Standart Model

Vikipediya, açıq ensiklopediya
(Standart model səhifəsindən istiqamətləndirilmişdir)
Keçid et: naviqasiya, axtar
Standart Modelə daxil olan elementar fermionlar və elementar bosonlar

Standart Modelhissəciklər 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]

Standart Model nəzəriyyəsində hissəciklər aşağıdakı kimi təsnifatlanmışdır.

Standart Model
materiya hissəcikləri
Fermionlar
qarşılıqlı təsir qüvvələri hissəcikləri
Bosonlar
elementar fermionlar mürəkkəb fermionlar
Baryonlar
elementar bosonlar mürəkkəb bosonlar
Mesonlar
leptonlar, kvarklar protonlar, neytronlar, hiperonlar foton, WZ bosonlar, qluon və s. pion, kaon və s.


Elementar fermionlarelementar 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]

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, (12, 32,...). [2]

Elementar fermionlar[redaktə]

Elementar fermionlar
Leptonlar Kvarklar
Ad Simvol Yük Spin Ad Simvol Yük Spin
Birinci nəsil
elektron e −1 12 yuxarı (up) u +23 12
elektron neytrino νe 0 12 aşağı (down) d 13 12
İkinci nəsil
myuon μ −1 12 ovsun (charm) c +23 12
myuon neytrino νμ 0 12 qəribə (strange) s 13 12
Üçüncü nəsil
tau τ −1 12 üst (top) t +23 12
tau neytrino ντ 0 12 alt (bottom) b 13 12


Bosonlar[redaktə]

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]

Bosonlar
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]

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]
Fundamental qarşılıqlı təsir sahələri [1]
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 təsirkvant 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]

İstinadlar[redaktə]

  1. 1,0 1,1 W.N. Cottingham, D.A.Greenwood (2007). An Introduction To The Standard Model of Particle Physics. Cambridge. ISBN 978-0-521-85249-4.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 J. Gribbin (1999). Q is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics. The Free Press. ISBN 0-684-85578-X.
  3. B. Martin (2011). Nuclear and Particle Physics: An Introduction. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-74274-7.
  4. E. Gregersen (2011). The Britannica Guide to Particle Physics. Britannica Educational Publishing. ISBN 978-1-61530-382-3.
  5. The Nobel Prize in Physics 1979. Nobelprize.org. Yoxlanılıb 2013-03-15.
  6. About the Higgs Boson. European Laboratory for Particle Physics. Yoxlanılıb 2013-03-15.

Xarici keçidlər[redaktə]