton ያለውን ግንኙነት, ይገልጻል. 1983) ይህ ነጠላ መስተጋብር ኤሌክትሮዳክ ተብሎ ይጠራል. ከማክስዌል የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ንድፈ ሐሳብ ጀምሮ፣ የዚህ ንድፈ ሐሳብ መፈጠር ወደ ፊዚክስ አንድነት ትልቁ እርምጃ ነበር።

1.4. ጠንካራ መስተጋብር።

በተከታታይ መሰረታዊ መስተጋብሮች ውስጥ የመጨረሻው ከፍተኛ የኃይል ምንጭ የሆነው ጠንካራ መስተጋብር ነው. በጠንካራው ኃይል የሚለቀቀው በጣም የተለመደው የኃይል ምሳሌ የእኛ ፀሐይ ነው። በፀሐይ እና በከዋክብት ጥልቀት ውስጥ, ከተወሰነ ጊዜ ጀምሮ, በጠንካራ መስተጋብር ምክንያት የሚከሰቱ የሙቀት አማቂ ምላሾች ያለማቋረጥ ይከሰታሉ. ነገር ግን የሰው ልጅ ጠንካራ ግንኙነቶችን ለመልቀቅ ተምሯል-የሃይድሮጂን ቦምብ ተፈጠረ ፣ ቁጥጥር የሚደረግባቸው ቴርሞኑክሌር ምላሾች ቴክኖሎጂዎች ተቀርፀዋል እና ተሻሽለዋል።

ፊዚክስ የአቶሚክ ኒውክሊየስ አወቃቀርን በማጥናት ወቅት ጠንካራ መስተጋብር መኖሩን ወደ ሃሳቡ መጣ. አንዳንድ ሃይል በኒውክሊየስ ውስጥ የሚገኙትን ፕሮቶኖች መያዝ አለባቸው, በኤሌክትሮስታቲክ ማባረር ተጽእኖ ስር እንዳይበታተኑ ይከላከላል. የስበት ኃይል ለዚህ በጣም ደካማ ነው; አንዳንድ አዲስ መስተጋብር እንደሚያስፈልግ ግልጽ ነው፣ በተጨማሪም፣ ከኤሌክትሮማግኔቲክ የበለጠ ጠንካራ። በኋላ ተገኘ። ምንም እንኳን ጠንካራው መስተጋብር ከሌሎቹ መሰረታዊ መስተጋብሮች በትልቅነቱ የሚበልጥ ቢሆንም ከኒውክሊየስ ውጭ ግን አልተሰማም። የአዲሱ ሃይል እርምጃ ራዲየስ በጣም ትንሽ ሆነ። ኃይለኛው ኃይል ከ10^(-15) ሜትር በሚበልጥ ከፕሮቶን ወይም ከኒውትሮን ርቀት ላይ በደንብ ይወርዳል።

በተጨማሪም ፣ ሁሉም ቅንጣቶች ጠንካራ መስተጋብር እንደማይፈጥሩ ተገለጠ። በፕሮቶን እና በኒውትሮን የተለማመደ ነው, ነገር ግን ኤሌክትሮኖች, ኒውትሪኖዎች እና ፎቶኖች ለሱ ተገዢ አይደሉም. ይህ ማለት ሃድሮን ብቻ በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ ይሳተፋሉ ማለት ነው።

ጠንካራ መስተጋብር ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በ 100 ጊዜ ያህል ይበልጣል። የጠንካራ መስተጋብር ተፈጥሮ የንድፈ ሃሳባዊ ማብራሪያ ለማዳበር አስቸጋሪ ሆኗል. የኳርክ ሞዴል በቀረበበት በ60ዎቹ መጀመሪያ ላይ አንድ ግኝት ተከስቷል። በዚህ ጽንሰ-ሀሳብ ውስጥ ኒውትሮን እና ፕሮቶን እንደ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ሳይሆን ከኳርክስ የተገነቡ የተዋሃዱ ስርዓቶች ተደርገው ይወሰዳሉ። የጠንካራ መስተጋብር ዘመናዊ ቲዎሪ ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ነው።

ስለዚህ በመሠረታዊ አካላዊ ግንኙነቶች በረዥም ርቀት እና በአጭር ርቀት ኃይሎች መካከል ያለው ልዩነት በግልጽ ይታያል. በአንድ በኩል, ያልተገደበ መስተጋብር (ስበት, ኤሌክትሮማግኔቲዝም) እና በሌላ በኩል, የአጭር ክልል (ጠንካራ እና ደካማ) መስተጋብሮች አሉ. የአካላዊ አካላት ዓለም በአጠቃላይ በእነዚህ ሁለት ፖሊቲዎች አንድነት ውስጥ ይገለጣል እና እጅግ በጣም ትንሽ እና እጅግ በጣም ትልቅ - በማይክሮ ዓለሙ ውስጥ የአጭር ጊዜ እርምጃ እና በመላው አጽናፈ ሰማይ ውስጥ የረጅም ጊዜ እርምጃ የአንድነት መገለጫ ነው።

1.5. የፊዚክስ አንድነት ችግር.

እውቀት የእውነታውን አጠቃላይ መግለጫ ነው, ስለዚህም የሳይንስ ግብ በተፈጥሮ ውስጥ አንድነት መፈለግ ነው, የተለያዩ የእውቀት ቁርጥራጮችን ወደ አንድ ምስል በማያያዝ. የተዋሃደ ስርዓት ለመፍጠር በተለያዩ የእውቀት ዘርፎች መካከል የግንኙነት ትስስር መክፈት አስፈላጊ ነው, አንዳንድ መሠረታዊ ግንኙነቶች. እንደነዚህ ያሉ ግንኙነቶችን እና ግንኙነቶችን መፈለግ ከሳይንሳዊ ምርምር ዋና ተግባራት አንዱ ነው. እንደነዚህ ያሉ አዳዲስ ግንኙነቶችን መመስረት በሚቻልበት ጊዜ ሁሉ በዙሪያው ያለው ዓለም ግንዛቤ በከፍተኛ ሁኔታ እየጨመረ ይሄዳል, ቀደም ሲል ወደማይታወቁ ክስተቶች የሚጠቁሙ አዳዲስ የእውቀት መንገዶች ይፈጠራሉ.

በተለያዩ የተፈጥሮ አካባቢዎች መካከል ጥልቅ ትስስር መፍጠር የእውቀት ውህደት እና ሳይንሳዊ ምርምሮችን በአዲስ እና ባልተራገፉ መንገዶች ላይ የሚመራ ዘዴ ነው። የኒውተን ግኝት በምድራዊ ሁኔታዎች ውስጥ ባሉ አካላት መስህብ እና በፕላኔቶች እንቅስቃሴ መካከል ያለውን ግንኙነት የዘመናዊው ስልጣኔ የቴክኖሎጂ መሠረት የተገነባው ክላሲካል ሜካኒክስ መወለዱን ያሳያል ። በጋዝ ቴርሞዳይናሚክስ ባህሪያት እና በሞለኪውሎች ትርምስ እንቅስቃሴ መካከል ያለው ግንኙነት መመስረት የአቶሚክ-ሞለኪውላዊ የቁስ ንድፈ ሐሳብን በጠንካራ መሠረት ላይ ያደርገዋል። ባለፈው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ማክስዌል ሁለቱንም የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ ክስተቶችን የሚሸፍን አንድ የተዋሃደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ንድፈ ሐሳብ ፈጠረ. ከዚያም በሃያኛው ክፍለ ዘመን በ20ዎቹ ዓመታት ውስጥ፣ አንስታይን ኤሌክትሮማግኔቲዝምን እና ስበትነትን በአንድ ንድፈ ሐሳብ ውስጥ ለማጣመር ሙከራ አድርጓል።

ነገር ግን በሃያኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ, የፊዚክስ ሁኔታ በከፍተኛ ሁኔታ ተለወጠ: ሁለት አዳዲስ መሠረታዊ ግንኙነቶች ተገኝተዋል - ጠንካራ እና ደካማ, ማለትም. የተዋሃደ ፊዚክስ ሲፈጠር አንድ ሰው ሁለት ሳይሆን አራት መሠረታዊ ግንኙነቶችን ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት. ይህም ለዚህ ችግር አፋጣኝ መፍትሔ ለማግኘት ተስፋ የነበራቸውን ሰዎች ውበቱ በተወሰነ ደረጃ ቀዝቅዟል። ግን ሀሳቡ ራሱ በቁም ነገር አልተጠራጠረም ፣ እና ለአንድ ነጠላ መግለጫ ሀሳብ ያለው ቅንዓት አልጠፋም።

አራቱም (ወይም ቢያንስ ሶስቱ) መስተጋብሮች አንድ አይነት ተፈጥሮ ያላቸውን ክስተቶች የሚወክሉ እና የተዋሃደ የንድፈ ሃሳባዊ መግለጫቸው መገኘት አለበት የሚል አመለካከት አለ። በነጠላ መሠረታዊ መስተጋብር ላይ የተመሠረተ የዓለማችን አካላዊ አካላት አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ የመፍጠር ተስፋ በጣም ማራኪ ነው። ይህ የሃያኛው ክፍለ ዘመን የፊዚክስ ሊቃውንት ዋና ህልም ነው። ግን ለረጅም ጊዜ ህልም ብቻ ነው የቀረው ፣ እና በጣም ግልፅ ያልሆነ።

ሆኖም ግን, በሃያኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ, ይህንን ህልም እውን ለማድረግ የሚያስፈልጉ ቅድመ ሁኔታዎች እና ይህ የሩቅ የወደፊት ጉዳይ እንዳልሆነ መተማመን ታየ. በቅርቡ እውን ሊሆን የሚችል ይመስላል። በ60-70ዎቹ ውስጥ አንድ ወሳኝ እርምጃ የኳርክስ ፅንሰ-ሀሳብ ሲፈጠር እና ከዚያም የኤሌክትሮዳክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ ሲፈጠር ነበር። ከመቼውም ጊዜ በበለጠ ኃይለኛ እና ጥልቅ ውህደት ላይ መሆናችንን የምናምንበት ምክንያት አለ። በፊዚክስ ሊቃውንት ዘንድ የሁሉም መሠረታዊ መስተጋብሮች የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብ - ግራንድ ውህደት - ብቅ ማለት እየጀመረ ነው የሚል እምነት እያደገ ነው።

2. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ምደባ.

2.1. የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ባህሪያት.

በአስራ ዘጠነኛው እና በሃያኛው ክፍለ ዘመን መባቻ ላይ የተገኘው ግኝት ትንሹ የቁስ አካላት - ሞለኪውሎች እና አቶሞች - እና ሞለኪውሎች ከአተሞች የተገነቡ መሆናቸውን መመስረት ለመጀመሪያ ጊዜ ሁሉንም የታወቁ ንጥረ ነገሮችን ለመግለጽ አስችሏል ። እንደ ውሱን ፣ ትልቅ ቢሆንም ፣ የመዋቅር ክፍሎች ብዛት - አቶሞች። ንጥረ ነገሮች አተሞች ፊት ተጨማሪ መለየት - ኤሌክትሮኖች እና ኒውክላይ, ቅንጣቶች (ፕሮቶን እና ኒውትሮን) ሁለት ዓይነቶች ብቻ የተገነባው ወደ ውጭ ዘወር ያለውን ውስብስብ ተፈጥሮ ማቋቋም, ኒውክላይ. , የቁስ አካል ባህሪያትን የሚፈጥሩ ልዩ ልዩ ንጥረ ነገሮችን ቁጥር በእጅጉ ቀንሷል። ከላይ በተጠቀሰው ፍቺ መሠረት አንደኛ ደረጃ የሆኑ ቅንጣቶች አሉ ብሎ በእርግጠኝነት መናገር አይቻልም። ፕሮቶን እና ኒውትሮን ፣ ለምሳሌ ፣ ለረጅም ጊዜ እንደ አንደኛ ደረጃ ይቆጠሩ ፣ እንደ ተለወጠ ፣ ውስብስብ መዋቅር አላቸው። የቁስ መዋቅራዊ አካላት ቅደም ተከተል በመሠረቱ ማለቂያ የሌለው መሆኑን ማስቀረት አይቻልም። እንዲሁም "የያዘው ..." የሚለው መግለጫ በተወሰነ ደረጃ የቁስ ጥናት ደረጃ ላይ ከይዘት የጸዳ ሊሆን ይችላል. በዚህ ሁኔታ, ከላይ የተሰጠው "አንደኛ ደረጃ" ፍቺ መተው አለበት. የአንደኛ ደረጃ (ንዑስ ቶሚክ) ቅንጣቶች መኖር የፖስታ ዓይነት ነው, እና ትክክለኛነቱን መሞከር የፊዚክስ በጣም አስፈላጊ ከሆኑ ተግባራት ውስጥ አንዱ ነው.

የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ባህሪያት የጅምላ፣ የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ ስፒን (ውስጣዊ አንግል ሞመንተም)፣ ቅንጣት የህይወት ጊዜ፣ መግነጢሳዊ አፍታ፣ የቦታ እኩልነት፣ ክፍያ እኩልነት፣ የሌፕቶን ክፍያ፣ የባርዮን ክፍያ፣ እንግዳነት፣ “ማራኪ”፣ ወዘተ ናቸው።

ስለ ቅንጣት ብዛት ሲናገሩ የእረፍት መጠኑ ማለት ነው ምክንያቱም ይህ ብዛት በእንቅስቃሴ ሁኔታ ላይ የተመሰረተ አይደለም. ዜሮ እረፍት ያለው ቅንጣት በብርሃን ፍጥነት (ፎቶ) ይንቀሳቀሳል። ሁለት ቅንጣቶች አንድ አይነት ክብደት የላቸውም። ኤሌክትሮን ዜሮ ያልሆነ የእረፍት ክብደት ያለው በጣም ቀላል ቅንጣት ነው። ፕሮቶን እና ኒውትሮን ከኤሌክትሮን በ 2000 እጥፍ ገደማ ይከብዳሉ። እና በጣም የሚታወቀው ኤሌሜንታሪ ቅንጣት (Z - particle) ከኤሌክትሮን ክብደት 200,000 እጥፍ ይበልጣል።

የኤሌትሪክ ክፍያው በትክክለኛ ጠባብ ክልል ውስጥ ይለያያል እና ሁልጊዜም የመሠረታዊ የኃይል አሃድ ብዜት ነው - የኤሌክትሮን ክፍያ (-1)። እንደ ፎቶን እና ኒውትሪኖ ያሉ አንዳንድ ቅንጣቶች ምንም ክፍያ የላቸውም።

የአንድ ቅንጣት አስፈላጊ ባህሪ እሽክርክሪት ነው. እሱ ምንም ክላሲካል አናሎግ የለውም እና በእርግጥ ፣ የማይክሮ ነገርን “ውስጣዊ ውስብስብነት” ያሳያል። እውነት ነው፣ አንዳንድ ጊዜ የአንድን ነገር በዘንግ ዙሪያ የሚሽከረከርበትን ሞዴል ከማሽከርከር ጽንሰ-ሀሳብ ጋር ለማነፃፀር ይሞክራሉ (“ስፒን” የሚለው ቃል ራሱ “ስፒንል” ተብሎ ተተርጉሟል)። ይህ ሞዴል ምስላዊ ነው, ግን የተሳሳተ ነው. በማንኛውም ሁኔታ, ቃል በቃል ሊወሰድ አይችልም. በሥነ-ጽሑፍ ውስጥ የሚገኘው "የሚሽከረከር ማይክሮ ቁስ" የሚለው ቃል የማይክሮ ቁስ አካልን ማዞር ማለት አይደለም, ነገር ግን የተወሰነ ውስጣዊ የማዕዘን ፍጥነት መኖሩን ብቻ ነው. ይህ ቅጽበት ወደ ክላሲካል የማዕዘን ሞገድ "ለመዞር" (እና ስለዚህ እቃው በትክክል መዞር ይጀምራል), የሁኔታውን መሟላት ይጠይቃል. >> 1 (ከአንድ በላይ)። ይሁን እንጂ ይህ ሁኔታ ፈጽሞ አይሟላም. ስፒን ሁልጊዜም የአንዳንድ መሠረታዊ አሃዶች ብዜት ነው፣ እሱም ½ እንዲሆን የተመረጠ ነው። ሁሉም ተመሳሳይ ዓይነት ቅንጣቶች አንድ አይነት ሽክርክሪት አላቸው. በተለምዶ፣ የንጥል እሽክርክሪት የሚለካው በፕላንክ ቋሚ ћ አሃዶች ነው። ኢንቲጀር (0፣ 1፣ 2፣...) ወይም ግማሽ ኢንቲጀር (1/2፣ 3/2፣...) ሊሆን ይችላል። ስለዚህ ፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ኤሌክትሮን የኤስ ስፒል አላቸው፣ የፎቶን ስፒን ደግሞ 1 እኩል ነው። 0፣ 3/2፣ 2 ስፒን ያላቸው ቅንጣቶች ይታወቃሉ። 0 ያለው ስፒል ተመሳሳይ ይመስላል። በማንኛውም የማዞሪያ ማዕዘን. ስፒን 1 ያላቸው ቅንጣቶች ከ 360 ° ሙሉ ማሽከርከር በኋላ ተመሳሳይ ቅርፅ ይይዛሉ። ስፒን 1/2 ያለው ቅንጣት ከ 720° ሽክርክር በኋላ፣ ወዘተ. ስፒን 2 ያለው ቅንጣት ከግማሽ መዞር (180°) በኋላ ወደ ቀድሞው ቦታው ይመለሳል። ከ 2 በላይ ሽክርክሪት ያላቸው ቅንጣቶች አልተገኙም, እና ምናልባት በጭራሽ አይገኙም. የማይክሮ ቁስ አካልን ማወዛወዝ የባህሪውን ባህሪ በራሱ ዓይነት ቡድን ውስጥ እንድንፈርድ ያስችለናል (በሌላ አነጋገር የማይክሮ ቁስን ስታቲስቲካዊ ባህሪያት ለመገምገም ያስችለናል)። እንደ አኃዛዊ ባህሪያቸው ፣ በተፈጥሮ ውስጥ ያሉ ሁሉም ማይክሮቦች በሁለት ቡድን ይከፈላሉ-የኢንቲጀር ሽክርክሪት ያላቸው የማይክሮ ነገሮች ቡድን እና ግማሽ-ኢንቲጀር ሽክርክሪት ያላቸው ማይክሮቦች ቡድን።

የመጀመሪያው ቡድን ጥቃቅን ነገሮች ባልተገደበ ቁጥር አንድ አይነት ግዛትን "የማስሞላት" ችሎታ አላቸው, እና ይህ ግዛት "በህዝብ የተሞላ" በሆነ መጠን, ቁጥሩ ከፍ ያለ ነው. እንደነዚህ ያሉት ጥቃቅን ነገሮች የ Bose-Einstein ስታቲስቲክስን ይታዘዛሉ ተብሏል። ባጭሩ በቀላሉ ቦሶን ይባላሉ። የሁለተኛው ቡድን ጥቃቅን ነገሮች አንድ በአንድ ብቻ ግዛቶችን "መሙላት" ይችላሉ. እና በጥያቄ ውስጥ ያለው ግዛት ከተያዘ, የዚህ አይነት ማይክሮብሊክ ወደ ውስጥ ሊገባ አይችልም. እንደነዚህ ያሉት ጥቃቅን ነገሮች የፌርሚ-ዲራክ ስታቲስቲክስን እንደሚታዘዙ ይነገራል, እና በአጭሩ ፌርሚኖች ይባላሉ. ከአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ውስጥ ቦሶኖች ፎቶን እና ሜሶኖችን ያጠቃልላሉ፣ እና ፌርሚኖች ሌፕቶኖች (በተለይ ኤሌክትሮኖች)፣ ኑክሊዮኖች እና ሃይፖሮን ያካትታሉ።

ቅንጣቶች በህይወታቸውም ተለይተው ይታወቃሉ። በዚህ መስፈርት መሰረት, ቅንጣቶች ወደ ተረጋጋ እና ያልተረጋጋ ይከፋፈላሉ. የተረጋጋ ቅንጣቶች ኤሌክትሮን, ፕሮቶን, ፎቶን እና ኒውትሪኖ ናቸው. ኒውትሮን በአቶም አስኳል ውስጥ ሲገኝ ይረጋጋል፣ ነገር ግን ነፃ የሆነ ኒውትሮን በ15 ደቂቃ ውስጥ ይበሰብሳል። ሁሉም ሌሎች የታወቁ ቅንጣቶች ያልተረጋጉ ናቸው, የህይወት ዘመናቸው ከጥቂት ማይክሮ ሰከንድ እስከ 10n ሰከንድ (በ n = -23). ይህ ማለት ይህ ጊዜ ሲያልቅ, ያለምንም ውጫዊ ተጽእኖዎች, ተበታትነው, ወደ ሌሎች ቅንጣቶች በመለወጥ, በድንገት. ለምሳሌ ኒውትሮን በድንገት ወደ ፕሮቶን፣ ኤሌክትሮን እና ኤሌክትሮን አንቲኒውትሪኖ ይወድቃል። የአንድ የተወሰነ የኒውትሮን መበስበስ መቼ እንደሚከሰት በትክክል ለመተንበይ አይቻልም, ምክንያቱም እያንዳንዱ የተወሰነ የመበስበስ ክስተት በዘፈቀደ ነው. እያንዳንዱ ያልተረጋጋ ኤሌሜንታሪ ቅንጣት በራሱ የህይወት ዘመን ተለይቶ ይታወቃል። የህይወት ዘመን ባጠረ ቁጥር የስብስብ እድላቸው ከፍ ያለ ይሆናል። አለመረጋጋት በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ውስጥ ብቻ ሳይሆን በሌሎች ጥቃቅን ነገሮች ውስጥም ጭምር ነው. የራዲዮአክቲቪቲ ክስተት (የአንድ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር ድንገተኛ ለውጥ ወደ ሌላ አይዞቶፖች ፣ ከቅንጣት ልቀት ጋር ተያይዞ) የአቶሚክ አስኳሎች ያልተረጋጉ ሊሆኑ እንደሚችሉ ያሳያል። በአስደሳች ግዛቶች ውስጥ ያሉ አተሞች እና ሞለኪውሎች ያልተረጋጉ ይሆናሉ፡ እነሱ በድንገት ወደ መሬት ውስጥ ይገባሉ ወይም ትንሽ የደስታ ሁኔታ ውስጥ ይገባሉ።

በፕሮባቢሊቲ ሕጎች የሚወሰን አለመረጋጋት፣ ስፒን ከመኖሩ ጋር፣ በማይክሮ ነገሮች ውስጥ የሚገኘው ሁለተኛው ከፍተኛ ልዩ ንብረት ነው። እንዲሁም የአንድ ጥቃቅን ነገር የተወሰነ "ውስጣዊ ውስብስብነት" አመላካች ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል.

ነገር ግን, አለመረጋጋት የተወሰነ, ነገር ግን በምንም መልኩ የግድ የማይክሮ ቁስ አካል ነው. ከተረጋጋዎች ጋር, ብዙ የተረጋጉ ጥቃቅን ነገሮች አሉ-ፎቶን, ኤሌክትሮን, ፕሮቶን, ኒውትሪኖ, የተረጋጋ አቶሚክ ኒውክሊየስ, እንዲሁም በመሬት ውስጥ ያሉ አቶሞች እና ሞለኪውሎች.

የሌፕቶን ክፍያ (የሌፕቶን ቁጥር) የሌፕቶኖች ውስጣዊ ባህሪ ነው። በደብዳቤ L. ተለይቷል. ለሊፕቶኖች +1 ነው, እና ለ antilepton -1. አሉ: ኤሌክትሮኖች, ፖዚትሮን, ኤሌክትሮን ኒውትሪኖስ እና አንቲኒውትሪኖስ ብቻ የተያዘው የኤሌክትሮኒክስ ሌፕቶን ክፍያ; muonic lepton ክፍያ, ይህም muons እና muon neutrinos እና antineutrinos ብቻ የተያዘ ነው; የከባድ ሌፕቶኖች እና ኒውትሪኖቻቸው የሊፕቶን ክፍያ። የእያንዳንዱ ዓይነት የሌፕቶን ክፍያ አልጀብራ ድምር በሁሉም ግንኙነቶች ላይ በጣም ከፍተኛ ትክክለኛነት ተጠብቆ ይቆያል።

የባሪዮን ክፍያ (የባርዮን ቁጥር) የባሪዮን ውስጣዊ ባህሪያት አንዱ ነው. በ B ፊደል የተወከለው. ሁሉም ባሪዮን B = +1 አላቸው, እና አንቲፓርተሮቻቸው B = -1 (ለሌሎች የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች B = 0) አላቸው. በስርዓተ ቅንጣቶች ውስጥ የተካተቱት የባሪዮን ክፍያዎች የአልጀብራ ድምር በሁሉም መስተጋብር ውስጥ ተጠብቆ ይቆያል።

እንግዳነት ሃድሮንን የሚለይ ኢንቲጀር (ዜሮ፣ አወንታዊ ወይም አሉታዊ) ኳንተም ቁጥር ነው። የብናኞች እና ፀረ-ፓርቲሎች እንግዳነት በምልክቱ ተቃራኒ ነው። ኤስ ከ 0 ጋር እኩል የሆነ ሃድሮን እንግዳ ይባላሉ። እንግዳነት በጠንካራ እና በኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ውስጥ ተጠብቆ ይቆያል, ነገር ግን በደካማ መስተጋብር ውስጥ ተጥሷል.

“ማራኪ” (ማራኪ) ሃድሮን (ወይም ኳርክስ) የሚለይ የኳንተም ቁጥር ነው። በጠንካራ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ውስጥ ተጠብቆ ይገኛል, ነገር ግን በደካማ መስተጋብር ተጥሷል. ዜሮ ያልሆነ ማራኪ እሴት ያላቸው ቅንጣቶች "የተማረኩ" ቅንጣቶች ይባላሉ.

ማግኔትቶን በአቶም፣ አቶሚክ ኒውክሊየስ እና የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ፊዚክስ ውስጥ የመግነጢሳዊ አፍታ መለኪያ አሃድ ነው። የኤሌክትሮኖች ምህዋር እንቅስቃሴ እና እሽክርክራቸው የሚፈጠረው መግነጢሳዊ አፍታ በቦህር ማግኔቶንስ ነው። የኑክሊዮኖች እና ኒውክሊየስ መግነጢሳዊ ጊዜ የሚለካው በኑክሌር ማግኔቶኖች ነው።

ፓሪቲ ሌላው የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ባህሪ ነው። ፓሪቲ የአካላዊ ስርዓት ሞገድ ተግባርን ወይም የአንደኛ ደረጃ ቅንጣትን በአንዳንድ ልዩ ለውጦች የሚለይ የኳንተም ቁጥር ነው፡ በእንደዚህ ዓይነት ለውጥ ወቅት ተግባሩ ምልክቱን ካልቀየረ ፣ እኩልነቱ አዎንታዊ ነው ፣ ከሰራ ፣ ከዚያ እኩልነት አሉታዊ ነው. ፍጹም ገለልተኛ ቅንጣቶች (ወይም ሥርዓቶች) ያላቸውን antiparticles ጋር ተመሳሳይ ናቸው ለ, ከቦታ እኩልነት በተጨማሪ, አንድ ሰው ክፍያ እኩልነት እና ጥምር እኩልነት ጽንሰ-ሐሳቦችን ማስተዋወቅ ይችላሉ (ሌሎች ቅንጣቶች, ፀረ-particles ጋር በመተካት በራሱ ሞገድ ተግባር ይቀይረዋል).

የመገኛ ቦታ እኩልነት በመስታወት ነጸብራቅ (የቦታ መገለባበጥ) የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ወይም ስርዓቶቻቸውን የተመጣጠነ ባህሪያትን የሚያንፀባርቅ የኳንተም ሜካኒካል ባህሪ ነው። ይህ እኩልነት በፒ ፊደል የተገለፀ ሲሆን ከደካሞች በስተቀር በሁሉም ግንኙነቶች ተጠብቆ ይቆያል።

ክፍያ እኩልነት - ከክፍያ ማገናኘት አሠራር ጋር የሚዛመድ የፍፁም ገለልተኛ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ወይም ስርዓት እኩልነት። ከደካማዎች በስተቀር በሁሉም መስተጋብር ውስጥ የሃላፊነት እኩልነት ተጠብቆ ይቆያል።

ጥምር እኩልነት የፍፁም ገለልተኛ ቅንጣት (ወይም ስርዓት) ጥምር ግልበጣ አንፃራዊ እኩልነት ነው። የተቀናጀ እኩልነት በሁሉም መስተጋብር ውስጥ ተጠብቆ ይቆያል ፣ ለረጅም ጊዜ የሚቆይ ገለልተኛ ኬ ሜሶን በደካማ መስተጋብር ምክንያት ከመበስበስ በስተቀር (የዚህ ጥምር እኩልነት ጥሰት ምክንያት እስካሁን አልተገለጸም)።

2.2. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ግኝት ታሪክ.

ዓለም ከመሠረታዊ ቅንጣቶች የተሠራ ነው የሚለው ሐሳብ ረጅም ታሪክ አለው. ለመጀመሪያ ጊዜ በዙሪያው ያሉትን ነገሮች ሁሉ የሚያካትት ጥቃቅን የማይታዩ ቅንጣቶች መኖር የሚለው ሀሳብ በ 400 ዓመታት ከክርስቶስ ልደት በፊት በግሪክ ፈላስፋ ዴሞክሪተስ ተገልጿል. እነዚህን ቅንጣቶች አቶሞች ማለትም የማይነጣጠሉ ቅንጣቶች ብሎ ጠራቸው። ሳይንስ የአቶሞችን ሀሳብ መጠቀም የጀመረው በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ብቻ ነው ፣ በዚህ መሠረት በርካታ ኬሚካዊ ክስተቶችን ማብራራት ሲቻል። በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን በ 30 ዎቹ ውስጥ, በኤም. ፋራዳይ በተሰራው የኤሌክትሮላይዜሽን ጽንሰ-ሐሳብ ውስጥ, የ ion ጽንሰ-ሐሳብ ታየ እና የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ተለካ. ነገር ግን ከ19ኛው መቶ ክፍለ ዘመን አጋማሽ ገደማ ጀምሮ የአተሞች አለመከፋፈል የሚለውን ሀሳብ ላይ ጥርጣሬ የሚፈጥሩ የሙከራ እውነታዎች መታየት ጀመሩ። የእነዚህ ሙከራዎች ውጤቶች አተሞች ውስብስብ መዋቅር እንዳላቸው እና በኤሌክትሪክ የተሞሉ ቅንጣቶችን እንደያዙ ይጠቁማሉ. በ 1896 የራዲዮአክቲቭ ክስተትን ባወቀው ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ሄንሪ ቤኬሬል ይህንን አረጋግጧል።

ይህንንም ተከትሎ በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ቶምሰን በ1897 የመጀመሪያውን አንደኛ ደረጃ ቅንጣት ተገኘ። በመጨረሻም የእውነተኛ አካላዊ ነገርን ደረጃ ያገኘው እና በሰው ልጅ ታሪክ ውስጥ የመጀመሪያው የታወቀ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣት የሆነው ኤሌክትሮን ነበር። መጠኑ ከሃይድሮጂን አቶም ብዛት በግምት 2000 እጥፍ ያነሰ እና እኩል ነው፡-

m = 9.11 * 10 ^ (-31) ኪ.ግ.

የኤሌክትሮን አሉታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ አንደኛ ደረጃ ተብሎ የሚጠራ ሲሆን ከሚከተሉት ጋር እኩል ነው።

ሠ = 0.60 * 10 ^ (-19) Cl.

የአቶሚክ ስፔክትራ ትንተና እንደሚያሳየው ኤሌክትሮን ስፒን ከ1/2 ጋር እኩል ነው፣ እና መግነጢሳዊው አፍታ ከአንድ ቦህር ማግኔትቶን ጋር እኩል ነው። ኤሌክትሮኖች የግማሽ ኢንቲጀር ሽክርክሪት ስላላቸው የ Fermi ስታቲስቲክስን ይታዘዛሉ። ይህ በአተሞች አወቃቀር እና በብረታ ብረት ውስጥ ያሉ ኤሌክትሮኖች ባህሪ ላይ ካለው የሙከራ መረጃ ጋር ይጣጣማል። ኤሌክትሮኖች በኤሌክትሮማግኔቲክ, በደካማ እና በስበት ግንኙነቶች ውስጥ ይሳተፋሉ.

ሁለተኛው የተገኘው ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ፕሮቶን (ከግሪክ ፕሮቶስ - መጀመሪያ) ነው። ይህ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት በ1919 በራዘርፎርድ የተገኘ ሲሆን የተለያዩ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን የአቶሚክ ኒውክሊየስ መበጥበጥ ምርቶችን እያጠና ነው። በጥሬው፣ ፕሮቶን የአቶም አስኳል የሃይድሮጂን-ቀላል isotope - ፕሮቲየም ነው። የፕሮቶን ሽክርክሪት 1/2 ነው. ፕሮቶን አዎንታዊ የአንደኛ ደረጃ ክፍያ +e አለው። መጠኑ፡-

m = 1.67 * 10 ^ (-27) ኪ.ግ.

ወይም በግምት 1836 ኤሌክትሮኖች ብዛት። ፕሮቶኖች የሁሉም የኬሚካል ንጥረ ነገሮች አተሞች ኒውክሊየስ አካል ናቸው። ከዚህ በኋላ በ1911 ራዘርፎርድ የአቶሞችን ፕላኔታዊ ሞዴል አቅርቧል፤ ይህም ሳይንቲስቶች በአተሞች ስብጥር ላይ ተጨማሪ ምርምር እንዲያደርጉ ረድቷቸዋል።

እ.ኤ.አ. በ 1932 ጄ. ቻድዊክ ምንም የኤሌክትሪክ ኃይል የሌለው እና በግምት 1839 ጊዜ የኤሌክትሮን ክብደት ያለው የኒውትሮን (ከላቲን ኒዩተር - አንድም ሆነ ሌላ) ሦስተኛውን ኤሌሜንታሪ ቅንጣትን አገኘ። የኒውትሮን ሽክርክሪት ደግሞ 1/2 ነው.

የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቅንጣት ስለመኖሩ መደምደሚያ - ፎቶን - የመጣው ከኤም ፕላንክ (1900) ሥራ ነው. ፍፁም ጥቁር ከሆነ አካል የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረራ ሃይል በቁጥር ተቆጥሯል (ማለትም፣ ኳንታን ያካትታል) ተብሎ ሲታሰብ ፕላንክ ለጨረር ስፔክትረም ትክክለኛውን ቀመር አገኘ። የፕላንክን ሀሳብ በማዳበር ኤ. አንስታይን (1905) የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች (ብርሃን) በእውነቱ የግለሰባዊ ኳንታ (ፎቶዎች) ፍሰት ነው ሲል ተለጠፈ እና በዚህ መሠረት የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎችን አብራርቷል። የፎቶን መኖር ቀጥተኛ የሙከራ ማስረጃ በ አር ሚሊካን በ 1912 - 1915 እና በ 1922 ኤ ኮምፕተን ተሰጥቷል ።

ከቁስ ጋር እምብዛም የማይገናኝ የኒውትሪኖ ቅንጣት የተገኘው እ.ኤ.አ. በ 1930 የደብሊው ፓውሊ ቲዎሬቲካል ግምት ነው ፣ይህም የዚህ ዓይነቱ ቅንጣት መወለድ በመገመቱ ፣በመጠበቅ ህግ ላይ ችግሮችን ለማስወገድ አስችሏል ። በሬዲዮአክቲቭ ኒውክሊየስ የቤታ መበስበስ ሂደቶች ውስጥ የኃይል። የኒውትሪኖስ መኖር በሙከራ የተረጋገጠው እ.ኤ.አ. በ 1953 በኤፍ ሬይንስ እና በኬ ኮዋን ብቻ ነው።

ነገር ግን ቁስ አካል ቅንጣቶችን ብቻ አይደለም ያቀፈው። በተጨማሪም ፀረ-ፓርቲከሎች አሉ - የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ልክ እንደ “መንትዮች” ተመሳሳይ ክብደት ፣ እሽክርክሪት ፣ የህይወት ዘመን እና አንዳንድ ሌሎች ውስጣዊ ባህሪያት ያላቸው - ቅንጣቶች ፣ ግን በኤሌክትሪክ ክፍያ እና ማግኔቲክ ቅጽበት ፣ የባርዮን ክፍያ ፣ የሊፕቶን ክፍያ ፣ እንግዳነት ምልክቶች ከ ቅንጣቶች ይለያሉ ። እና ወዘተ ሁሉም አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች፣ ፍፁም ገለልተኛ ከሆኑ በስተቀር፣ የራሳቸው ፀረ-ቅንጣቶች አሏቸው።

የመጀመሪያው የተገኘ ፀረ-ፓርቲካል ፖዚትሮን (ከላቲን ፖዚቲቭስ - ፖዘቲቭ) - የኤሌክትሮን ብዛት ያለው ቅንጣት, ግን አዎንታዊ የኤሌክትሪክ ክፍያ. ይህ ፀረ-ፓርቲክል በኮስሚክ ጨረሮች ውስጥ በአሜሪካዊው የፊዚክስ ሊቅ ካርል ዴቪድ አንደርሰን በ1932 ተገኝቷል። የሚገርመው፣ የፖዚትሮን መኖር በንድፈ ሀሳብ በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ፖል ዲራክ የሙከራ ግኝቱ ከመደረጉ ከአንድ አመት በፊት ተንብዮ ነበር። ከዚህም በላይ ዲራክ የመጥፋት ሂደቶች (መጥፋት) እና ኤሌክትሮን-ፖዚትሮን ጥንድ መወለድ የሚባሉትን ተንብዮአል. ጥንድ መጥፋት እራሱ አንድ ቅንጣት ከፀረ-ፓርቲክል ጋር ሲጋጭ ከሚከሰቱት የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የለውጥ ዓይነቶች አንዱ ነው። በመጥፋቱ ጊዜ አንድ ቅንጣት እና አንቲፓርክሌል ይጠፋሉ, ወደ ሌሎች ቅንጣቶች ይቀየራሉ, ቁጥራቸው እና አይነታቸው በጥበቃ ህጎች የተገደቡ ናቸው. የተገላቢጦሽ የመጥፋት ሂደት የጥንዶች መወለድ ነው። ፖዚትሮን ራሱ የተረጋጋ ነው, ነገር ግን በቁስ አካል ውስጥ በኤሌክትሮኖች በመጥፋቱ ምክንያት በጣም አጭር ጊዜ ይኖራል. የኤሌክትሮን እና የፖስታሮን መደምሰስ ሲገናኙ ይጠፋሉ, ወደ ውስጥ ይለወጣሉ γ- ኩንታ (ፎቶዎች)። እና በግጭት ውስጥ γ- አንድ ኳንተም ከማንኛውም ግዙፍ ኒውክሊየስ ጋር ሲከሰት ኤሌክትሮን-ፖዚትሮን ጥንድ ይወለዳል።

እ.ኤ.አ. በ 1955 ሌላ ፀረ-ንጥረ-ነገር ተገኝቷል - ፀረ-ፕሮቶን ፣ እና ትንሽ ቆይቶ - አንቲኖትሮን። አንቲኒዩትሮን ልክ እንደ ኒውትሮን ምንም የኤሌክትሪክ ክፍያ የለውም፣ ነገር ግን በመጥፋት ሂደት እና በኒውትሮን-አንቲዩትሮን ጥንድ መወለድ ውስጥ ስለሚሳተፈው የፀረ-ፓርቲከሎች አካል መሆኑ አያጠራጥርም።

ፀረ-ቅሪተ አካል የማግኘት እድሉ ሳይንቲስቶች አንቲሜትተርን የመፍጠር ሀሳብ እንዲኖራቸው አድርጓቸዋል። አንቲማተር አተሞች በዚህ መንገድ መገንባት አለባቸው፡ በአቶም መሃል ላይ አሉታዊ ክስ ኒውክሊየስ አለ፣ ፀረ ፕሮቶኖችን እና አንቲኒውትሮኖችን ያቀፈ፣ እና አዎንታዊ ክፍያ ያላቸው ፖዚትሮኖች በኒውክሊየስ ዙሪያ ይሽከረከራሉ። በአጠቃላይ, አቶም እንዲሁ ገለልተኛ ሆኖ ይወጣል. ይህ ሀሳብ ድንቅ የሙከራ ማረጋገጫ አግኝቷል። እ.ኤ.አ. በ 1969 በሴርፑክሆቭ ከተማ ውስጥ በፕሮቶን አፋጣኝ የሶቪየት የፊዚክስ ሊቃውንት የፀረ-ሂሊየም አተሞች ኒውክሊየስ አግኝተዋል ። እንዲሁም በ 2002 በጄኔቫ በ CERN አፋጣኝ 50,000 አንቲሃይድሮጂን አተሞች ተመረተ። ግን ይህ ቢሆንም ፣ በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ የፀረ-ቁስ አካላት ስብስቦች ገና አልተገኙም። እንዲሁም ከማንኛውም ንጥረ ነገር ጋር በትንሹ የፀረ-ቁስ አካል መስተጋብር ላይ የእነሱ መደምሰስ እንደሚከሰት ግልፅ ይሆናል ፣ ይህም ለሰዎች እና ለአካባቢ ጥበቃ የማይመች ከአቶሚክ ኒውክሊየስ ኃይል በብዙ እጥፍ የሚበልጥ ከፍተኛ የኃይል መለቀቅ ጋር አብሮ ይመጣል። .

በአሁኑ ጊዜ ሁሉም የሚታወቁ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፀረ-ቅንጣቶች በሙከራ ተገኝተዋል።

በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፊዚክስ ውስጥ ትልቅ ሚና የሚጫወተው የስርአቱን የመጀመሪያ እና የመጨረሻ ሁኔታ በሚያሳዩ የተወሰኑ የመጠን ጥምረት መካከል እኩልነትን በሚያረጋግጡ የጥበቃ ህጎች ነው። በኳንተም ፊዚክስ ውስጥ የጥበቃ ህጎች የጦር መሳሪያ ከክላሲካል ፊዚክስ የበለጠ ነው። በተለያዩ የፓርቲዎች ጥበቃ ሕጎች (ቦታ፣ ክፍያ)፣ ክፍያዎች (ሌፕቶኒክ፣ ባሪዮን፣ ወዘተ)፣ የአንድ ወይም ሌላ ዓይነት መስተጋብር በሚታይ ውስጣዊ ሲሜትሮች ተሞልቷል።

የግለሰብን የሱባቶሚክ ቅንጣቶችን ባህሪያት መለየት አስፈላጊ ነው, ነገር ግን የእነሱን ዓለም የመረዳት የመጀመሪያ ደረጃ ብቻ ነው. በሚቀጥለው ደረጃ, የእያንዳንዱ ግለሰብ ቅንጣት ሚና ምን እንደሆነ, ተግባሮቹ በቁስ መዋቅር ውስጥ ምን እንደሆኑ አሁንም መረዳት አለብን.

የፊዚክስ ሊቃውንት በመጀመሪያ ደረጃ የአንድ ቅንጣት ባህሪያት የሚወሰነው በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ ለመሳተፍ ባለው ችሎታ (ወይም አለመቻል) ነው. በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ የሚሳተፉ ቅንጣቶች ልዩ ክፍል ይፈጥራሉ እና hadrons ይባላሉ. በደካማ መስተጋብር ውስጥ የሚሳተፉ እና በጠንካራ መስተጋብር ውስጥ የማይሳተፉ ቅንጣቶች ሌፕቶንስ ይባላሉ. በተጨማሪም, መስተጋብሮችን የሚሸከሙ ቅንጣቶች አሉ.

2.3. ሌፕቶኖች።

ሌፕቶኖች በእውነት እንደ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ይቆጠራሉ። ምንም እንኳን ሌፕቶኖች የኤሌክትሪክ ክፍያ ላይኖራቸውም ላይኖራቸውም ይችላሉ፣ ሁሉም የ1/2 ሽክርክሪት አላቸው። ከሊፕቶኖች መካከል በጣም ታዋቂው ኤሌክትሮን ነው. ኤሌክትሮን ከተገኙት የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ውስጥ የመጀመሪያው ነው. ልክ እንደሌሎች ሌፕቶኖች ሁሉ ኤሌክትሮን የአንደኛ ደረጃ (በተገቢው የቃሉ ትርጉም) ነገር ይመስላል። እስከሚታወቅ ድረስ ኤሌክትሮኖል ምንም ሌሎች ቅንጣቶችን አያካትትም.

ሌላው በጣም የታወቀ ሌፕቶን ኒውትሪኖ ነው. ኒውትሪኖስ በመላው አጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም የተለመዱ ቅንጣቶች ናቸው. ዩኒቨርስ ወሰን የለሽ የኒውትሪኖ ባህር ነው ተብሎ ሊታሰብ ይችላል፣ በዚያም በአተሞች መልክ ደሴቶች አልፎ አልፎ ይገኛሉ። ነገር ግን እንደዚህ አይነት የኒውትሪኖዎች ስርጭት ቢኖርም, እነሱን ለማጥናት በጣም አስቸጋሪ ነው. ቀደም ብለን እንደገለጽነው ኒውትሪኖዎች በቀላሉ ሊገኙ አይችሉም. በጠንካራም ሆነ በኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ውስጥ ሳይሳተፉ፣ እዚያ እንደሌለ አድርገው ወደ ቁስ አካል ዘልቀው ይገባሉ። ኒውትሪኖስ አንዳንድ ዓይነት “የሥጋዊው ዓለም መናፍስት” ናቸው።

ሙንኖች በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተስፋፉ ናቸው ፣ ይህም ከፍተኛውን የጠፈር ጨረር ክፍል ነው። በብዙ መልኩ ሙኦን ከኤሌክትሮን ጋር ይመሳሰላል፡ ተመሳሳይ ክፍያ እና ሽክርክሪት አለው, በእነዚያ ግንኙነቶች ውስጥ ይሳተፋል, ነገር ግን ትልቅ ክብደት አለው (ወደ 207 ኤሌክትሮኖች ብዛት) እና ያልተረጋጋ ነው. በሰከንድ ሁለት ሚሊዮንኛ ገደማ ውስጥ ሙኦን ወደ ኤሌክትሮን እና ሁለት ኒውትሪኖዎች ይበሰብሳል። እ.ኤ.አ. በ1970ዎቹ መገባደጃ ላይ ታው ሌፕተን የተባለ ሦስተኛው ክስ ሌፕቶን ተገኘ። ይህ በጣም ከባድ የሆነ ቅንጣት ነው. መጠኑ ወደ 3500 ኤሌክትሮኖች ይደርሳል. ነገር ግን በሁሉም ረገድ እንደ ኤሌክትሮን እና ሙኦን ይሠራል.

በ 60 ዎቹ ውስጥ የሊፕቶኖች ዝርዝር በከፍተኛ ሁኔታ ተስፋፍቷል. በርካታ የኒውትሪኖ ዓይነቶች እንዳሉ ታውቋል፡- ኤሌክትሮን ኒዩትሪኖስ፣ ሙኦን ኒውትሪኖስ እና ታው ኒውትሪኖስ። ስለዚህ, አጠቃላይ የኒውትሪኖ ዝርያዎች ሦስት ናቸው, እና አጠቃላይ የሊፕቶኖች ቁጥር ስድስት ነው. እርግጥ ነው, እያንዳንዱ ሌፕቶን የራሱ የሆነ ፀረ-ንጥረ-ነገር አለው; ስለዚህ አጠቃላይ የሌፕቶኖች ብዛት አሥራ ሁለት ነው። ገለልተኛ ሌፕቶኖች በደካማ መስተጋብር ውስጥ ብቻ ይሳተፋሉ; ተሞልቷል - በደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ውስጥ. ሁሉም ሌፕቶኖች በስበት ኃይል መስተጋብር ውስጥ ይሳተፋሉ፣ ግን ጠንካራ ማድረግ አይችሉም።

2.4. ሃድሮንስ።

ከደርዘን በላይ ሌፕቶኖች ካሉ በመቶዎች የሚቆጠሩ hadrons አሉ። እንዲህ ያለው ብዛት ያለው ሃድሮን እንደሚያመለክተው ሀድሮኖች የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ሳይሆኑ ከትናንሽ ቅንጣቶች የተገነቡ ናቸው። ሁሉም ሀድሮኖች በሁለት ዓይነቶች ይገኛሉ - በኤሌክትሪክ የተሞሉ እና ገለልተኛ። ከሃድሮን መካከል በጣም ዝነኛ እና የተስፋፋው ኒውትሮን እና ፕሮቶን ሲሆኑ እነሱም በተራው የኑክሊዮኖች ክፍል ናቸው። የተቀሩት ሃድሮኖች ለአጭር ጊዜ የሚቆዩ እና በፍጥነት ይበሰብሳሉ. Hadrons በሁሉም መሠረታዊ ግንኙነቶች ውስጥ ይሳተፋሉ. እነሱ ወደ ባሪዮን እና ሜሶኖች ተከፍለዋል. ባሪዮን ኑክሊዮኖች እና ሃይፖሮኖች ያካትታሉ።

በኒውክሊዮኖች መካከል ያለውን የኑክሌር ኃይል መስተጋብር ለማብራራት የኳንተም ቲዎሪ ከኤሌክትሮን ብዛት የሚበልጥ ነገር ግን ከፕሮቶን ብዛት ያነሰ ልዩ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መኖርን ይጠይቃል። በኳንተም ቲዎሪ የተነበዩት እነዚህ ቅንጣቶች በኋላ ሜሶን ተብለው ተጠርተዋል። ሜሶኖች በሙከራ ተገኝተዋል። አንድ ሙሉ ቤተሰባቸው ተገኘ። ሁሉም ለአጭር ጊዜ የማይረጋጉ ቅንጣቶች ሆነው ለቢሊየን ሴኮንድ በነጻ ግዛት ውስጥ ይኖራሉ። ለምሳሌ፣ የተከሰሰ ፓይ-ሜሶን ወይም ፒዮን የ273 ኤሌክትሮኖች ብዛት እና የህይወት ዘመናቸው

t = 2.6 * 10 ^ (-8) ዎች.

በተጨማሪም፣ በተሞሉ ቅንጣት አፋጣኞች ላይ በተደረጉ ጥናቶች፣ ከፕሮቶን ብዛት የሚበልጡ ቅንጣቶች ተገኝተዋል። እነዚህ ቅንጣቶች hyperons ተብለው ይጠሩ ነበር. ከሜሶን ይልቅ ብዙዎቹም ተገኝተዋል። የሃይሮን ቤተሰብ የሚከተሉትን ያጠቃልላል፡ ላምዳ-፣ ሲግማ-፣ xi- እና ኦሜጋ-minus hyperons።

በአብዛኛዎቹ የታወቁ hadrons መኖር እና ባህሪያት በአፋጣኝ ሙከራዎች ውስጥ ተመስርተዋል. በ 50-60 ዎቹ ውስጥ ብዙ የተለያዩ ሀድሮን መገኘቱ የፊዚክስ ሊቃውንትን በጣም ግራ ተጋባ። ነገር ግን በጊዜ ሂደት, hadrons በጅምላ, ክፍያ እና ስፒን ተከፋፍለዋል. ቀስ በቀስ ብዙ ወይም ያነሰ ግልጽ የሆነ ምስል ብቅ ማለት ጀመረ. የተጨባጭ መረጃን ትርምስ እንዴት ማደራጀት እና የሃድሮን ምስጢር በሳይንሳዊ ፅንሰ-ሀሳብ እንዴት እንደሚገለጥ ላይ የተወሰኑ ሀሳቦች ወጡ። እዚህ ላይ ወሳኝ እርምጃ የተወሰደው በ1963 የኳርክክስ ንድፈ ሐሳብ ሲቀርብ ነው።

2.5. የኳርክ ቲዎሪ።

የኳርክክስ ጽንሰ-ሐሳብ የሃድሮን አወቃቀር ጽንሰ-ሀሳብ ነው። የዚህ ጽንሰ-ሐሳብ ዋና ሐሳብ በጣም ቀላል ነው. ሁሉም ሀድሮኖች ኳርክ ከሚባሉ ትናንሽ ቅንጣቶች የተሠሩ ናቸው። ይህ ማለት ኳርኮች ከሃድሮን የበለጠ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ናቸው ማለት ነው። Quarks መላምታዊ ቅንጣቶች ናቸው ምክንያቱም በነጻ ግዛት ውስጥ አልተስተዋሉም. የኳርክክስ የባሪዮን ክፍያ 1/3 ነው። ክፍልፋይ የኤሌክትሪክ ክፍያን ይይዛሉ: ዋጋው ከመሠረታዊ አሃድ -1/3 ወይም +2/3 - የኤሌክትሮኖል ክፍያ. የሁለት እና ሶስት ኳርኮች ጥምረት አጠቃላይ ዜሮ ወይም አንድ ክፍያ ሊኖረው ይችላል። ሁሉም ኳርኮች ስፒን ኤስ አላቸው፣ስለዚህ እነሱ እንደ ፌርሚኖች ይመደባሉ። የኳርክክስ ፅንሰ-ሀሳብ መስራቾች ፣ጄል-ማን እና ዝዋይግ ፣ በ 60 ዎቹ ውስጥ የሚታወቁትን ሁሉንም ሀድሮኖች ከግምት ውስጥ ለማስገባት ፣ ሶስት ዓይነት የኳርክ ዓይነቶችን (ቀለም) አስተዋውቀዋል u (ከላይ - የላይኛው) ፣ d (ከታች - ዝቅተኛ) እና s (ከእንግዳ - እንግዳ) .

ኳርኮች ከሁለት ሊሆኑ ከሚችሉ መንገዶች በአንዱ ሊጣመሩ ይችላሉ-በሶስት እጥፍ ወይም በኳርክ-አንቲኳርክ ጥንዶች። በአንፃራዊነት ከባድ የሆኑ ቅንጣቶች - ባሪዮን - ከሦስት ኳርኮች የተሠሩ ናቸው። በጣም የታወቁት ባሪዮን ኒውትሮን እና ፕሮቶን ናቸው። ቀለል ያሉ የኳርክ-አንቲኳርክ ጥንዶች ሜሶንስ - “መካከለኛ ቅንጣቶች” የሚባሉ ቅንጣቶችን ይፈጥራሉ። ለምሳሌ ፕሮቶን ሁለት u-quarks እና አንድ d-quark (uud) ያቀፈ ሲሆን ኒውትሮን ደግሞ ሁለት d-quarks እና አንድ u-quark (udd) ያካትታል። ይህ "ትሪዮ" የኳርክክስ እንዳይበሰብስ, የማቆያ ኃይል, የተወሰነ "ሙጫ" ያስፈልጋል.

በኒውክሊየስ ውስጥ በኒውትሮን እና በፕሮቶኖች መካከል የተፈጠረው መስተጋብር በቀላሉ በእራሳቸው ኳርኮች መካከል ያለው የበለጠ ኃይለኛ መስተጋብር ቀሪ ውጤት ነው ። ይህ ለምን ጠንካራ መስተጋብር በጣም የተወሳሰበ እንደሚመስል አብራርቷል። ፕሮቶን በኒውትሮን ወይም በሌላ ፕሮቶን ላይ "ሲጣብቅ" መስተጋብር ስድስት ኳርኮችን ያካትታል, እያንዳንዱም ከሌሎች ጋር ይገናኛል. የኃይሉ ጉልህ ክፍል ሶስት ኩርኮችን በጥብቅ በማጣበቅ የሚውል ሲሆን ትንሽ ክፍል ደግሞ ሁለት ሶስት ኩርኩኮችን እርስ በእርስ ለመያያዝ ይውላል። በኋላ ግን ኳርኮች በደካማ መስተጋብር ውስጥ እንደሚሳተፉ ታወቀ። ደካማው መስተጋብር የኳርክን ቀለም ሊለውጥ ይችላል. የኒውትሮን መበስበስ የሚከሰተው በዚህ መንገድ ነው. በኒውትሮን ውስጥ ካሉት d-quarks አንዱ ወደ u-quark ይቀየራል፣ እና ትርፍ ክፍያው በተመሳሳይ ጊዜ የተወለደውን ኤሌክትሮን ይወስዳል። በተመሳሳይም ጣዕሙን በመለወጥ ደካማው መስተጋብር ወደ ሌሎች የሃድሮኖች መበስበስ ይመራል.

ሁሉም የሚታወቁት hadrons ከተለያዩ የሶስቱ መሰረታዊ ቅንጣቶች ውህደቶች ሊገኙ መቻላቸው ለኳርክክስ ፅንሰ-ሀሳብ ድል ነበር። ነገር ግን በ 70 ዎቹ ውስጥ, አዲስ ሃድሮን (psi particles, upsilon meson, ወዘተ) ተገኝተዋል. ይህ የኳርክ ቲዎሪ የመጀመሪያውን ስሪት ጎድቷል፣ ምክንያቱም በውስጡ ለአንዲት አዲስ ቅንጣት ቦታ ስለሌለ። ሁሉም ሊሆኑ የሚችሉ የኳርኮች እና የጥንታዊ ቅርጾቻቸው ውህዶች ቀድሞውኑ ተዳክመዋል።

ችግሩ የተፈታው ሶስት አዳዲስ ቀለሞችን በማስተዋወቅ ነው. እነሱም c - quark (ማራኪ), ለ - ኳርክ (ከታች - ከታች, እና ብዙውን ጊዜ ውበት - ውበት, ወይም ውበት), እና ከዚያ በኋላ ሌላ ቀለም አስተዋወቀ - t (ከላይ - ከላይ).

እስካሁን ድረስ ኳርኮች እና አንቲኳርኮች በነጻ መልክ አይታዩም. ይሁን እንጂ ስለ ሕልውናቸው እውነታ ምንም ጥርጥር የለውም. በተጨማሪም ፣ ኳርክክስን የሚከተሉ “እውነተኛ” የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ፍለጋ በመካሄድ ላይ ነው - ግሉኖች ፣ እነዚህም በኳርክክስ መካከል መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው ፣ ምክንያቱም Quarks በጠንካራ መስተጋብር አንድ ላይ ይያዛሉ, እና ግሉኖች (የቀለም ክፍያዎች) የጠንካራ መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው. የኳርክስ እና ግሉኖን መስተጋብር የሚያጠናው የፓርቲካል ፊዚክስ መስክ ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ይባላል። ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ንድፈ ሐሳብ እንደሆነ ሁሉ ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ ነው። ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ የኳንተም መስክ ንድፈ ሀሳብ የኳንተም እና የግሉኖኖች ጠንካራ መስተጋብር ሲሆን ይህም በመካከላቸው በሚደረግ ልውውጥ - gluons (የፎቶን አናሎግ በኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ)። ከፎቶኖች በተቃራኒ ግሉኖኖች እርስ በርሳቸው ይገናኛሉ, ይህም በተለይም በኳርክክስ እና ግሉኖኖች መካከል እርስ በርስ ሲራቀቁ ወደ ጥንካሬ መጨመር ያመራል. የኑክሌር ኃይሎችን የአጭር ጊዜ እርምጃ የሚወስነው ይህ ንብረት እንደሆነ እና በተፈጥሮ ውስጥ የነፃ ኳርኮች እና ግሉኖች አለመኖራቸውን የሚወስነው ይህ ንብረት እንደሆነ ይታሰባል።

በዘመናዊ ፅንሰ-ሀሳቦች መሰረት, hadrons ውስብስብ የሆነ ውስጣዊ መዋቅር አላቸው: ባሮኖች 3 ኳርኮች, ሜሶኖች - የኳርክ እና አንቲኳርክ ያካትታሉ.

ምንም እንኳን በኳርክ እቅድ አንዳንድ እርካታ ቢስተዋልም፣ አብዛኞቹ የፊዚክስ ሊቃውንት ኳርኮችን በእውነት አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች አድርገው ይቆጥሩታል - ነጥብ መሰል፣ የማይነጣጠሉ እና ውስጣዊ መዋቅር የሌላቸው። በዚህ ረገድ ከሊፕቶኖች ጋር ይመሳሰላሉ, እና በእነዚህ ሁለት የተለያዩ ግን መዋቅራዊ ተመሳሳይ ቤተሰቦች መካከል ጥልቅ ግንኙነት ሊኖር እንደሚገባ ከረጅም ጊዜ በፊት ይገመታል.

ስለዚህም በሃያኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ እጅግ በጣም የሚቻለው የእውነተኛ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች (የመሠረታዊ ግንኙነቶች ተሸካሚዎች ሳይቆጠሩ) 48. ከእነዚህ ውስጥ ሌፕቶኖች (6x2) = 12 እና ኳርክክስ (6x3) x2 = 36 ናቸው።

2.6. ቅንጣቶች የግንኙነቶች ተሸካሚዎች ናቸው።

የታወቁ ቅንጣቶች ዝርዝር በተዘረዘሩት ቅንጣቶች ብቻ የተገደበ አይደለም - ሌፕቶኖች እና ሃድሮን, የቁስ አካልን የግንባታ ቁሳቁስ ይመሰርታሉ. ይህ ዝርዝር ለምሳሌ ፎቶን አያካትትም። እንዲሁም የቁስ አካልን በቀጥታ የሚገነቡት ነገሮች ያልሆኑ፣ ነገር ግን አራቱንም መሰረታዊ መስተጋብሮችን የሚያቀርቡ ሌላ ዓይነት ቅንጣቶች አሉ፣ ማለትም ዓለም እንዳይፈርስ የሚከላከል "ሙጫ" ዓይነት ይፍጠሩ. እንደነዚህ ዓይነቶቹ ቅንጣቶች የግንኙነቶች ተሸካሚዎች ተብለው ይጠራሉ, እና የተወሰነ አይነት ቅንጣት ግንኙነቶቹን ያስተላልፋል.

በተሞሉ ቅንጣቶች መካከል ያለው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ተሸካሚ ፎቶን ነው። ፎቶን የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ኳንተም ነው፣ ዜሮ ክብደት ያለው ገለልተኛ ቅንጣት። የፎቶን ስፒን 1 ነው።

የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ በኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ ተጀመረ።

የጠንካራ መስተጋብር ተሸካሚዎች ግሉኖች ናቸው. እነዚህ ዜሮ ጅምላ እና እሽክርክሪት ያላቸው በኤሌክትሪካዊ ገለልተኛ ገለልተኛ ቅንጣቶች ናቸው 1. እንደ ኳርክክስ፣ ግሉኖች የ “ቀለም” ኳንተም ባህሪ አላቸው። ግሉኖች በኳርክክስ መካከል መስተጋብር ተሸካሚዎች ናቸው ፣ ምክንያቱም በጥንድ ወይም በሶስት እሰራቸው.

የደካማ መስተጋብር ተሸካሚዎች ሶስት ቅንጣቶች ናቸው - W+፣ W- እና Z° bosons። እነሱ የተገኙት በ 1983 ብቻ ነው የደካማ መስተጋብር ራዲየስ እጅግ በጣም ትንሽ ነው, ስለዚህ ተሸካሚዎቹ ትልቅ የእረፍት ብዛት ያላቸው ቅንጣቶች መሆን አለባቸው. በእርግጠኛነት መርህ መሰረት እንደዚህ ያለ ትልቅ የእረፍት መጠን ያላቸው ቅንጣቶች ህይወት በጣም አጭር መሆን አለበት - ወደ 10n ሰከንድ ብቻ (በ n = -26)። በነዚህ ቅንጣቶች የተሸከመው የመገናኛ ራዲየስ በጣም ትንሽ ነው ምክንያቱም እንደነዚህ ያሉት አጭር ጊዜ ቅንጣቶች በጣም ሩቅ ለመንቀሳቀስ ጊዜ አይኖራቸውም.

የስበት መስክ ተሸካሚ መኖሩን - ግራቪቶን - እንዲሁ ይቻላል (በእነዚያ የስበት ንድፈ ሐሳቦች ውስጥ እንደ የቦታ-ጊዜ መዞር ውጤት ሳይሆን እንደ መስክ) ግምት ውስጥ ያስገባል ። በንድፈ ሀሳብ፣ ግራቪተን የስበት መስክ ኳንተም ነው፣ ዜሮ እረፍት፣ ዜሮ የኤሌክትሪክ ክፍያ እና ስፒን ያለው 2. በመርህ ደረጃ፣ ስበት በሙከራ ሊታወቅ ይችላል። ነገር ግን የስበት መስተጋብር በጣም ደካማ እና በተግባር እራሱን በኳንተም ሂደቶች ውስጥ ስለማይገለጽ, የስበት ኃይልን በቀጥታ ማግኘት በጣም ከባድ ነው, እና እስካሁን ድረስ አንድም ሳይንቲስት አልተሳካም.

የንዑስ ቅንጣቶችን ወደ ሌፕቶኖች፣ ሃድሮን እና የግንኙነት ተሸካሚዎች መመደብ ለእኛ የሚታወቁትን የሱባቶሚክ ቅንጣቶችን ዓለም ያሟጥጣል። እያንዳንዱ ዓይነት ቅንጣት የቁስ አካልን እና የአጽናፈ ዓለሙን አወቃቀር በመቅረጽ ረገድ የራሱን ሚና ይጫወታል።

3. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ንድፈ ሃሳቦች.

3.1. ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ (QED)።

የኳንተም ቲዎሪ የኳንተም መካኒክን፣ የኳንተም ስታቲስቲክስን እና የኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብን ያጣምራል።

የኳንተም ሜካኒክስ (የሞገድ ሜካኒክስ) በተሰጡት የውጭ መስኮች ውስጥ የማይክሮ ፓርቲሎች የመግለጫ ዘዴን እና ህጎችን የሚያቋቁም ጽንሰ-ሀሳብ ነው። የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን እንቅስቃሴን እንድንገልጽ ያስችለናል, ነገር ግን ትውልዳቸውን ወይም ጥፋታቸውን አይደለም, ማለትም, ቋሚ የቁጥር ቅንጣቶች ያላቸውን ስርዓቶች ለመግለጽ ብቻ ጥቅም ላይ ይውላል. ኳንተም ሜካኒክስ የኳንተም ቲዎሪ ዋና ቅርንጫፎች አንዱ ነው። የኳንተም ሜካኒክስ ለመጀመሪያ ጊዜ የአተሞችን አወቃቀር ለመግለፅ እና የእነሱን እይታ ለመረዳት ፣ የኬሚካል ትስስር ተፈጥሮን መመስረት ፣ የንጥረ ነገሮችን ወቅታዊ ስርዓት ማብራራት ፣ ወዘተ. እነሱን የሚፈጥሩት ቅንጣቶች ፣ የኳንተም ሜካኒክስ ህጎች የአብዛኛዎቹን ማክሮስኮፒክ ክስተቶች ግንዛቤ መሠረት ናቸው። ስለዚህም የኳንተም ሜካኒክስ የደረቅ ንጥረ ነገሮችን ብዙ ባህሪያት ለመረዳት አስችሏል፣ የሱፐርኮንዳክቲቭነት፣ ፌሮማግኒዝም፣ ሱፐርፍላይዲቲዝም እና ሌሎችም ክስተቶችን ያብራሩ። እንደ ሁለቱም ኮርፐስኩላር እና ሞገድ ንብረቶች ተሸካሚዎች, የማይካተቱ, ግን እርስ በርስ የሚደጋገፉ. የኤሌክትሮኖች፣ ፕሮቶኖች እና ሌሎች ቅንጣቶች ሞገድ ተፈጥሮ በቅንጥብ ዲፍራክሽን ሙከራዎች ተረጋግጧል። የኳንተም ስርዓት ሁኔታ በሞገድ ተግባር ይገለጻል ፣ የሞጁሉ ካሬ የአንድን ግዛት ዕድል የሚወስን እና በዚህም ምክንያት እሱን የሚያሳዩ አካላዊ መጠኖች እሴቶችን የሚወስን ነው። ከኳንተም ሜካኒኮች የሚከተለው ሁሉም አካላዊ መጠኖች በአንድ ጊዜ ትክክለኛ እሴቶች ሊኖራቸው እንደማይችል ነው። የማዕበል ተግባር የሱፐርላይዜሽን መርህን ያከብራል, በተለይም የንጥረቶችን ልዩነት ያብራራል. የኳንተም ቲዎሪ ልዩ ባህሪ ለተለያዩ አካላዊ መጠኖች ሊሆኑ የሚችሉ እሴቶችን መለየት ነው-የኤሌክትሮኖች ኃይል በአተሞች ፣ አንግል ሞመንተም እና በዘፈቀደ አቅጣጫ ላይ ያለው ትንበያ ፣ ወዘተ. በክላሲካል ንድፈ ሀሳብ ፣ እነዚህ ሁሉ መጠኖች ያለማቋረጥ ብቻ ሊለወጡ ይችላሉ። በኳንተም ሜካኒክስ ውስጥ መሠረታዊ ሚና የሚጫወተው በፕላንክ ቋሚ - ከተፈጥሮ ዋና ዋና ሚዛኖች አንዱ ነው ፣ በክላሲካል ፊዚክስ ሊገለጹ የሚችሉትን የኩንተም ፅንሰ-ሀሳብ ለትክክለኛው ትርጓሜ ከአካባቢዎች በመለየት ከተፈጥሮ ዋና ዋና ሚዛኖች አንዱ። የፕላንክ ቋሚ ስም በ M. Planck ስም ነው. እኩል ነው፡-

Ћ = h/2π ≈ 1.0546. 10 ^ (-34) ጄ

የኳንተም ሜካኒክስ አጠቃላይነት የኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ ነው - ይህ የቁጥር ፅንሰ-ሀሳብ የነፃነት ዲግሪዎች (አካላዊ መስኮች) ያላቸው ስርዓቶች የኳንተም ቲዎሪ ነው። የኳንተም መስክ ንድፈ ሐሳብ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ፊዚክስ ዋና መሣሪያ ነው ፣ ግንኙነቶቻቸው እና ተለዋዋጮች። የእንደዚህ አይነት ጽንሰ-ሀሳብ አስፈላጊነት በኳንተም-ሞገድ ድብልዝም, በሁሉም ቅንጣቶች ውስጥ የማዕበል ባህሪያት መኖር. በኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ፣ መስተጋብር የሚወከለው በመስክ የኳንታ ልውውጥ ውጤት ነው። ይህ ንድፈ ሐሳብ የኤሌክትሮማግኔቲክ (ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ) ንድፈ ሐሳብን እና በዘመናዊ ንድፈ ሐሳብ ውስጥ እንደ አንድ ሙሉ (የኤሌክትሮዊክ መስተጋብር) እና የጠንካራ (የኑክሌር) መስተጋብር (ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ) ጽንሰ-ሐሳብን ያጠቃልላል።

የኳንተም ስታቲስቲክስ ብዛት ያላቸውን ቅንጣቶች ያቀፈ የኳንተም ሲስተም እስታቲስቲካዊ ፊዚክስ ነው። ኢንቲጀር ስፒን ላላቸው ቅንጣቶች ይህ የ Bose Einstein ስታቲስቲክስ ነው፣ እና ግማሽ ኢንቲጀር ሽክርክሪት ላላቸው ቅንጣቶች ይህ የፌርሚ-ዲራክ ስታቲስቲክስ ነው።

በሃያኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ ተፈጠረ - ኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ QED - ይህ በፎቶኖች እና በኤሌክትሮኖች መካከል የመስተጋብር ጽንሰ-ሀሳብ ነው ፣ እስከ ትንሹ ዝርዝር የታሰበ እና ፍጹም የሆነ የሂሳብ መሳሪያ ያለው። QED የቨርቹዋል ፎቶኖች ጽንሰ-ሀሳብን በመጠቀም የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር መግለጫ ላይ የተመሰረተ ነው - ተሸካሚዎቹ። ይህ ንድፈ ሃሳብ የኳንተም ቲዎሪ እና አንጻራዊነት መሰረታዊ መርሆችን ያሟላል።

በንድፈ ሃሳቡ መሃል ላይ አንድ ፎቶን በአንድ ክስ ቅንጣት የመልቀቂያ ወይም የመምጠጥ ተግባራት እንዲሁም የኤሌክትሮን-ፖዚትሮን ጥንድ ወደ ፎቶን መደምሰስ ወይም የእነዚህን ጥንድ በፎቶኖች ማፍለቅ ላይ ነው ።

በክላሲካል ገለፃ ኤሌክትሮኖች እንደ ጠንካራ ነጥብ ኳስ ከተወከሉ ፣ በ QED ውስጥ በኤሌክትሮን ዙሪያ ያለው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኤሌክትሮን ያለማቋረጥ የሚከተል ፣ በኃይል ኳንታ እንደ ደመና ይቆጠራል። ኤሌክትሮን ፎቶን ከለቀቀ በኋላ (ምናባዊ) ኤሌክትሮን-ፖዚትሮን ጥንድ ያመነጫል, ይህም አዲስ ፎቶን ለመፍጠር ሊያጠፋ ይችላል. የኋለኛው በዋናው ፎቶን ሊዋጥ ይችላል ፣ ግን አዲስ ጥንድ ፣ ወዘተ. ስለዚህም ኤሌክትሮን በተለዋዋጭ ሚዛን ውስጥ በሚገኙ ምናባዊ ፎቶኖች፣ ኤሌክትሮኖች እና ፖዚትሮኖች ደመና ተሸፍኗል። ፎቶኖች በፍጥነት ይከሰታሉ እና ይጠፋሉ, እና ኤሌክትሮኖች በደንብ በተገለጹ ትራኮች ውስጥ በጠፈር ውስጥ አይንቀሳቀሱም. አሁንም ቢሆን የመንገዱን መጀመሪያ እና መጨረሻ ነጥቦችን በአንድ ወይም በሌላ መንገድ መወሰን ይቻላል - ከመበታተን በፊት እና በኋላ ፣ ግን በእንቅስቃሴው መጀመሪያ እና መጨረሻ መካከል ያለው መንገዱ ራሱ በእርግጠኝነት አይታወቅም።

ድምጸ ተያያዥ ሞደም ቅንጣት በመጠቀም መስተጋብር መግለጫ የፎቶን ጽንሰ-ሐሳብ እንዲስፋፋ አድርጓል. የእውነተኛ (ለእኛ የሚታየው የብርሃን ኳንተም) እና ቨርቹዋል (Fleting, Ghostly) ፎተቶን ፅንሰ-ሀሳቦች, ይህም "የሚታየው" በተበታተነ ሁኔታ በተሞሉ ቅንጣቶች ብቻ ነው.

ንድፈ ሃሳቡ ከእውነታው ጋር መስማማቱን ለመፈተሽ፣ የፊዚክስ ሊቃውንት በተለይ ትኩረት የሚስቡ ሁለት ተፅዕኖዎች ላይ አተኩረዋል። የመጀመሪያው የሃይድሮጂን አቶም የኃይል መጠን፣ ቀላሉ አቶም ነበር። እንደ QED ገለጻ፣ ደረጃዎቹ ምናባዊ ፎቶኖች በማይኖሩበት ጊዜ ከሚይዙት ቦታ አንፃር በትንሹ መቀየር አለባቸው። የQED ሁለተኛው ወሳኝ ፈተና ኤሌክትሮኑን በራሱ መግነጢሳዊ አፍታ ላይ ያለውን በጣም ትንሽ እርማት ያሳስበዋል። የ QED ንድፈ ሃሳባዊ እና የሙከራ ውጤቶች ከከፍተኛው ትክክለኛነት ጋር ይጣጣማሉ - ከዘጠኝ የአስርዮሽ ቦታዎች። እንዲህ ዓይነቱ አስገራሚ የደብዳቤ ልውውጥ QED አሁን ካሉት የተፈጥሮ ሳይንሳዊ ንድፈ ሐሳቦች እጅግ የላቀውን የመመልከት መብት ይሰጣል።

ይህንን ድል ተከትሎ፣ QED ለሌሎቹ ሶስት መሰረታዊ መስተጋብሮች የኳንተም መግለጫ እንደ ሞዴል ተወሰደ። እርግጥ ነው፣ ከሌሎች መስተጋብሮች ጋር የተያያዙ መስኮች ከሌሎች ድምጸ ተያያዥ ሞደም ቅንጣቶች ጋር መዛመድ አለባቸው።

3.2. የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ.

በሃያኛው ክፍለ ዘመን በ70ዎቹ ዓመታት በተፈጥሮ ሳይንስ ውስጥ አንድ አስደናቂ ክስተት ተከስቷል፡ ከአራት ፊዚክስ ውስጥ ሁለት መሰረታዊ መስተጋብሮች ወደ አንድ ተጣመሩ። የተፈጥሮ መሰረታዊ መርሆች ምስል በተወሰነ ደረጃ ቀላል ሆኗል. የኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ መስተጋብር, በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተለያየ የሚመስሉ, በእውነቱ የአንድ ኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር ሁለት ዓይነቶች ሆነዋል. የኤሌክትሮዊክ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ በሃያኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ በአንደኛ ደረጃ የፊዚክስ ተጨማሪ እድገት ላይ ወሳኝ ተጽእኖ ነበረው.

ይህንን ፅንሰ-ሀሳብ ለመገንባት ዋናው ሀሳብ በመለኪያ መስክ ጽንሰ-ሀሳብ ቋንቋ ውስጥ ያለውን ደካማ መስተጋብር መግለጽ ሲሆን በዚህ መሠረት የግንኙነቶችን ተፈጥሮ ለመረዳት ቁልፉ ሲሜትሪ ነው። በሃያኛው ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ በፊዚክስ ውስጥ ካሉት መሠረታዊ ሀሳቦች አንዱ ሁሉም ግንኙነቶች በተፈጥሮ ውስጥ የተወሰኑ የአብስትራክት ሲሜትሪዎችን ለመጠበቅ ብቻ ነው የሚል እምነት ነው። ሲምሜትሪ ከመሠረታዊ ግንኙነቶች ጋር ምን ያገናኛል? በቅድመ-እይታ, እንዲህ ዓይነቱ ግንኙነት መኖሩን ግምት ውስጥ ማስገባት ፓራዶክሲካል እና ለመረዳት የማይቻል ይመስላል.

በመጀመሪያ ደረጃ, ስለ ሲምሜትሪ ምን ማለት ነው. በአንድ ወይም በሌላ ቀዶ ጥገና ምክንያት ዕቃው ሳይለወጥ ከቀጠለ አንድ ነገር ሲምሜትሪ እንዳለው በአጠቃላይ ተቀባይነት አለው። ስለዚህም አንድ ሉል ከማዕከሉ አንጻር ሲሽከረከር ተመሳሳይ ስለሚመስል ሉል ሚዛናዊ ነው። የኤሌክትሪክ ሕጎች አወንታዊ ክፍያዎችን በአሉታዊ እና በተቃራኒው መተካትን በተመለከተ ሚዛናዊ ናቸው. ስለዚህ፣ ሲምሜትሪ ስንል በአንድ የተወሰነ ቀዶ ጥገና ውስጥ አለመረጋጋት ማለት ነው።

የተለያዩ የሲሜትሪ ዓይነቶች አሉ-ጂኦሜትሪክ, መስታወት, ጂኦሜትሪክ ያልሆነ. ጂኦሜትሪክ ካልሆኑት መካከል የመለኪያ ሲሜትሮች የሚባሉት አሉ. የመለኪያ ሲሜትሮች በተፈጥሮ ውስጥ ረቂቅ ናቸው እና በቀጥታ አልተስተካከሉም። እነሱ በማጣቀሻ ደረጃ፣ ሚዛን ወይም በአንዳንድ አካላዊ መጠን ላይ ካለው ለውጥ ጋር የተያያዙ ናቸው። ስርዓቱ በዚህ አይነት ለውጥ ተፈጥሮው ሳይለወጥ ከቀጠለ የመለኪያ ሲሜትሪ አለው። ስለዚህ, ለምሳሌ, በፊዚክስ, ስራ በከፍታ ልዩነት ላይ የተመሰረተ ነው, እና በፍፁም ቁመት ላይ አይደለም; የቮልቴጅ - ሊፈጠር ከሚችለው ልዩነት, እና ከፍፁም እሴቶቻቸው, ወዘተ ... የአራቱ መሰረታዊ ግንኙነቶች ግንዛቤ ክለሳ የተመሰረተባቸው ሲሜትሮች በትክክል እንደዚህ አይነት ናቸው. የመለኪያ ለውጦች ዓለም አቀፋዊ ወይም አካባቢያዊ ሊሆኑ ይችላሉ. ከነጥብ ወደ ነጥብ የሚለያዩ የመለኪያ ለውጦች "አካባቢያዊ" የመለኪያ ለውጦች በመባል ይታወቃሉ። በተፈጥሮ ውስጥ በርካታ የአካባቢ መለኪያ ሲሜትሮች አሉ, እና ለእነዚህ የመለኪያ ለውጦችን ለማካካስ ተገቢ የሆኑ በርካታ መስኮች ያስፈልጋሉ. የግዳጅ መስኮች ተፈጥሮ በተፈጥሮ ውስጣዊ አካባቢያዊ መለኪያን የሚፈጥርበት ዘዴ ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። ሲሜትሪ. የመለኪያ ሲምሜትሪ ጽንሰ-ሐሳብ አስፈላጊነት በንድፈ-ሀሳብ በተፈጥሮ ውስጥ የሚገኙትን አራቱንም መሰረታዊ ግንኙነቶች በንድፈ ሀሳብ መምሰል ነው። ሁሉም እንደ መለኪያ ሜዳዎች ሊቆጠሩ ይችላሉ.

ደካማ መስተጋብርን እንደ መለኪያ መስክ በመወከል የፊዚክስ ሊቃውንት በደካማ መስተጋብር ውስጥ የሚሳተፉ ሁሉም ቅንጣቶች እንደ አዲስ የመስክ አይነት ምንጭ ሆነው ያገለግላሉ - የደካማ ኃይሎች መስክ። እንደ ኤሌክትሮኖች እና ኒውትሪኖዎች ያሉ በደካማ መስተጋብር የሚፈጥሩ ቅንጣቶች "ደካማ ክፍያ" ይይዛሉ, እሱም ከኤሌክትሪክ ኃይል ጋር ተመሳሳይነት ያለው እና እነዚህን ቅንጣቶች ከደካማ መስክ ጋር ያገናኛል.

ደካማ የግንኙነቱን መስክ እንደ መለኪያ መስክ ለመወከል በመጀመሪያ የተዛመደውን የመለኪያ ሲሜትሪ ትክክለኛውን ቅጽ ማዘጋጀት አስፈላጊ ነው. እውነታው ግን የደካማ መስተጋብር ሲሜትሪ ከኤሌክትሮማግኔቲክ የበለጠ ውስብስብ ነው. ከሁሉም በላይ, የዚህ መስተጋብር ዘዴ ራሱ ይበልጥ የተወሳሰበ ይሆናል. በመጀመሪያ በኒውትሮን መበስበስ ለምሳሌ ደካማ መስተጋብር ቢያንስ አራት የተለያዩ ዓይነቶች (ኒውትሮን, ፕሮቶን, ኤሌክትሮን እና ኒውትሪኖ) ቅንጣቶችን ያካትታል. በሁለተኛ ደረጃ, የደካማ ኃይሎች ድርጊት ወደ ተፈጥሮ ለውጥ ያመራል (በደካማ መስተጋብር ምክንያት አንዳንድ ቅንጣቶች ወደ ሌሎች መለወጥ). በተቃራኒው የኤሌክትሮማግኔቲክ መስተጋብር በእሱ ውስጥ የሚሳተፉትን ቅንጣቶች ተፈጥሮ አይለውጥም.

ይህ ደካማው መስተጋብር በጣም ውስብስብ ከሆነው የንጥሎች ባህሪ ለውጥ ጋር የተያያዘ የመሆኑን እውነታ ይወስናል. ሲምሜትሪ ለመጠበቅ ከአንድ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በተቃራኒ ሶስት አዳዲስ የኃይል መስኮች እዚህ ያስፈልጋሉ። የእነዚህ ሶስት መስኮች የኳንተም መግለጫም ተገኝቷል፡- ሶስት አዲስ አይነት ቅንጣቶች ሊኖሩ ይገባል - የግንኙነት ተሸካሚዎች፣ ለእያንዳንዱ መስክ አንድ። በጥቅሉ ስፒን-1 ከባድ ቬክተር ቦሶን ተብለው የሚጠሩ ሲሆን የደካማ ኃይል ተሸካሚዎች ናቸው።

W+ እና W- ቅንጣቶች ከደካማ መስተጋብር ጋር ከተያያዙት ሶስት መስኮች ሁለቱ ተሸካሚዎች ናቸው። ሦስተኛው መስክ ከኤሌክትሪክ ገለልተኛ ድምጸ ተያያዥ ሞደም ቅንጣት ጋር ይዛመዳል፣ የ Z ቅንጣት ይባላል። የዚ ቅንጣት መኖር ደካማ መስተጋብር ከኤሌክትሪክ ክፍያ ማስተላለፍ ጋር አብሮ ላይሆን ይችላል ማለት ነው።

የኤሌክትሮ ዌክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ ሲፈጠር ፣ ድንገተኛ የሲሜትሪ መበላሸት ጽንሰ-ሀሳብ ቁልፍ ሚና ተጫውቷል-ለችግሩ መፍትሄ እያንዳንዱ የመጀመሪያ ደረጃ ባህሪዎች ሊኖረው አይገባም። ስለዚህ፣ በዝቅተኛ ሃይል ሙሉ ለሙሉ የሚለያዩ ቅንጣቶች በከፍተኛ ሃይል አንድ እና ተመሳሳይ ቅንጣት ሊሆኑ ይችላሉ፣ ግን በተለያዩ ግዛቶች። ድንገተኛ ሲምሜትሪ መጣስ በሚለው ሀሳብ ላይ በመመርኮዝ የኤሌክትሮዌክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ ደራሲዎች ዌይንበርግ እና ሳላም አንድ ትልቅ የንድፈ ሀሳብ ችግር መፍታት ችለዋል - የማይጣጣሙ የሚመስሉ ነገሮችን አጣምረዋል-በአንድ ላይ ጉልህ የሆነ ደካማ መስተጋብር ተሸካሚዎች። እጅ፣ እና የመለኪያ አለመለዋወጥ ሃሳብ፣ የመለኪያ መስክን ረጅም ርቀት ተፈጥሮ የሚወስድ እና በሌላ በኩል የዜሮ እረፍት ብዛት ተሸካሚ ቅንጣቶች ማለት ነው። ስለዚህም ኤሌክትሮማግኔቲዝም እና ደካማ መስተጋብር ወደ አንድ የተዋሃደ የመለኪያ መስክ ጽንሰ-ሐሳብ ተጣምረዋል.

ይህ ጽንሰ-ሐሳብ አራት መስኮችን ብቻ ያቀርባል-የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ እና ከደካማ ግንኙነቶች ጋር የሚዛመዱ ሶስት መስኮች. በተጨማሪም, የማያቋርጥ ስካላር መስክ (የሂግስ መስክ ዓይነት) በቦታ ውስጥ ገብቷል, ይህም ቅንጣቶች በተለያየ መንገድ መስተጋብር ይፈጥራሉ, ይህም የጅምላዎቻቸውን ልዩነት ይወስናል. Scalar field quanta ዜሮ ሽክርክሪት ያላቸው አዲስ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ናቸው። ሂግስ ይባላሉ (በፊዚክስ ሊቅ P. Higgs ስም የተሰየሙ፣ ሕልውናቸውን የሚጠቁሙ)። እንደነዚህ ያሉት የሂግስ ቦሶኖች ቁጥር ብዙ ደርዘን ሊደርስ ይችላል. እንደነዚህ ያሉት ቦሶኖች እስካሁን በሙከራ አልተገኙም። ከዚህም በላይ በርካታ የፊዚክስ ሊቃውንት ሕልውናቸውን እንደማያስፈልግ አድርገው ይመለከቱታል, ነገር ግን ያለ Higgs bosons ፍጹም የሆነ የንድፈ ሃሳብ ሞዴል ገና አልተገኘም. መጀመሪያ ላይ W እና Z quanta ምንም ክብደት የላቸውም፣ነገር ግን የሲሜትሪ መሰባበር አንዳንድ የ Higgs ቅንጣቶች ከ W እና Z ቅንጣቶች ጋር እንዲዋሃዱ በማድረግ ክብደት እንዲኖራቸው ያደርጋል።

ንድፈ ሃሳቡ ሲምሜትሪ በመስበር የኤሌክትሮማግኔቲክ እና የደካማ መስተጋብር ባህሪያትን ልዩነት ያብራራል. ሲምሜትሪ ካልተሰበረ፣ ሁለቱም መስተጋብሮች በመጠን ይነጻጸራሉ። የሲሜትሪ መሰባበር በደካማ መስተጋብር ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ መቀነስን ያካትታል። የ W እና Z ቅንጣቶች በጣም ግዙፍ ስለሆኑ ደካማው መስተጋብር በጣም ትንሽ ነው ማለት እንችላለን. ሌፕቶኖች በእንደዚህ ዓይነት አጭር ርቀት ላይ እምብዛም አይሰበሰቡም (አር 10n ሴሜ, የት n = -16). ግን በከፍተኛ ጉልበት ( > 100 GeV)፣ W እና Z ቅንጣቶችን በነፃነት ማምረት በሚቻልበት ጊዜ፣ የW እና Z ቦሶን ልውውጥ ልክ እንደ ፎቶን (ጅምላ አልባ ቅንጣቶች) መለዋወጥ ይከሰታል። በፎቶኖች እና በቦሶኖች መካከል ያለው ልዩነት ተሰርዟል በእነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ በኤሌክትሮማግኔቲክ እና በደካማ መስተጋብር መካከል የተሟላ ሲሜትሪ መሆን አለበት - ኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር.

አዲሱን ንድፈ ሐሳብ መሞከር መላምታዊ W እና Z ቅንጣቶች መኖራቸውን ማረጋገጥ ነው። የእነሱ ግኝት ሊሳካ የቻለው የቅርብ ጊዜ ዓይነት በጣም ትልቅ አፋጣኝ ሲፈጠር ብቻ ነው። እ.ኤ.አ. በ 1983 የ W እና Z ቅንጣቶች ግኝት የኤሌክትሮዳክ ግንኙነት ፅንሰ-ሀሳብ ድል ማለት ነው። ስለ አራቱ መሰረታዊ መስተጋብሮች ማውራት አያስፈልግም ነበር። ሦስቱ ቀርተዋል።

3.3. ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ.

ወደ ታላቁ የመሠረታዊ መስተጋብሮች ውህደት በሚወስደው መንገድ ላይ ያለው ቀጣዩ ደረጃ ጠንካራ መስተጋብር ከኤሌክትሮዊክ መስተጋብር ጋር መቀላቀል ነው. ይህንን ለማድረግ የመለኪያ መስክ ባህሪያትን ለጠንካራ መስተጋብር መስጠት እና አጠቃላይ የ isotopic ሲምሜትሪ ሀሳብን ማስተዋወቅ አስፈላጊ ነው። ጠንካራ መስተጋብር የ gluons ልውውጥ ውጤት ነው ተብሎ ሊታሰብ ይችላል, ይህም የኳርኮችን (በጥንድ ወይም በሶስት እጥፍ) ወደ ሃድሮን መያያዝን ያረጋግጣል.

እዚህ ያለው ሀሳብ እንደሚከተለው ነው. እያንዳንዱ ኳርክ እንደ ግሉዮን መስክ ምንጭ ሆኖ የሚያገለግል የኤሌክትሪክ ክፍያ አናሎግ አለው። ቀለም ተብሎ ይጠራ ነበር (በእርግጥ ይህ ስም ከተራ ቀለም ጋር ምንም ግንኙነት የለውም). የኤሌክትሮማግኔቲክ መስኩ የሚመነጨው በአንድ ዓይነት ክፍያ ብቻ ከሆነ፣ ይበልጥ ውስብስብ የሆነ የ gluon መስክ ለመፍጠር ሦስት የተለያዩ የቀለም ክፍያዎች ያስፈልጋሉ። እያንዳንዱ ኳርክ ከሦስቱ ሊሆኑ ከሚችሉ ቀለሞች በአንዱ “ቀለም” አለው ፣ እነሱም በዘፈቀደ ቀይ ፣ አረንጓዴ እና ሰማያዊ ተብለው ይጠሩ ነበር። እና በዚህ መሠረት የጥንት ቅርሶች ፀረ-ቀይ, ፀረ-አረንጓዴ እና ፀረ-ሰማያዊ ናቸው.

በሚቀጥለው ደረጃ, የጠንካራ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ እንደ ደካማ መስተጋብር ጽንሰ-ሐሳብ በተመሳሳይ መርሃግብር ይዘጋጃል. የአካባቢያዊ መለኪያ ሲምሜትሪ መስፈርት (ማለትም በእያንዳንዱ ቦታ ላይ የቀለም ለውጦችን በተመለከተ ልዩነት) የማካካሻ ኃይል መስኮችን ማስተዋወቅ ያስፈልጋል. በአጠቃላይ ስምንት አዳዲስ የማካካሻ ሃይል መስኮች ያስፈልጋሉ። የእነዚህ መስኮች ተሸካሚ ቅንጣቶች ግሉኖች ናቸው, ስለዚህም ጽንሰ-ሐሳቡ እንደሚያመለክተው እስከ ስምንት የሚደርሱ የተለያዩ የ gluons ዓይነቶች መኖር አለባቸው, የኤሌክትሮማግኔቲክ ኃይል ተሸካሚው አንድ (ፎቶ) ብቻ ሲሆን የደካማው ኃይል ተሸካሚዎች ሶስት ናቸው. . ግሉኖች ዜሮ እረፍት እና እሽክርክሪት አላቸው 1. ግሉኖች እንዲሁ የተለያዩ ቀለሞች አሏቸው ፣ ግን ንጹህ አይደሉም ፣ ግን ድብልቅ (ለምሳሌ ፣ ሰማያዊ-ፀረ-አረንጓዴ)። ስለዚህ, የ gluon ልቀት ወይም መምጠጥ የኳርክ ቀለም ለውጥ ("የቀለም ጨዋታ") አብሮ ይመጣል. ስለዚህ ፣ ለምሳሌ ፣ ቀይ ኳርክ ፣ ቀይ-ፀረ-ሰማያዊ ግሉን ማጣት ፣ ወደ ሰማያዊ ኳርክ ፣ እና አረንጓዴ ኳርክ ፣ ሰማያዊ-ፀረ-አረንጓዴ ግሉን በመምጠጥ ወደ ሰማያዊ ኳርክ ይለወጣል። ለምሳሌ በፕሮቶን ውስጥ ሶስት ኳርኮች ያለማቋረጥ ግሉኖችን ይለዋወጣሉ, ቀለማቸውን ይቀይራሉ. ሆኖም ግን, እንደዚህ አይነት ለውጦች በተፈጥሮ ውስጥ የዘፈቀደ አይደሉም, ነገር ግን ጥብቅ ህግን ይከተላሉ-በማንኛውም ጊዜ, የሶስት ኳርኮች "ጠቅላላ" ቀለም ነጭ ብርሃን መሆን አለበት, ማለትም. ድምር "ቀይ + አረንጓዴ + ሰማያዊ". ይህ የኳርክ-አንቲኳርክ ጥንድ ባካተተ ሜሶኖችንም ይመለከታል። አንቲኳርክ በፀረ-ቀለም ስለሚታወቅ እንዲህ ዓይነቱ ጥምረት ግልጽ ነው ቀለም የሌለው ("ነጭ") ለምሳሌ ቀይ ኳርክ ከፀረ-ቀይ ኳርክ ጋር በማጣመር ቀለም የሌለው ሜሶን ይፈጥራል.

ከኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ (የኳንተም ቀለም ንድፈ ሐሳብ) አንፃር፣ ጠንካራ መስተጋብር የተፈጥሮን የተወሰነ ረቂቅ ተምሳሌት ለመጠበቅ ካለው ፍላጎት የበለጠ ነገር አይደለም-የእነሱን አካል ክፍሎች ቀለም በሚቀይሩበት ጊዜ የሁሉም hadrons ነጭ ቀለምን መጠበቅ። ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ ሁሉንም የኳርክኮች ጥምረት የሚቆጣጠሩትን ህጎች በትክክል ያብራራል ፣ የ gluons እርስ በእርስ መስተጋብር ፣ የኳንኮችን በደመና ውስጥ “ለበሱ” ፣ ወዘተ ያቀፈ የሃድሮን ውስብስብ አወቃቀር።

ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስን እንደ የጠንካራ መስተጋብር የመጨረሻ እና የተሟላ ንድፈ ሃሳብ መገምገም ጊዜው ያለፈበት ሊሆን ይችላል፣ነገር ግን ስኬቶቹ ተስፋ ሰጪ ናቸው።

3.4. ወደ... ታላቁ ውህደት።

የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ (ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ) ሲፈጠር የሁሉም (ወይም ከአራቱ ቢያንስ ሦስቱ) መሠረታዊ መስተጋብር አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር ተስፋ ተነሳ። ከአራቱ መሰረታዊ መስተጋብር ቢያንስ ሦስቱን በተዋሃደ መንገድ የሚገልጹ ሞዴሎች Grand Unified ሞዴሎች ይባላሉ። ሁሉንም የሚታወቁ የግንኙነቶች ዓይነቶች (ጠንካራ፣ ደካማ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ እና ስበት) የሚያዋህዱ የንድፈ ሃሳባዊ እቅዶች የሱፐርግራቪቲ ሞዴሎች ይባላሉ።

በመለኪያ መስኮች ሀሳብ ላይ በመመርኮዝ ደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶችን በተሳካ ሁኔታ የማጣመር ልምድ የፊዚክስ አንድነት መርህን እና መሰረታዊ አካላዊ ግንኙነቶችን አንድ ለማድረግ የሚረዱ መንገዶችን ጠቁሟል ። ከመካከላቸው አንዱ የኤሌክትሮማግኔቲክ, ደካማ እና ጠንካራ መስተጋብር መስተጋብር ቋሚዎች በተመሳሳይ ኃይል እርስ በርስ እኩል ስለሚሆኑ በሚያስደንቅ እውነታ ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ ጉልበት የአንድነት ሃይል ተብሎ ይጠራ ነበር። ከ 10n GeV በላይ ባለው ኃይል, n = 14, ወይም ርቀቶች r 10n cm, n = -29, ጠንካራ እና ደካማ ግንኙነቶች በአንድ ቋሚነት ይገለፃሉ, ማለትም, የጋራ ተፈጥሮ አላቸው. Quarks እና lepton እዚህ በተግባር አይለዩም።

በ 70-90 ዎቹ ውስጥ, የታላቁ ውህደት በርካታ ተፎካካሪ ንድፈ ሃሳቦች ተዘጋጅተዋል. ሁሉም በአንድ ሀሳብ ላይ የተመሰረቱ ናቸው. ኤሌክትሮ ደካማው እና ጠንካራ ሀይሎች የታላቁ የተዋሃደ ሃይል ሁለት ገጽታዎች ብቻ ከሆኑ፣ የኋለኛው ደግሞ የተወሰነ ውስብስብ ሲሜትሪ ያለው ተያያዥ የመለኪያ መስክ ሊኖረው ይገባል። እሱ (ሲምሜትሪ) በበቂ አጠቃላይ መሆን አለበት፣ በሁለቱም የኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ እና የኤሌክትሮዊክ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ ያሉትን ሁሉንም የመለኪያ ሲሜትሪዎች መሸፈን የሚችል። የጠንካራ እና የኤሌክትሮ ደካማ መስተጋብር አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር እንዲህ ዓይነት ተምሳሌት ማግኘት ዋናው ተግባር ነው። የGrand Unification ንድፈ ሃሳቦች ተፎካካሪ ስሪቶችን የሚሰጡ የተለያዩ አቀራረቦች አሉ።

ሆኖም፣ እነዚህ ሁሉ የታላቁ ውህደት መላምታዊ ስሪቶች በርካታ የተለመዱ ባህሪያት አሏቸው፡-

በመጀመሪያ ፣ በሁሉም መላምቶች ፣ ኳርክክስ እና ሌፕቶኖች - የጠንካራ እና የኤሌክትሮዳክ ግንኙነቶች ተሸካሚዎች - በአንድ የንድፈ ሀሳብ እቅድ ውስጥ ተካትተዋል። እስካሁን ድረስ እንደ ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ እቃዎች ተደርገው ይቆጠራሉ.

በሁለተኛ ደረጃ, የአብስትራክት መለኪያ ሲምሜትሪዎችን መጠቀም አዲስ ባህሪያት ያላቸውን አዳዲስ የእርሻ ዓይነቶችን ወደ መገኘቱ ይመራል, ለምሳሌ, ኳርኮችን ወደ ሌፕቶኖች የመለወጥ ችሎታ. በታላቁ የተዋሃደ ቲዎሪ በጣም ቀላል እትም ውስጥ ኳርኮችን ወደ ሌፕቶኖች ለመለወጥ ሃያ አራት መስኮች ያስፈልጋሉ። ከእነዚህ መስኮች ውስጥ አሥራ ሁለቱ ኩንታዎች ቀድሞውኑ ይታወቃሉ-ፎቶን ፣ ሁለት W ቅንጣቶች ፣ የዚ ቅንጣት እና ስምንት ግሉኖች። የተቀሩት አስራ ሁለት ኩንታዎች አዲስ ልዕለ ከባድ መካከለኛ ቦሶኖች ናቸው፣ በጋራ ስም X እና Y - ቅንጣቶች (በኤሌክትሪክ ቻርጅ 1/3 እና 4/3)። እነዚህ ኩንታዎች ሰፋ ያለ የመለኪያ ሲሜትሮችን የሚጠብቁ እና ኳርኮችን ከሊፕቶኖች ጋር ከሚቀላቀሉ መስኮች ጋር ይዛመዳሉ። ስለዚህ የእነዚህ መስኮች ብዛት (ማለትም X እና Y ቅንጣቶች) ኳርኮችን ወደ ሌፕቶኖች (እና በተቃራኒው) ሊለውጡ ይችላሉ።

በGrand Unified ንድፈ ሃሳቦች ላይ በመመስረት፣ በሙከራ ሊሞከሩ የሚችሉ ቢያንስ ሁለት አስፈላጊ ቅጦች ተንብየዋል፡ የፕሮቶን አለመረጋጋት እና የመግነጢሳዊ ሞኖፖል መኖር። የፕሮቶን መበስበስን እና መግነጢሳዊ ሞኖፖሎችን በሙከራ ማግኘቱ ለግራንድ ዩኒየፍድ ንድፈ ሐሳቦች ጠንካራ መከራከሪያ ሊያቀርብ ይችላል። የሙከራ ጥረቶች እነዚህን ትንበያዎች ለመፈተሽ ያተኮሩ ናቸው. ነገር ግን አሁንም በዚህ ጉዳይ ላይ ምንም ጥብቅ የተረጋገጠ የሙከራ መረጃ የለም. እውነታው ግን ግራንድ የተዋሃዱ ንድፈ ሐሳቦች ከ10n GeV በላይ የሆኑትን ቅንጣት ሃይሎች የሚመለከቱ ሲሆን n = 14. ይህ በጣም ከፍተኛ ሃይል ነው። በአፋጣኝ ውስጥ እንዲህ ያሉ ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን ቅንጣቶች መቼ ማግኘት እንደሚቻል ለመናገር አስቸጋሪ ነው. ይህ በተለይ X እና Y bosonsን የመለየት ችግርን ያብራራል። እና ስለዚህ ፣ የታላቁ የተዋሃዱ ጽንሰ-ሀሳቦች የመተግበር እና የመሞከሪያ ዋና ቦታ ኮስሞሎጂ ነው። እነዚህ ንድፈ ሐሳቦች ከሌሉ የአጽናፈ ሰማይ የዝግመተ ለውጥ የመጀመሪያ ደረጃን ለመግለጽ የማይቻል ነው, የአንደኛ ደረጃ ፕላዝማ የሙቀት መጠን 10n K ሲደርስ, n = 27. በጣም ከባድ የሆኑ ቅንጣቶች ሊወለዱ እና ሊጠፉ የሚችሉት በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ነበር.

ስለዚህም ግራንድ የተዋሃደ ንድፈ ሐሳብን ማረጋገጥ ዛሬ የፊዚክስ ሊቃውንት ዋና ተግባር እንደሆነ ግልጽ ይሆናል, ምክንያቱም ይህ ጽንሰ-ሐሳብ የተለያዩ የሰውን እውቀት ቁርጥራጮች ወደ አንድ ምስል ለማገናኘት ብቻ ሳይሆን የአጽናፈ ሰማይን አመጣጥ ለመረዳት አንድ እርምጃ ይወስዳል።

መጽሃፍ ቅዱስ።

የትምህርት ቤት ተማሪዎች መመሪያ መጽሐፍ። 5-11 ክፍሎች. በ2004 ዓ.ም

ሲረል እና መቶድየስ የኮምፒውተር ኢንሳይክሎፔዲያ። በ2005 ዓ.ም

I.L. Rosenthal “የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እና የአጽናፈ ሰማይ አወቃቀር። በ1984 ዓ.ም

ገጽ 8

በተፈጥሮ ውስጥ አንድ አይደለም ፣ ግን አንዳንድ ጊዜ በርካታ የጋራ ተፅእኖ ዓይነቶች እና ንብረቶች በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች መካከል ይሰራሉ \u200b ለምሳሌ የሃድሮኒክ ዓይነት ኤሌሜንታሪ ቅንጣቶች አካል የሆነው ፕሮቶን በጠንካራ የጋራ ተጽእኖ ውስጥ ይሳተፋል እና በኤሌክትሮማግኔቲክ የጋራ ተጽእኖ ውስጥ በኤሌክትሪክ የተሞላ ቅንጣት ነው. በሌላ በኩል ፕሮቶን በኒውትሮን የመበስበስ ሂደት ውስጥ ማለትም በደካማ የጋራ ተጽእኖዎች ውስጥ ሊፈጠር ይችላል, ስለዚህም ከደካማ የጋራ ተጽእኖዎች ጋር የተያያዘ ነው. እና በመጨረሻም ፣ ፕሮቶን ፣ ከጅምላ ጋር እንደ ቁስ አካል ፣ በስበት ኃይል የጋራ ተጽዕኖዎች ውስጥ ይሳተፋል። እንደ ፕሮቶን ሳይሆን፣ በርካታ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች በሁሉም የጋራ ተጽእኖ ዓይነቶች ይሳተፋሉ፣ ግን በአንዳንድ ዓይነቶቻቸው ብቻ። ለምሳሌ, ኒውትሮን, ያልተከፈለ ቅንጣቢ በመሆኑ, በኤሌክትሮማግኔቲክ የጋራ ተጽእኖዎች ውስጥ አይሳተፍም, እና ኤሌክትሮን እና ሙ-ሜሶንስ በጠንካራ የጋራ ተጽእኖዎች ውስጥ አይሳተፉም. መሰረታዊ የጋራ ተጽእኖዎች ለቅንጣዎች መለወጥ ምክንያት ናቸው - ጥፋታቸው እና ትውልዳቸው. ለምሳሌ የኒውትሮን እና የፕሮቶን ግጭት ሁለት ኒውትሮን እና አንድ ፖዘቲቭ ፒሜሰን ያመነጫል።

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የመለወጥ ጊዜ የሚወሰነው እርስ በርስ በሚነካው ኃይል ላይ ነው. ከጠንካራ የጋራ ተጽእኖዎች ጋር የተያያዙ የኑክሌር ምላሾች ከ10-24 - 10-23 ሰከንዶች ውስጥ ይከሰታሉ. ይህ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣት ወደ ከፍተኛ-ኢነርጂ ቅንጣት የሚቀየርበት እና ከብርሃን ፍጥነት ጋር የሚቀራረብ ፍጥነት የሚይዝበት ጊዜ ሲሆን ከ10-13 ሴ.ሜ ቅደም ተከተል ልኬቶች በኤሌክትሮማግኔቲክ የጋራ ተጽዕኖዎች ምክንያት የሚመጡ ለውጦች በ10-21 - 10- ውስጥ ይከሰታሉ። 19 ሰከንድ, በለውጡ ደካማ የጋራ ተጽእኖዎች ምክንያት (ለምሳሌ, የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የመበስበስ ሂደት) - በ10-10 ሰከንዶች ውስጥ.

በአጉሊ መነጽር ውስጥ የሚከሰቱ የተለያዩ ለውጦች ጊዜ የጋራ ተጽእኖዎችን ስለመፍጠር ከምክንያታዊ እይታ አንጻር ሊቀርቡ ይችላሉ.

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የጋራ ተፅእኖ ኳንታ የሚገኘው ከእነዚህ ቅንጣቶች ጋር በሚዛመዱ አካላዊ መስኮች ነው። በዘመናዊው የኳንተም ቲዎሪ ውስጥ፣ አንድ መስክ በቁጥር የሚለወጡ ቅንጣቶች (የጾታ ኩንታ) ስርዓት እንደሆነ ተረድቷል። ሜዳው እና በአጠቃላይ የመስክ ኳንታ ከዝቅተኛው ሃይል ጋር ሲኖር ያለው ሁኔታ ቫክዩም ይባላል። የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ (ፎቶዎች) በቫኪዩም ውስጥ ያሉ ቅንጣቶች በአስደሳች ሁኔታ ውስጥ የሚገኙትን ሜካኒካል ንብረቶች ያጣሉ እና በኮርፐስኩላር ቁስ አካል ውስጥ የሚገኙትን (ለምሳሌ ፣ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ ሰውነት ግጭት አይሰማውም)።

ቫክዩም ቀላል ዓይነቶችን አልያዘም ፣ ሆኖም ፣ ይህ ቢሆንም ፣ በቃሉ እውነተኛ ስሜት ውስጥ ባዶነት አይደለም ፣ ስለሆነም የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ቫክዩም excitation quanta ውስጥ ይነሳል - የኤሌክትሮማግኔቲክ የጋራ ተጽዕኖን የሚገነዘቡ ፎቶኖች። በቫኩም ውስጥ, ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በተጨማሪ, የስበት መስክን ጨምሮ ሌሎች አካላዊ መስኮች አሉ, ይህም በግራቪተን በሚባሉት ሙከራዎች ውስጥ እስካሁን አልተገለጸም.

የኳንተም መስክ የኳንታ ስብስብ ነው እና በተፈጥሮው የተለየ ነው። ስለዚህ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የጋራ ተፅእኖ ፣የእነሱ የጋራ ለውጥ ፣የፎቶን ልቀት እና የፎቶን መሳብ በተፈጥሮ ውስጥ የተለየ እና የሚከሰተው በቁጥር ሁኔታ ውስጥ ብቻ ነው። በውጤቱም, የሚከተለው ጥያቄ የሚነሳው የሜዳው ቀጣይነት, ቀጣይነት, በትክክል በምን ላይ ነው? በሁለቱም የኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ እና የኳንተም መካኒኮች የመስክ ሁኔታ የሚገለፀው በማያሻማ ሁኔታ በሚታዩ እውነተኛ ክስተቶች ሳይሆን ከተገላቢጦሽ ጽንሰ-ሀሳብ ጋር በተገናኘ በሞገድ ተግባር ብቻ ነው። የዚህ ተግባር ሞጁል ካሬ ግምት ውስጥ ያሉትን አካላዊ ክስተቶች የመመልከት ችሎታ ያሳያል.

የኳንተም መስክ ንድፈ ሐሳብ ዋናው ችግር በተዛማጅ እኩልታዎች ውስጥ ያሉ የተለያዩ የንጥሎች የጋራ ተጽዕኖዎች መግለጫ ነው። ይህ ችግር እስካሁን መፍትሄውን ያገኘው በኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ ውስጥ ብቻ ሲሆን ይህም የኤሌክትሮኖች፣ ፖዚትሮን እና የፎቶኖች የጋራ ተጽእኖን ይገልጻል። የኳንተም መስክ ንድፈ ሃሳብ ለጠንካራ እና ደካማ የጋራ ተጽእኖዎች ገና አልተፈጠረም. በአሁኑ ጊዜ እነዚህ አይነት የጋራ ተጽእኖ ጥብቅ ዘዴዎችን በመጠቀም አልተገለጹም. ምንም እንኳን የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች በተዛማጅ ፊዚካል ንድፈ ሃሳብ ውስጥ ካልሆኑ ለመረዳት የማይቻል እንደሆነ ቢታወቅም, በእነዚህ ንድፈ ሐሳቦች መዋቅር የሚወሰነው የእነሱን መዋቅር ለመረዳት የማይቻል ነው. ስለዚህ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች አወቃቀሩ ችግር እስካሁን ሙሉ በሙሉ አልተፈታም.1 ዘመናዊ ፊዚክስ በአሁኑ ጊዜ "አንደኛ ደረጃ" ተብለው የሚታሰቡ ጥቃቅን ውስጣዊ መዋቅር ያላቸው ውስብስብ ቅንጣቶች መኖራቸውን ያረጋግጣል. ፕሮቶን እና ኒውትሮን በውስጣቸው በተከሰቱት ምናባዊ ሂደቶች ምክንያት ውስጣዊ ለውጦችን እንደሚያደርጉ ይታወቃል. የፕሮቶን አወቃቀሩን ለማጥናት በተደረጉ ሙከራዎች ምክንያት እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ የማይከፋፈል፣ በጣም ቀላል እና መዋቅር የሌለው ፕሮቶን በእውነቱ የተወሳሰበ ቅንጣት እንደሆነ ተወስኗል። በመሃል ላይ “ኮር” የሚባል ጥቅጥቅ ያለ ኮር አለ፣ እሱ በፖዘቲቭ ፒ ሜሶኖች የተከበበ ነው።

የ "አንደኛ ደረጃ" ቅንጣቶች አወቃቀር ውስብስብነት በ 1964 በአሜሪካዊው ሳይንቲስት ሄል-ማን እና በስዊድን ሳይንቲስት ዚዌይግ በተዘጋጀው የኳርክ መላምት ተረጋግጧል። በዚህ መላምት መሰረት፣ በጠንካራ የጋራ ተጽእኖዎች ተለይተው የሚታወቁ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች (hadrons: proton, neutron, hyperons) ከ quark ቅንጣቶች መፈጠር አለባቸው ክፍያቸው ከኤሌክትሮን ክፍያ አንድ ሶስተኛ ወይም ሁለት ሶስተኛው ጋር እኩል ነው። ስለዚህ, ጽንሰ-ሐሳቡ እንደሚያሳየው ቅንጣቶችን የሚፈጥሩ ምልክት የተደረገባቸው የኳርኮች የኤሌክትሪክ እና የባሪዮን ክፍያዎች እንደ ክፍልፋይ ቁጥር መገለጽ አለባቸው. በእርግጥም ኳርክስ የሚባሉት ቅንጣቶች እስካሁን አልተገኙም እና አሁን ባለው የሳይንስ እድገት ደረጃ የማይክሮ ዓለሙ ግምታዊ ነዋሪዎች ሆነው ይቆያሉ።

ስለዚህ, በአንድ በኩል, የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ልዩ መዋቅር እንዳላቸው ግልጽ ነው, በሌላ በኩል, የዚህ መዋቅር ባህሪ አሁንም ግልጽ አይደለም. ከላይ ካለው መረጃ መረዳት እንደሚቻለው የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጨርሶ አንደኛ ደረጃ አይደሉም, ውስጣዊ መዋቅር አላቸው እናም እርስ በእርሳቸው ሊከፋፈሉ እና ሊለወጡ ይችላሉ. ስለሁለቱም መዋቅሮች አሁንም የምናውቀው በጣም ጥቂት ነው። ስለዚህም ዛሬ፣ በብዙ እውነታዎች ላይ በመመስረት፣ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጉዳይ አዲስ ዓይነት፣ በጥራት ከተወሳሰቡ ቅንጣቶች (ኒውክሊየስ፣ አቶም፣ ሞለኪውል) የተለየ ነው ማለት እንችላለን። በተመሳሳይ ጊዜ, ይህ ልዩነት በጣም ትልቅ ከመሆኑ የተነሳ ኒውክሊየስ, አተሞች, ሞለኪውሎች, ማክሮስኮፒክ አካላት ("ቀላል" እና "ውስብስብ", "ውስጣዊ መዋቅር", "የተሰራ") ስናጠና የምንጠቀማቸው ምድቦች እና መግለጫዎች እንዲሁ ሊተገበሩ ይችላሉ. የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች. ጽንሰ-ሐሳቦች "ቀላል እና ውስብስብ", "አካል ክፍሎች", "መዋቅር", "ሙሉ" በአጠቃላይ, አንጻራዊ ጽንሰ-ሐሳቦች ናቸው. ለምሳሌ አቶም ውስብስብ መዋቅር ቢኖረውም አወቃቀሩም የኑክሌር እና የኤሌክትሮኒካዊ እርከኖችን ያቀፈ ቢሆንም፣ በውስጡ ካለው ሞለኪውል ጋር ሲነጻጸር ቀላል ነው።

በአሁኑ ጊዜ የሚታወቁት ሁሉም የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች እንደ አጠቃላይ ባህሪያቸው እና ከግንኙነት ጋር ባለው ግንኙነት በቡድን ሊከፋፈሉ ይችላሉ። በተፈጥሮ ውስጥ አራት የታወቁ ግንኙነቶች አሉ-ጠንካራ ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ ፣ ደካማ እና ስበት።

ጠንካራመስተጋብር ከሌሎች ግንኙነቶች ጋር ሲነፃፀር ከፍተኛ ጥንካሬ አለው. በፕሮቶኖች እና በኒውትሮን መካከል ያለውን ግንኙነት የሚወስነው በአተሞች ኒውክሊየስ (በምናባዊ ኤን-ሜሶን ልውውጥ) ሲሆን ይህም የእነዚህ ቅርጾች ልዩ ጥንካሬን ያረጋግጣል።

ኤሌክትሮማግኔቲክመስተጋብር አነስተኛ ኃይለኛ ሂደቶችን ያሳያል. የአቶሚክ ኤሌክትሮኖች ከኒውክሊየስ ጋር ያለውን ግንኙነት፣ በሞለኪውሎች ውስጥ ያሉት አቶሞች ግንኙነት፣ እንዲሁም የቁስ አካላት ከኤሌክትሮማግኔቲክ መስኮች ጋር ያለውን ግንኙነት ይወስናል።

ደካማመስተጋብር ከራሳቸው ቅንጣቶች ጋር የተያያዙ ሂደቶችን ይለያል, በተለይም (β-መበስበስ, እንዲሁም ከ μ, π, K-mesons እና hyperons መበስበስ ጋር. ደካማው መስተጋብር በተፈጥሮ ውስጥ ሁለንተናዊ ነው, ሁሉም ቅንጣቶች ይሳተፋሉ. የአብዛኞቹ ቅንጣቶች የህይወት ዘመን ከ10 -8 - 10 -10 ሴኮንድ ውስጥ ሲሆን የተለመደው የጠንካራ መስተጋብር ጊዜ 10 -23 -10 -24 ሴ. ደካማ መስተጋብር ብቻ የሚችል ፣ በንጥረ ነገር ርቀት ~ 10 14 ኪ.ሜ.

የስበት ኃይልመስተጋብር, በማክሮስኮፕ መገለጫዎች በጣም የሚታወቀው, በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ውስጥ በትንሹ የጅምላ መጠን ምክንያት እጅግ በጣም ቀላል ያልሆነ ውጤት ያስገኛል. ሆኖም, የመነጨው ቅንጣቶች ብዛት ስለሚጨምሩ 10 -33 ሴ.ሜ ትዕዛዝ በተከበረው 10 -33 ሴ.ሜ ትዕዛዝ ርቀቶች በሚሽሩት ርቀቶች ውስጥ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራሉ. እነዚህ ግንኙነቶች በሜጋ ዓለም ውስጥ የበላይ ሚና ይጫወታሉ።

የእነዚህን አራት መስተጋብሮች ከተዛማጅ መስተጋብር ቋሚዎች ካሬዎች ጋር በተያያዙ ልኬቶች አልባ መለኪያዎች ማነፃፀር ለጠንካራ ፣ ኤሌክትሮማግኔቲክ ፣ ደካማ እና ስበት የሚከተሉትን ሬሾዎች ይሰጣል 1:10 -3:10 -10:10 -38። በጥቅሉ ሲታይ, የተለያዩ ሂደቶች ጥንካሬ በኃይል ላይ በተለየ ሁኔታ ይወሰናል, ስለዚህ የንጥሎች መስተጋብር ኃይል እየጨመረ ሲሄድ, የተለያዩ ግንኙነቶች አንጻራዊ ሚና ይቀየራል.

በተወሰኑ የግንኙነቶች ዓይነቶች ውስጥ በሚኖራቸው ተሳትፎ ላይ በመመስረት, ሁሉም ቅንጣቶች, አስቀድመን እንደገለጽነው, በአራት ቡድኖች ሊከፋፈሉ ይችላሉ.

ቡድን I: e, μ, τ, ν e, ν μ, ν τ - ሌፕቶንስበደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ውስጥ መሳተፍ; II ቡድንጠንካራ መስተጋብር ባላቸው ቅንጣቶች (አሁን ከ 300 በላይ አሉ) ተጠርተዋል ሃድሮንስ(በደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶች ውስጥም ይሳተፋሉ).

የሃድሮንስ ጥናት በአወቃቀራቸው ውስጥ አንድ የሚያመሳስላቸው ነገር አለ ወደሚል መደምደሚያ አመራ። እ.ኤ.አ. በ 1964 ኤም ጄል ማን እና ጄ. ዚዌይግ መላምት የሁሉም ሀድሮን አወቃቀር በባህሪያቸው ውስጥ ያልተለመዱ ነገሮችን ያጠቃልላል ፣ መንቀጥቀጥ. ሦስት ዓይነት ኳርኮች እንዳሉ ይታሰብ ነበር u, d, s, ክሱ ክፍልፋይ e u = + 2/3, e d = e s = - 1/3 የኤሌክትሮን ክፍያ እና ብዙሃኑ m u = m d ~ 300 ናቸው. ሜቪ, m s ~ 450 ሜቮ. በመቀጠልም የንድፈ ሃሳቡ እድገት አመክንዮ እንደሚያስፈልገው የሃድሮን ደካማ መስተጋብርን ለመግለጽ (ደካማ መበስበስ) ሌላ አይነት ኳርኮችን ማስተዋወቅ አስፈላጊ ነበር, c-quarks የሚባሉት ከክፍያ ጋር e c = e u = + 2 / 3 ኤሌክትሮኖች ክፍያ. ይህ ኳርክ በአዲስ የኳንተም ቁጥር ቻም ተብሎ ይታወቃል።

እ.ኤ.አ. በኖቬምበር 1974 አዲስ የጄ/ψ ቅንጣት ያልተለመዱ ንብረቶች ተገኘ (ጅምላ 3.1 ጂቪ ፣ የፕሮቶን ብዛት ሦስት እጥፍ) ፣ የህይወት ጊዜ ~10 -20 ሰ ብዛት)። e ++ e - ወይም μ + + μ - ወደ ጥንድ ይከፈላል ። ብዙም ሳይቆይ ψ" (ጅምላ 3.7 GeV) የተባለ ቅንጣትም ተገኘ።

ሙከራዎች እንደሚያሳዩት ጄ / ψ, ψ" ቅንጣቶች የሜሶን ሙሉ ቤተሰብ ናቸው, ይህም በጥሩ ሁኔታ ከቻርሞኒየም ስፔክትረም ጋር ይዛመዳል ከተገመተው የ c-quark ክብደት (m c ≈1.6 GeV) ጋር የሚመጣጠን ነው. የ c-quark ሕልውና ማረጋገጫ አስፈላጊ ነው ሃድሮን በግልጽ “ውበት” ማግኘት ተችሏል ። አሁን ማራኪ ቅንጣቶች መወለድን የሚያመለክቱ ክስተቶች ተገኝተዋል ።

የፊዚክስ ሊቃውንት የ c-quark መኖር በሙከራ ተረጋግጧል ብለው ያምናሉ. ነገር ግን የ c-quarks መኖር በብርሃን ኳርክክስ - u, d,s ላይ የተመሰረተ በመሆኑ የቻርሜድ hadrons ግኝት የጠቅላላው የኳርክ መላምት እውነትን ለማረጋገጥ መሠረታዊ ጠቀሜታ አለው.

የንድፈ የፊዚክስ ሊቃውንት እያንዳንዱ ዓይነት ኳርኮች ከሦስቱ ግዛቶች በአንዱ መሆን አለባቸው ወደሚለው መደምደሚያ ደርሰዋል ፣ እነዚህም ብዙውን ጊዜ በሦስት ተለይተው ይታወቃሉ። አበቦች(ለምሳሌ ቢጫ, ሰማያዊ, ቀይ); የኳርኮች ጠንካራ መስተጋብር ቀለማቸው ከአዲስ መስክ ጋር ያለው መስተጋብር ነው ብለው ይጠቁማሉ። ግሉኒክ (ከእንግሊዘኛ ሙጫ - ሙጫ, ምክንያቱም ይህ መስክ በሃድሮን ውስጥ ያሉትን ኳርኮች "የሚለጠፍ" ስለሚመስል). የግሉዮን መስክ ኩንታ - gluons- በኤሌክትሮማግኔቲክ እና ደካማ ግንኙነቶች ውስጥ አይሳተፉ. እነሱ የኳርኩን ቀለም ሁኔታ መለወጥ ብቻ ሳይሆን እራሳቸውን ቀለም ይዘው ከ gluon መስክ ጋር ይገናኛሉ. ይህ ሁሉ ከኳንተም ኤሌክትሮዳይናሚክስ ጋር በማመሳሰል ለአዲሱ የፊዚክስ ክፍል - ኳንተም ክሮሞዳይናሚክስ እየተባለ የሚጠራውን ፈጠረ።

ኳርኮች እና ግሉኖች በነጻ ግዛት ውስጥ እንደማይታዩ አጽንኦት መስጠቱ አስፈላጊ ነው, ከሃድሮን "አይበሩም".

በነጻ ግዛት ውስጥ የኳርኮች መኖር መሰረታዊ የማይቻል መሆኑን የሚያረጋግጡ ልዩ ጥናቶች አሉ.

የፊዚክስ ሊቃውንት ለረጅም ጊዜ የደካማ መስተጋብር ፅንሰ-ሀሳብን ለመፍጠር ሲሞክሩ ቆይተዋል. እ.ኤ.አ. በ 1967 ኤስ ዌይንበርግ እና ኤ. ሳላም የእንደዚህ ዓይነቱን ንድፈ ሀሳብ ስሪት አቅርበዋል - በአጠቃላይ የሲሜትሪ መርሆዎች አጠቃቀም ላይ የተመሠረተ ሞዴል ገነቡ። ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ቀደም ሲል ያልታወቁ ቅንጣቶች መኖራቸውን ተንብዮ ነበር - ለሁለቱም ደካማ እና ኤሌክትሮማግኔቲክ ግንኙነቶችን ለማስተላለፍ ኃላፊነት ያላቸው ልዩ የቬክተር መስኮች ብዛት።

ከእነዚህ የ W ± ቅንጣቶች ውስጥ ሁለቱ ክፍያዎች ሊኖራቸው ይገባል እና በእውነቱ ሊታዩ ይችላሉ, ምክንያቱም በእነሱ አስተያየት, የተከሰሱ ሞገዶች የሚባሉት ደካማ መስተጋብር እንዲፈጠር ምክንያት የሆነው የተከፈለ W ± ሜሶኖች መለዋወጥ ነው. ስለ ሁለቱ ገለልተኛ ቅንጣቶች W°፣ B°-quanta የኒውትሮን መስኮች፣ የማንኛውም የመስመራዊ ውህደት ብዛት በአካል ሊታይ ይችላል፡

የት Θ W የዌይንበርግ አንግል ተብሎ የሚጠራው ነው.

ከነሱ ውህዶች አንዱ - መስክ ሀ ተብሎ የሚጠራው በኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ተለይቶ ይታወቃል ፣ እና ገለልተኛ የ Z ° ሜሶኖች መለዋወጥ አዲስ ዓይነት ደካማ መስተጋብር ይፈጥራል - የሚባሉት ገለልተኛ ሞገዶችበ 1973 የተገኙት የዊንበርግ-ሳላም ሞዴል አንጻራዊ እውነት የመጀመሪያው ማረጋገጫ ሆኑ. በአሁኑ ጊዜ W ± እና Z° ቅንጣቶች ክፍት ናቸው።

በተጨማሪም ለአዳዲስ ሌፕቶኖች ግኝት ትኩረት መስጠት ያስፈልጋል. ይህ በጣም ያልተለመደ ክስተት ነው። ኤሌክትሮን (ሠ) በ1897፣ ሙኦን (μ) በ1936-1938 መገኘታቸውን ማስታወስ በቂ ነው። በ1975-1976 ዓ.ም τ ± መኖርን የሚደግፍ ማስረጃ ታየ፣ 1.8 ጂቪ (2 ሚስተር) ክብደት ያለው ከባድ ሌፕቶን። τ lepton ን ማጥናት ለሶስት የኳርክ ግዛቶች ድጋፍ የሚሆን ሌላ ክርክር ያቀርባል። እንዲሁም አዲስ ሌፕቶን (v τ - አዲስ ኒውትሪኖ) እንዳለ ተጠቁሟል፣ τ-lepton አዲስ የሌፕቶን ኳንተም ቁጥር አለው ፣ እሱም ይባላል። sequaleptone(ከእንግሊዘኛ ቅደም ተከተል - ተከታታይ).

ተጨማሪ ምርምር ሲምሜትሪ ወደነበረበት ለመመለስ የኳርኮችን ቁጥር መጨመር አስፈላጊ ነው የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል. አራቱ የማይክሮ ዓለሙን ነገሮች ለመግለጽ በቂ አልነበሩም፤ ሁለት ተጨማሪ ኳርኮችን ማስተዋወቅ አስፈላጊ ነበር። እውነታው ግን በግንቦት - ሰኔ 1977 የ L. Lederman ቡድን ጠቃሚ ውጤቶችን ማለትም በ ~ 10 GeV ብዛት ያለው አዲስ የከባድ ቅንጣቶች ቤተሰብ መገኘቱ ነው ።

የእነዚህ ቅንጣቶች ግኝት (γ-meson ተብለው ይጠሩ ነበር) የበለጠ ክብደት ያለው “b” quark መኖር አስፈላጊነትን አስከትሏል ውጤታማ የጅምላ m b ~ 5 GeV በአዲስ የኳንተም ቁጥር ፣ “ውበት” ይባላል።

አዲሱ γ ሜሶኖች የተደበቀ ውበት ያላቸው ቅንጣቶች ናቸው። ስለዚህ የሃድሮን እና የሌፕቶን ጥናት ሳይንስን ስለ አዳዲስ ነገሮች፣ መጠናዊ እና የጥራት ባህሪያቶቻቸው እና ግንኙነቶቻቸው እውቀትን አበለጽጎታል። ይህ ሁሉ የሚያመለክተው በማይክሮ-ነገሮች የማይታለፉ ንብረቶች ጥናት ውስጥ አዲስ ዘመን መምጣቱን ነው ፣ እሱም ከተለያዩ መስኮች ጋር ፣ የቁሳዊው ዓለም ክፍልፋይ ነው።

አሁን የተዋሃደ የመስተጋብር ንድፈ ሐሳብ የመፍጠር ተስፋ አለ። በአንድ ወቅት ኤ.አይንስታይን እንዲህ ዓይነቱን የመስክ ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር ሞክሯል. W. Heisenberg የ "primordial matter" ንድፈ ሃሳብ አንድ ወጥ የሆነ (ስፒነር ተብሎ የሚጠራውን) ለመገንባት ብዙ ጥረት አድርጓል። አሁን ደግሞ ታላቁ ውህደት ተብሎ የሚጠራው የተዋሃደ የመስተጋብር ንድፈ ሃሳብ ሌላ ስሪት ሲወጣ አይተናል።

ቀድሞውኑ የተዋሃደ ኤሌክትሮዊክ መስተጋብር መፍጠር ተችሏል, እና ጠንካራ እና ኤሌክትሮዳካክ ግንኙነቶችን በማጣመር አበረታች ውጤቶች ተገኝተዋል; ከዚህም በላይ ጠንካራ እና ደካማ መስተጋብሮች እራሳቸው መገለጫው ናቸው. ከውህደቱ ውጭ፣ የስበት መስተጋብር አሁንም ይቀራል፣ ነገር ግን እሱን (ሱፐርሲሜትሪ) በተዋሃደ የግንኙነት ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ የማካተት አቀራረቦች አሉ።

የአንደኛ ደረጃ የፊዚክስ ዘመናዊ እድገት የታወቁ ቅንጣቶች (ሌፕቶኖች ፣ ሀድሮን ፣ ኳርክክስ ፣ ግሉሎን ፣ ፎቶን) የማይክሮ ዓለሙን ሂደት ልዩ ሁኔታ እንደሚወስኑ ለማሳየት አስችሏል። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, ይህ ዝርዝር በጣም የራቀ ነው, ልክ እንደ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጽንሰ-ሐሳብ.

እንደተገለፀው፣ የአንደኛ ደረጃ ፊዚክስ ብዙ የተጨባጭ ቁስ አካል አለው፣ እና ንድፈ ሃሳቡ አስቀድሞ ለትልቅ ክፍል ምክንያታዊ ማብራሪያ ይሰጣል። ነገር ግን፣ አሁንም ከሙከራ ጀርባ ጉልህ የሆነ እና የአንዳንድ መርሆች እና ፅንሰ-ሀሳቦች በውስጥ የተዘጋ ስርዓት አይደለም፣ ምንም እንኳን የፅንሰ-ሃሳቡ አፓርተማው የበለጠ አቅም ያለው እና ቀደም ሲል ከነበሩት ንድፈ ሐሳቦች መሳሪያ የሚለይ ቢሆንም።

አሁን ሁሉንም ቅንጣቶች እና መስኮች የሚሸፍን አንድ ወጥ ንድፈ ሐሳብ ለመገንባት አንዳንድ ሙከራዎችን ወደ ኋላ መለስ ብለን እንመልከት። እዚህ ሁለት ዋና አዝማሚያዎች አሉ, በመጨረሻም እርስ በርስ የተያያዙ. የመጀመርያው የመነጨው ከሉዊስ ደ ብሮግሊ ሀሳብ ነው ፣ እሱም የአከርካሪው አይነት በጣም ቀላል የሆነውን የሞገድ ተግባር መሠረት በማድረግ ፣ አነስተኛ የማይጠፋ አንግል ሞገድ ያለው ቅንጣትን የሚገልጽ ፣ ማለትም ስፒን S = 1/2 (በክፍልፋዮች) ሸ / 2π) ከዚያም, እነዚህን ማዕበል ተግባራት በማጣመር (በመጨረሻ ማባዛት), አንዳንድ ተጨማሪ ሁኔታዎች ስር እኛ ተመሳሳይ "ውህደት" በኩል ሁሉንም ሌሎች በተቻለ ሞገድ ቅንጣቶች የሚሾር 0.1; 3/2; 2... ሁለት የማዕዘን ሞመንተም + 1/2 እና - 1/2 በማጣመር 0 እናገኛለን፣ ሁለት ማዕዘን ሞመንተም + 1/2 እና + 1/2 በማጣመር 1 እናገኛለን (እሽክርክሮቹ + 1/2 ብቻ ሊሆኑ ስለሚችሉ) ተኮር ትይዩ ወይም አንቲፓራሌል)። የመዋሃድ ዘዴን በመጠቀም የአከርካሪ ቅንጣቶችን ("fermions") የሚገልጹ ሁለት የዲራክ እኩልታዎችን በማጣመር ክላይን-ጎርደን እና ፕሮክ እኩልታዎችን ለማግኘት እና ልዩ በሆነ የመጥፋት እረፍት - የኤሌክትሮዳይናሚክስ ማክስዌል እኩልታዎች። በዚህ መንገድ, በመርህ ደረጃ ከኒውትሪኖ-አንቲኔዩሪኖ ጥንዶች ፎቶኖች መገንባት ይቻላል. በሉዊ ደ ብሮግሊ የኒውትሪኖ የብርሃን ንድፈ ሃሳብ ሃሳቦች በክሮኒግ፣ ጆርዳን እና ኤ.ሶኮሎቭ ተዘጋጅተዋል።

የማዋሃድ ዘዴው ደካማ ነጥብ እራሱን መቀላቀልን የሚወስኑ ኃይሎች አለመኖር ነው. ለምሳሌ ኒውትሪኖስ ወደ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ኳንታነት የሚቀየርበት ምክንያት ምን እንደሆነ እስካሁን አልታወቀም። በW. Heisenberg የተሰኘው የመስመር ላይ ያልሆነ የተዋሃደ ስፒኖር ኦፍ ቁስ ቲዎሪ ይህንን ጥያቄ ለመመለስ ሞክሯል። የዚህ ጽንሰ ሐሳብ ስም በግልጽ የሚያሳዝን ነው. ውይይቱ አንድ ወጥ የሆነ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችና መስኮችን ንድፈ ሐሳብ ለመፍጠር እንጂ ስለ ቁስ ንድፈ ሐሳብ አይደለም፣ ምክንያቱም የቁስ ንድፈ ሐሳብ እንደ ተጨባጭ እውነታ ከግንዛቤ ርእሰ-ጉዳይ ውጭ ያለው ብቸኛው ዲያሌክቲካል ማቴሪያሊዝም ነው። እንደ አዲሱ ንድፈ ሐሳብ መሠረት አንዳንድ የተዋሃደ የአከርካሪ መስክ ከወሰድን ከራሱ ጋር ብቻ መስተጋብር መፍጠር ይችላል። ይህ በዲራክ እኩልታዎች (በመጀመሪያ በዲ ኢቫኔንኮ በ 1938 አስተዋወቀ) እና በ W. Heisenberg (193, 441-485; 34) በበለጠ ዝርዝር ውስጥ የተመለከቱት, በዲራክ እኩልታዎች ውስጥ (በመጀመሪያ በ D. Ivanenko) ወደተባሉት ቃላት ይመራል.

ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ለቅንጣት ስብስቦች እና ተያያዥ ቋሚዎች ትክክለኛ እሴቶችን አይሰጥም, ነገር ግን ምንም እንኳን ድክመቶች ባይኖሩም ትኩረት ሊሰጣቸው ከሚገቡ ሙከራዎች ውስጥ አንዱ ነው. ይህ በኛ ፕሬስ በሚታተሙ ግለሰባዊ መጣጥፎች ላይ እንደታየው ከመጠን በላይ ሊገመት የማይገባ የምርምር ፕሮግራም ብቻ ነው።

ከበርካታ አመታት በፊት የሃይዘንበርግ እሽክርክሪት ንድፈ ሀሳብ የሂሳብ አተረጓጎም ስህተት መገለጡ እና በሃይሰንበርግ የተዋወቀው ያልተወሰነ ሜትሪክ ማይክሮኮሎጂን ወደ መጣስ እንደሚመራ መታወስ አለበት። አንድ ጥሩ ምክንያት ሄይሰንበርግ የተዋሃደ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ፅንሰ-ሀሳብ ለመፍጠር ያደረገው ሙከራ እስካሁን አልተሳካም ብሎ ማመን ይችላል ፣ ግን የመረጠው የምርምር አቅጣጫ ቅናሽ ሊደረግበት አይገባም ። በቅርብ ዓመታት ውስጥ ፣ ወደ ደብልዩ ሀሳቦች ልዩ ተመልሰዋል ። ሃይዘንበርግ.

እ.ኤ.አ. በ 1958 በዩኤስኤ ፣ ፓውሊ የሄይሰንበርግ ፅንሰ-ሀሳብ ሲዘግብ ፣ በውይይቱ ላይ የተገኘው ኤን ቦህር “ለአዲስ ፅንሰ-ሀሳብ የሄይዘንበርግ ንድፈ ሀሳብ በቂ እብድ አይደለም” (እብድ) (23, 20) አስተያየቱን ሰጥቷል። N. Bohr ማለት በዚህ ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ ያልተለመደ እና ያልተለመደ ሀሳብ አለመኖር ማለት ነው። በእኛ አስተያየት, የፊዚክስ ሊቃውንት እንደዚህ አይነት ሀሳብ ገና የላቸውም. የአካዳሚክ ሊቅ I. Tamm በኤሌሜንታሪ ቅንጣቶች ንድፈ ሃሳብ እድገት ውስጥ በጣም ተስፋ ሰጭውን አቅጣጫ በጥቃቅን-ትንንሽ ሚዛኖች ላይ በተተገበረው መሰረት የቦታ-ጊዜ ፅንሰ-ሀሳቦቻችንን በጥልቀት ለመከለስ ሙከራዎች አድርጎ ወስዷል። ተራ የቦታ እና የጊዜ ፅንሰ ሀሳቦች ለኑክሌር ሚዛኖች ተፈጻሚነት ስለሌላቸው የአካዳሚክ ሊቅ ኤል ቲ ማንደልስታም የሰጡትን መግለጫ እንዲሁም የ X. Snyder (1947) ስራን በመጥቀስ ቦታን እና ጊዜን ለመለካት የሚያስችል ዘዴን ያቀረበ ሲሆን ይህም ወደ ቦታ የተለየ ነው ብሎ መደምደም። ስናይደር በ quantized ቦታ ማለትም እርስ በርስ የማይጓጓዙ መጋጠሚያዎች ቦታ, የተለየ እና በተመሳሳይ ጊዜ isotropic መሆኑን አሳይቷል. ሆኖም የስናይደር ሃሳቦች ከጎልፍላንድ እና ካዲሼቭስኪ ስራዎች በስተቀር ምንም ተጨማሪ እድገት አላገኙም።

V.G. Kadyshevsky (50. 1961. 136. (1)) በቦታ-ጊዜ ጂኦሜትሪ ለውጦች ላይ በመመርኮዝ ሁለንተናዊ ርዝመት "l" ወደ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ጽንሰ-ሀሳብ ለማስተዋወቅ ሐሳብ አቀረበ. አዲሱ ጂኦሜትሪ የሚከተሉትን ሁኔታዎች ማሟላት እንዳለበት ያምን ነበር.

ሀ) ቅጽ S 2 = X 2 0 - X 2 2 ለማስተባበር ትራንስፎርሜሽን የማይለዋወጥ ነው, እና እንቅስቃሴዎች ቡድን Lorentz ቡድን ይልቅ 4-ቦታ isotropy ዝቅተኛ ደረጃ ይፈቅዳል;

ለ) የጊዜ ክፍተት አለመመጣጠን እና ሁለንተናዊ ርዝማኔ መኖሩ እኩልነት አለመጠበቅ ምክንያቶች ይሆናሉ;

ሐ) S 2 የማይለዋወጥ የሆነ ንዑስ ቡድን መኖር አለበት ፣ ስለሆነም የ 4-ቦታ ትላልቅ ክልሎች - ከአንደኛ ደረጃ ርዝመት "l" ጋር ሲነፃፀር ትልቅ - ሊገለጽ ይችላል ። ደራሲው ርዝመቱን "l" ከዋጋው C ጋር ያገናኛል - ደካማ መስተጋብር ሁለንተናዊ ቋሚ. ማባዣዎቹን ከመረጡ በኋላ " ሸ" እና "C" ለ "l" እሴቱን 7 * 10 -17 ሴ.ሜ ይከተላል. ይህ እና የተከተለው ስራ በጣም አስደሳች ነው, ግን እስካሁን ድረስ የዚህ ጽንሰ-ሐሳብ እድሎች ግልጽ አይደሉም.

እ.ኤ.አ. በ 1959 ካናዳዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤች ኮይሽ እና የሶቪየት የፊዚክስ ሊቅ I.S. Shapiro በምርምርዎቻቸው ውስጥ የተወሰኑ ንጥረ ነገሮችን ያቀፈ ልዩ ቦታን በመቁጠር ከሙከራ መረጃ ጋር በርካታ መደምደሚያዎችን ጥሩ ስምምነት አሳይተዋል ። ይህ ደግሞ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ስልታዊ አሰራር ወደ አዲስ አጠቃላይ አካላዊ ንድፈ ሃሳብ እንድንፈጥር ከሚያቀርብን አንዱ የመፈለጊያ መንገድ ነው። ሆኖም፣ I.S. Shapiro፣ በ1962 በአንደኛ ደረጃ የፊዚክስ ፊዚክስ የፍልስፍና ችግሮች ስብሰባ ላይ ሲናገር፣ ሥራውን እንደ መጀመሪያ ደረጃ ገምግሟል፣ ከልምድ ጋር ንጽጽርን የሚፈቅድ ንድፈ ሐሳብ ከመፍጠሩ በጣም ይርቃል። የዚህ ችግር ፍልስፍናዊ ትንታኔ በ R. A. Aronov (31.1957.3) ተሰጥቷል.

በፊዚክስ ውስጥ, ስለ ስፔክትራል ውክልናዎች እና የተበታተኑ ግንኙነቶች ስለሚባሉት ጥያቄዎች ግምት ውስጥ ገብተዋል. በርካታ የፊዚክስ ሊቃውንት እንደሚሉት ከሆነ ይህ በእድገቱ ውስጥ አዲስ ደረጃ ነበር ፣ ምክንያቱም የአካላዊ መጠኖች የትንታኔ ባህሪዎች (ለምሳሌ ፣ መበተን ስፋት) ከእውነተኛ እሴቶች ወደ ውስብስብ ክልል ሲራዘም። የተወሳሰቡ ተለዋዋጭ ተግባራት ጽንሰ-ሐሳብ በእነዚህ መጠኖች ላይ መተግበሩ እጅግ በጣም ጠቃሚ ውጤቶችን አስገኝቷል. ማንደልስታም (99) የኃይል ብቻ ሳይሆን የፍጥነት ውስብስብ እሴቶችን ከግምት ውስጥ በማስገባት ድርብ ስርጭት ግንኙነቶችን አስተዋውቋል። ሬጌ የኤስ-ማትሪክስ ፎርማሊዝምን እና ግንኙነቶችን ወደ ውስብስብ የማዕዘን ፍጥነት እሴቶች ለማጠቃለል ሀሳብ አቅርቧል። በ "መዝገብ ቤት" አተገባበር ምክንያት በተለያዩ የተበታተኑ ሂደቶች ፕሮባቢሊቲስ ስፋት መካከል ያሉ ግንኙነቶች ተወስነዋል-ππ, πN, NN, ወዘተ በከፍተኛ ኃይል. ነገር ግን፣ የ"መዝጋቢዎችን" የይገባኛል ጥያቄ በሃሳባቸው አጠቃላይነት የሚገድበው (በከፍተኛ ኢነርጂ ፊዚክስ መስክ) መረጃ አለ።

የአካዳሚክ ሊቅ I. ታም የስርጭት ጽንሰ-ሀሳብን በተወሰነ ደረጃ እንደ ክስተት ይቆጥረዋል ፣ ምክንያቱም ወደ አንደኛ ደረጃ አካላዊ ክስተቶች አሠራር ውስጥ ሳይገባ ፣ ከሙከራ መረጃው ውስጥ የተካተቱትን የቁጥር እሴቶችን ከሙከራ መረጃ ያወጣል እና ከዚያ በትክክል ይተነብያል። እነዚህ መመዘኛዎች ከተወሰኑት ይልቅ እጅግ በጣም ሰፊ የሆኑ ሙከራዎች ውጤቶች. በዚህ መጽሐፍ በሁለተኛው እትም (ገጽ 194) ምንም እንኳን በመጀመሪያ እይታ የንድፈ ሃሳብ እና የተግባር አንድነት ቢኖርም ፅንሰ-ሀሳቡ እራሱ የመድሃኒት ማዘዣ ባህሪ ያለው ይመስላል። ከ I. Tamm መደምደሚያ ጋር ተስማምተናል "የተበታተነ ጽንሰ-ሐሳብ (የአሁኑ እና የወደፊት) ስኬቶች በተወሰኑ አጠቃላይ መርሆዎች እና መለጠፍ ላይ የተመሰረተ አዲስ አካላዊ ንድፈ ሐሳብ የመፍጠር ዋና ችግርን በፍጹም አይፈቱም" (23, 21) . በፊዚክስ ውስጥ የተከሰቱት ቀጣይ እድገቶች እነዚህን ግምቶች አረጋግጠዋል. የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ንድፈ ሐሳብ ለመገንባት ሌሎች ብዙ ሙከራዎች ተደርገዋል። አንዳንዶቹን በአጭሩ እንመልከት።

ፌርሚ እና ያንግ ኤን-ሜሶን ከኒውክሊዮን እና አንቲኑክሊዮን እንደተፈጠረ አድርገው እንዲመለከቱት ሀሳብ አቅርበዋል ፣በእጅግ በጣም አጭር ርቀት ላይ በሚሰሩ አንዳንድ አሁንም ያልታወቁ ሃይሎች እገዛ። ግዙፍ የማሰር ሃይል የሁለቱንም ኑክሊዮኖች ብዛት ከሞላ ጎደል “ይበላል”፣ የፒዮንን ብዛት ብቻ ይቀራል። ንድፈ ሃሳቡን በ p, π, λ እና በሦስት ተጓዳኝ ፀረ-ፓርቲሎች ላይ የተመሰረተው የ S. Sakata ሀሳብ ፍላጎትን ቀስቅሷል. ከዚያም እነዚህን መሰረታዊ ቅንጣቶች በማጣመር ሁሉንም ፒዮኖች, K-mesons እና hyperons ማግኘት ይችላሉ. ኤስ ሳካታ “ይህ ሞዴል ለጠንካራ መስተጋብር አወቃቀር “ጉልህ” መሠረት ብቻ ሳይሆን የተቀነባበሩ ቅንጣቶችን ብዛት ለማብራራት እና ሕልውናውን ስለሚተነብይ ትኩረትን ስቧል ሲል ጽፏል። በዚያን ጊዜ የተገኙት አስተጋባ ቅንጣቶች” (74፣168)። ይሁን እንጂ የማጣበቂያ ኃይሎች ምንነት ግልጽ አልሆነም. እንደ ቻርጅ, ኢሶስፒን, እንግዳነት (በλ-hyperon የተወከለው) እንደነዚህ ያሉ መሠረታዊ ንብረቶች መኖራቸውን ለማረጋገጥ ቢያንስ ሦስት መሠረታዊ ቅንጣቶች ያስፈልጋሉ. ግልጽ ነው, እንደገና, መሠረቱ "የሚሽከረከር" spinor ቅንጣቶች, fermions ላይ መሆን አለበት, ምክንያቱም "ማሽከርከር" በሌለበት ከ የትም ማግኘት ነበር. በ19ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ የሞከሩትን የሄልምሆልትዝ እና የኬልቪን ንድፈ ሃሳብ መነቃቃት እዚህ ላይ እናያለን። ቁስ አካልን ከመላምታዊ ኢቴሪያል አዙሪት ይገንቡ።

“የተቀናበረ” ሞዴልን በሚገነቡበት ጊዜ ሳካታ ከሚከተለው የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እይታ ቀጠለ፡- “... አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ማለቂያ ከሌላቸው የቁሱ አወቃቀር ደረጃዎች መካከል እንደ አንዱ አድርጌ እቆጥራለሁ፣ በጥራት አንዳቸው ከሌላው የተለዩ እና ተፈጥሮን በጋራ ይፈጥራሉ። የኔ እይታ በቁሳቁስ ዲያሌክቲክስ ድንጋጌዎች ላይ የተመሰረተ ነው... እስከ ዛሬ የተገኙት ሰላሳ-ያልሆኑት የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች አንድ ወይም ብዙ የተለያዩ የቁስ አወቃቀር ደረጃዎች መሆናቸውን ማረጋገጥ በመጀመሪያ አስፈላጊ ነው” (31) 1962. 6, 134). ሳካታ እና ተባባሪዎቹ በእቅዳቸው ውስጥ ሌፕቶኖችን ለማካተት ሞክረዋል። መሰረቱ በሊፕቶኖች e -, v, μ እና አንዳንድ "ባሪዮን" መስክ B (ቢ-ቁስ ተብሎ የሚጠራው) ይወሰዳል. ከሊፕቶኖች አንዱን ከቢ መስክ ጋር በማጣመር መሰረታዊ ቅንጣቶችን ያገኛሉ. ስለዚህ, በማርሻክ - ጋምባ - ኦኩባ (203) በባሪዮን (р, π, λ እና leptons v, e -, μ -) መካከል ያለው ተመሳሳይነት እውን ሆኗል. ተመሳሳዩ ሲሜትሪ በንፁህ ያልሆነው የእሽክርክሪት ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ ይገኛል ።

ማርሻክ ስለ ሲሜትሪ ሃሳቦቹን “ኪየቭ ሲምሜትሪ” ሲል ጠርቶታል፣ በ1959 የበጋ ወቅት በኪየቭ ከፍተኛ ኢነርጂ ፊዚክስ ኮንፈረንስ ላይ በተካሄደው ሲምፖዚየሞች ላይ ስለ ተወለዱ እኛ እየተነጋገርን ያለነው (ቀደም ሲል እንደገለጽነው) በሦስት እጥፍ መካከል ስላለው አንዳንድ ተመሳሳይነት ነው። baryons (p, π, λ) እና lepton (v, e -, μ -). የአራቱ-ፌርሚዮን መስተጋብር ማንኛውም ቃል፣ የእነዚህ ቅንጣቶች ኦፕሬተሮች ተሳትፎ፣ λ በ μ -፣ π በ e -፣ p with v በመተካት ከመጀመሪያው ከተገኘው ተመሳሳይ ቃል ጋር ሊነፃፀር ይችላል። ከዚያም አንድ ሂደት ከመተካቱ በፊት ከተፈቀደ / ከተከለከለ, ከባሪዮን / ሌፕቶን ትሪድ ውስጥ አንድ ቅንጣትን ከላፕቶኒክ / ባሪዮን ትሪድ በ "symmettrofactor" ከተተካ በኋላ የተከለከለ / የተከለከለ ነው. ማርሻክ ሁሉንም የሙከራ መረጃዎች በጥንቃቄ እንደመረመረ እና ከተጠቀሰው "ሲምሜትሪ" ጋር የሚቃረን አንድ ነጠላ ጉዳይ እንዳላገኘ ይጠቁማል, ነገር ግን የዚህ ሲሜትሪ ባህሪ ግልጽ አይደለም. አሁን የኳርክ ሞዴል ቀድሞውኑ ተፈጥሯል ፣ የኪየቭ ሲምሜትሪ የአራት ኳርኮች ደብዳቤ - u ፣ c ፣ d ፣ s እስከ አራት ሌፕቶኖች - v e ፣ v μ ፣ e ፣ μ ፣ ግን ተፈጥሮን መተርጎም ተችሏል ። ይህ ሲሜትሪ አሁንም በደንብ አልታወቀም።

አንድ ወጥ የሆነ የቁስ እና የመስክ ንድፈ ሃሳብ ለመፍጠር የተደረገው ማንኛውም፣ በጣም የተሳካ ሙከራ እንኳን ጊዜያዊ፣ ጊዜያዊ እንደሚሆን እናውቃለን። ተጨማሪ የንድፈ-ሀሳብ እና የሙከራ ወደ ማይክሮኮስም ጥልቀት ውስጥ ዘልቆ መግባት እና በህዋ ላይ ያሉ ክስተቶች ከጊዜ ወደ ጊዜ ሰፋ ያሉ ጥናቶች፣ የትኛውንም ነጠላ ምስል የሚረብሽ ከሆነ ወደ ግለሰባዊ አካላት መበታተን ያስከትላል፣ እንደገና የመዋሃድ አዝማሚያዎች በከፍተኛ ደረጃ እስኪነሱ ድረስ።

የተለያዩ ፅንሰ-ሀሳቦች መግቢያ የንጥሎች ትክክለኛ ባህሪያትን (isotopic spin, strangeness, baryon ቻርጅ, ወዘተ) የሚያንፀባርቁ ወደ ትክክለኛው የንጥሎች ምደባ አቅርበናል. በማይክሮ ፓርታሎች ምደባ ውስጥ ትልቅ ሚና የሳይሜትሪ መርህ ነው። የእያንዳንዱ ክፍል የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች (ፎቶኖች ፣ ሌፕቶኖች ፣ ሜሶኖች ፣ ሃይፖሮኖች) ለእነሱ የተለመዱ የተወሰኑ የሲሜትሪ ባህሪዎች እንዳሏቸው በቀላሉ መገንዘብ ቀላል ነው ፣ ግን ይህንን ጉዳይ በበለጠ ዝርዝር መግለጫው ውስጥ እንመለከታለን ።

ጄ.ቹ፣ ኤም. ጄል-ማን እና አይ ኒማን (21፣ 5E) በጠንካራ መስተጋብር የሚገናኙ የቁስ አካላት አዲስ ምደባ ሐሳብ አቅርበዋል፣ በዚህ ጊዜ የንጥረ ነገሮችን ወደ አንደኛ ደረጃ እና ውስብስብ (ውህድ) መከፋፈል ትርጉሙን ያጣ። እነዚህ ደራሲዎች በቡድን የተዋሃዱ ቅንጣቶችን (ሱፐርሙልቲፕሌትስ) እንዲመለከቱ ሐሳብ አቅርበዋል ስለዚህም በእያንዳንዱ ቡድን ውስጥ የተለያየ የእረፍት መጠን ያላቸው ቅንጣቶች እንደ አንድ ስርዓት የተለያዩ አስደሳች ሁኔታዎች ተደርገው ሊወሰዱ ይችላሉ. በዚህ እቅድ ውስጥ ያለው የጅምላ ቅንጣቶች ከአቶም የኃይል ሁኔታዎች ስፔክትረም ጋር የቅርብ ተመሳሳይነት አለው። እያንዳንዱ ቅንጣቶች እንደ ቀላል እና እንደ ውስብስብ እኩል ምክንያቶች ሊቆጠሩ ይችላሉ. የጅምላ ስፔክትረምን ለማግኘት ሁለት ዘዴዎች ቀርበዋል-ከመካከላቸው አንዱ በሲሜትሪ እና በቡድን ንድፈ-ሀሳብ ባህሪያት ላይ የተመሰረተ ነው, ሌላኛው ደግሞ የ Regge trajectories በሚባሉት አጠቃቀም ላይ የተመሰረተ ነው, ማለትም የአንድን ቅንጣቶች ብዛት ከውስጣዊው ጋር የሚያገናኙ ኩርባዎች ናቸው. በእያንዳንዱ ቡድን ውስጥ angular momentum (ስፒን).

ብዙ የፊዚክስ ሊቃውንት በአሁኑ ጊዜ የጌል-ማን ኦክቴት እቅድ በጣም ስኬታማ እንደሆነ ያምናሉ. በመርህ ላይ የተመሰረተ ነው ኤስ.ዩ.(3) ሲሜትሪ። ስምንቱ የሚታወቁት ባርዮኖች ከከፍተኛ ሲምሜትሪ ጋር የሚዛመድ እጅግ በጣም ብዙ ተደርገው ይወሰዳሉ። ይህ ሲሜትሪ ተሰብሯል፣ እና ሱፐርሙልቲፕሌት ወደ isotopic spin multiplets ይከፈላል። ጠንካራ መስተጋብር ቅንጣቶች ስምንት ክፍሎች ያለው "unitary spine" ቦታ ላይ ተገልጿል: የመጀመሪያዎቹ ሦስቱ isospin ክፍሎች ናቸው, በሚቀጥሉት አራቱ እንግዳ-ማስተካከያ ከዋኞች, እና የመጨረሻው hypercharge ጋር ተመጣጣኝ ነው. ከፍ ያለ ሲሜትሪ ("አሃዳዊ") ሲሰበር, isospin እና hypercharge ተጠብቀው, እና እንግዳ ጋር የሚዛመዱ አሀዳዊ ፈተለ ክፍሎች; በዚህ ምክንያት ሱፐርሙልቲፕሌት ወደ isotopic spin multiplets ይከፈላል. ስለዚህ የጄል-ማን ጽንሰ-ሐሳብ በተወሰነ ደረጃ በአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዓለም ውስጥ ያለውን የጠለቀ ዲያሌክቲካዊ የሲሜትሪ እና የአሲሜትሪ አንድነት ግምት ውስጥ ያስገባል. ይህ ፅንሰ-ሀሳብ በጠንካራ መስተጋብር የሚገናኙ ቅንጣቶችን በተስማማ እቅድ መሰረት አንድ እንዲያደርግ እና በተመሳሳይ ጊዜ ልዩነታቸውን እንዲያንፀባርቅ የፈቀደው ይህ ነው (የባህሪዎች asymmetry)። የGell-Mann octet እቅድ የሲሜትሪ መርህ ያለውን ግዙፍ የሂሪስቲክ ሃይል በድጋሚ ያሳያል። በ "ስምንት እጥፍ መንገድ" መላምት ማዕቀፍ ውስጥ, በሲሜትሪ እና የጥበቃ ህጎች ፅንሰ-ሀሳቦች ላይ በመመስረት, በዩኤስኤ ውስጥ በብሩክሆቨን አፋጣኝ (214) የተገኘ የ Ω-hyperon መኖር ተንብዮ ነበር. በአንድ ወቅት፣ በንድፈ ሀሳቡ ውስጥ የአሃዳዊ ሲምሜትሪ ንብረትን ከግምት ውስጥ በማስገባት የተገኙ ስኬቶች የሙከራ ጥናቶች በንድፈ-ሀሳቡ (± 1/) በተተነበየ ክፍልፋይ የኤሌክትሪክ ክፍያ ሌሎች ቅንጣቶችን እንዲያገኙ ተስፋ እንደሚያደርጉን ጽፈናል ። 3 እና ± 2/3 የኤሌክትሮን ክፍያ) ፣ ኳርክስ የሚባሉት። የፊዚክስ ቀጣይ እድገት እነዚህን ተስፋዎች አረጋግጧል.

የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ሥርዓት ለማስያዝ አንዳንድ ተጨማሪ ሙከራዎችን እንጠቁም። ስለዚህም ከበርካታ አመታት በፊት ኤም.ኤ. ማርኮቭ (204) የመጀመሪያውን ሞዴል አቅርቧል ማክሲሞኖቭ. የአጠቃላይ አንጻራዊነት ጽንሰ-ሀሳቦችን መሰረት በማድረግ, ማክሮ እና ማይክሮ ዓለሞች እርስ በርስ በቅርበት ሊገናኙ እንደሚችሉ አሳይቷል. ለአዳዲስ መላምታዊ አካላት መግቢያ መደበኛ መሠረት ከዘመናዊው የፊዚካል ንድፈ-ሀሳብ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት የዓለም ቋሚዎች ፣ ከጅምላ ስፋት ጋር ሁለት ጥምረት ሊፈጠር ይችላል። ከእነዚህ መጠኖች ውስጥ አንዱ የአንድ ግራም ግራም አሃዛዊ እሴት ያለው ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ አሥር እጥፍ ይበልጣል. በዚህ መንገድ የገቡት ከፍተኛ መጠን በጅምላ ከእውነተኛ ሀድሮን (በጠንካራ መስተጋብር የሚፈጥሩ ቅንጣቶች) በ10 19 እጥፍ ይበልጣል። ማክስሞኖች ለቦታ ስፋታቸው በጣም ከባድ ከመሆናቸው የተነሳ “እነዚህ ቅንጣቶች በምድር ላይ ባሉ መርከቦች ውስጥ ሊገኙ አይችሉም። በስበት ኃይል ወደ ፕላኔቷ መሀል ይወድቃሉ። 10 28 eV, maximons የመወለድ ዕድል ሩቅ ወደፊት መካከል accelerators የተገለሉ ናቸው ላይ እንኳ ነው" (53.1966.51, 878).

የነባር ሞዴሎች ትንተና በፀሐፊዎቻቸው የጥቃቅን ዕቃዎች ስርዓት ስርዓት ችግር ላይ አንዳንድ ልዩነቶችን ያሳያል። አንዳንዶች የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን እና መስኮችን ከተወሰኑ ባህሪያት በመቀጠል ጥቃቅን ነገሮችን አወቃቀር ችግር ለመፍታት የቦታ-ጊዜ ሲሜትሪ አዲስ ባህሪያትን በማስተዋወቅ, ሌሎች በተቃራኒው የታወቁትን የቦታ እና የጊዜ ባህሪያትን ይይዛሉ, ነገር ግን ወደ የጥቃቅን ቅንጣቶችን አወቃቀር ያብራሩ የቁሳቁስ ጥቃቅን እቃዎች እና መስኮች ባህሪያት አዲስ ባህሪያትን ያስተዋውቃሉ. ተመሳሳዩን ችግር ለመፍታት በአቀራረቦች ውስጥ ያለው ልዩነት ሙሉ በሙሉ ትክክል ነው.

በቶምስክ ውስጥ ለፕላስቲክ መስኮቶች የመጫኛ አገልግሎት ከ BFK ኩባንያ ማራኪ ዋጋ.