Standart model
| Zərrəciklər fizikasının Standart Modeli |
|---|
 |
Standart Model — hissəciklər fizikasına aid nəzəriyyədir. Standart Model (SM) fundamental qarşılıqlı təsir qüvvələrini və bu qüvvələrdə elementar hissəciklərin rolunu öyrənir.
Standart Model nəzəriyyəsinə görə Kainatdakı bütün materiya fermionlardan (kvarkların və leptonların aid olduqları hissəciklər ailəsi) yaranmışdır. Məsələn, proton iki yuxarı və bir aşağı kvarkdan ibarətdir.
Fermionlar bir birinə qarşılıqlı təsir qüvvələri vasitəsilə təsir edirlər. Məsələn, protonun ibarət olduğu kvarklar bir birilə güclü qüvvə (ingiliscə, strong force) adlanan təsirlə bağlıdırlar. Belə ki, güclü qüvvə protonu hissələrə bölünməyə qoymur.
Belə qarşılıqlı təsir qüvvələrinin sayı dörddür: elektromaqnetizm, qravitasiya, zəif nüvə qüvvəsi, güclü qüvvə. Bu qarşılıqlı təsir qüvvələri boson adlanan (fotonun da daxil olduğu hissəciklər qrupu) hissəciklərlə keçir (və ya daşınır). Məsələn, protonun hissələri arasındakı güclü qüvvə qluon adlanan boson vasitəsilə keçir.
Standart Model nəzəriyyəsi hələ ki, üç qarşılıqlı təsir qüvvəsini əhatə edir: elektromaqnetizm, zəif nüvə qüvvəsi, güclü qüvvə. [1]
Hissəciklərin təsnifatı
[redaktə | mənbəni redaktə et]Standart Model nəzəriyyəsində hissəciklər aşağıdakı kimi təsnifatlanmışdır.
| materiya hissəcikləri Fermionlar |
qarşılıqlı təsir qüvvələri hissəcikləri Bosonlar | ||
| elementar fermionlar | mürəkkəb fermionlar Baryonlar |
elementar bosonlar | mürəkkəb bosonlar Mesonlar |
| leptonlar, kvarklar | protonlar, neytronlar, hiperonlar | foton, W və Z bosonlar, qluon və s. | pion, kaon və s. |
Elementar fermionlar və elementar bosonlar birlikdə elementar hissəciklər qrupunu təşkil edirlər.
Mürəkkəb fermionlar (baryonlar) və mürəkkəb bosonlar (mesonlar) birlikdə hadronlar qrupunu təşkil edirlər.
Məsələn, atomun nüvəsini təşkil edən proton və neytron və eləcə də onları bir birinə bağlı saxlayan pion adlı meson hadrondurlar.
Fermionlar
[redaktə | mənbəni redaktə et]Fermionlar Fermi-Dirac (Dirak) statistikasına tabe olan hissəciklərdir. Elementar fermionlar leptonlar və kvarklardır. Mürəkkəb fermionlara misal kimi protonu və neytronu göstərmək olar. Bütün fermionlar kəsirlə ifadə olunan spinə malikdirlər, (1⁄2, 3⁄2,...). [2]
Elementar fermionlar
[redaktə | mənbəni redaktə et]| Leptonlar | Kvarklar | |||||||||||
| Ad | Simvol | Yük | Spin | Ad | Simvol | Yük | Spin | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Birinci nəsil | ||||||||||||
| elektron | e | −1 | 1⁄2 | yuxarı (up) | u | +2⁄3 | 1⁄2 | |||||
| elektron neytrino | νe | 0 | 1⁄2 | aşağı (down) | d | −1⁄3 | 1⁄2 | |||||
| İkinci nəsil | ||||||||||||
| myuon | μ | −1 | 1⁄2 | ovsun (charm) | c | +2⁄3 | 1⁄2 | |||||
| myuon neytrino | νμ | 0 | 1⁄2 | qəribə (strange) | s | −1⁄3 | 1⁄2 | |||||
| Üçüncü nəsil | ||||||||||||
| tau | τ | −1 | 1⁄2 | üst (top) | t | +2⁄3 | 1⁄2 | |||||
| tau neytrino | ντ | 0 | 1⁄2 | alt (bottom) | b | −1⁄3 | 1⁄2 | |||||
Bosonlar
[redaktə | mənbəni redaktə et]Bosonlar Bose-Einstein (Eynşteyn) statistikasına tabe olan hissəciklərdir. Elementar bosonlarla yanaşı (məsələn, foton, qluon), mürəkkəb bosonlar da var (meson). Bütün bosonlar tam ədədli spinə malikdirlər (0, 1, 2,...)
Elementar bosonlar
[redaktə | mənbəni redaktə et]| Ad | Kütlə | Yük | Spin |
|---|---|---|---|
| Foton γ | 0 | 0 | 1 |
| W— | 80.4 GeV/c2 | -1 | 1 |
| W+ | 80.4 GeV/c2 | 1 | 1 |
| Z | 91.187 GeV/c2 | 0 | 1 |
| Qluon g | 0 | 0 | 1 |
Qarşılıqlı təsir qüvvələri
[redaktə | mənbəni redaktə et]Fundamental qarşılıqlı təsir qüvvələri və onların daşıyıcıları olan bosonlar aşağıdakılardan ibarətdir:
- Elektromaqnetizm qüvvəsinin daşıyıcısı fotondur. O kütləsiz hissəcikdir.
- Zəif nüvə qüvvəsinin daşıyıcıları W+, W− və neytral Z bosonlarıdır. Bu bosonlar kütləyə malikdirlər.
- Güclü nüvə qüvvəsinin daşıyıcıları qluonlardır. Səkkiz qluon məlumdur, onların hər biri kütləsizdir və yüksüzdür.[3]
- Qravitasiya qüvvəsini izah edəcək əsaslı kvant nəzəriyyəsi hələ yoxdur. Lakin qravitasiyanı keçirən hipotetik qraviton (ingiliscə graviton) hissəciyi haqqında nisbilik nəzəriyyəsi vasitəsilə bəzi göstəricilər hesablanmışdır. Qraviton 2 spinə malik, kütləsiz hissəcik olmalıdır.[4]
| Qarşılıqlı təsir sahəsi | Boson | Spin |
|---|---|---|
| Qravitasiya sahəsi | “Qravitonlar” (fərz edilir) | 2 |
| Zəif təsir sahəsi | W+, W−, Z hissəcikləri | 1 |
| Elektromaqnetik sahə | Fotonlar | 1 |
| Güclü təsir sahəsi | Qluonlar | 1 |
Qarşılıqlı təsir qüvvəsinin davranışını öyrənən ilkin nəzəriyyə kvant elektrodinamikası (KED) idi (quantum electrodynamics — QED) ki, bu nəzəriyyə elektromaqnetik təsiri yüksək dəqiqliklə araşdırırdı. Həmin nəzəriyyə zəif nüvə qüvvəsinin nəzərə alınması ilə genişləndirildi. Daha sonra isə fiziklər kvarklar arasındakı qarşılıqlı təsiri, yəni güclü nüvə təsirini öyrənmək üçün KED nəzəriyyəsi əsasında kvant xromodinamikası (KXD) nəzəriyyəsini yaratdılar (quantum chromodynamics — QCD). [2]
1967-ci ildə Pakistanlı fizik Abdus Salamın və Amerikalı fizik Steven Weinberg-in (Vaynberq) bir birindən asılı olmadan apardıqları tədqiqatlardan aydın oldu ki, elektromaqnetik və zəif nüvə qüvvələri bir birilə sıx əlaqəlidir. A. Salam və S. Weinberg iki fundamental qüvvə arasındakı bu əlaqəni riyazi formulalarla ifadə etdilər. Onların nəzəriyyəsi 1970-ci ildə Sheldon Glashow (Qlaşou) tərəfindən ümumiləşdirildi və bununla da elektrozəif qarşılıqlı təsir nəzəriyyəsi yarandı.[2] Bu nəzəriyyənin hər üç yaradıcısı 1979-cu ildə Nobel mükafatına layiq görüldülər. [5]
Beləliklə Standart Modelin özəyini iki nəzəriyyə - elektrozəif qarşılıqlı təsir və kvant xromodinamikası nəzəriyyələri təşkil edir. [6]
Son dövrlərdə aparılan tədqiqatlar göstərir ki, dörd qüvvəni əhatə edən ümumi nəzəriyyənin yaradılması yaxın gələcəkdə baş tuta bilər.[2]
Həmçinin bax
[redaktə | mənbəni redaktə et]İstinadlar
[redaktə | mənbəni redaktə et]- ↑ 1 2 W.N. Cottingham, D.A.Greenwood. An Introduction To The Standard Model of Particle Physics. Cambridge. 2007. ISBN 978-0-521-85249-4.
- ↑ 1 2 3 4 J. Gribbin. Q is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics. The Free Press. 1999. ISBN 0-684-85578-X.
- ↑ B. Martin. Nuclear and Particle Physics: An Introduction. John Wiley & Sons. 2011. ISBN 978-0-470-74274-7.
- ↑ E. Gregersen. The Britannica Guide to Particle Physics. Britannica Educational Publishing. 2011. ISBN 978-1-61530-382-3.
- ↑ "The Nobel Prize in Physics 1979". Nobelprize.org. 2014-07-06 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2013-03-15.
- ↑ "About the Higgs Boson". European Laboratory for Particle Physics. 2012-04-28 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2013-03-15.
Xarici keçidlər
[redaktə | mənbəni redaktə et]- The Standard Model The Particle Adventure
- Standart model Arxivləşdirilib 2010-04-12 at the Wayback Machine (ing.)