სულ რაღაც ერთი წლის წინ პიტერ ჰიგსმა და ფრანსუა ენგლერმა მიიღეს ნობელის პრემია სუბატომურ ნაწილაკებზე მუშაობისთვის. შეიძლება სასაცილოდ მოგეჩვენოთ, მაგრამ მეცნიერებმა აღმოჩენები ნახევარი საუკუნის წინ გააკეთეს, მაგრამ აქამდე მათ დიდ მნიშვნელობას არ ანიჭებდნენ.
1964 წელს კიდევ ორმა ნიჭიერმა ფიზიკოსმა გამოაქვეყნა თავისი ინოვაციური თეორია. თავიდან მან ასევე თითქმის არ მიიპყრო ყურადღება. ეს უცნაურია, რადგან მან აღწერა ჰადრონების სტრუქტურა, რომლის გარეშეც შეუძლებელია ძლიერი ინტერატომური ურთიერთქმედება. ეს იყო კვარკის თეორია.
რა არის ეს?
სხვათა შორის, რა არის კვარკი? ეს არის ჰადრონის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტი. Მნიშვნელოვანი! ამ ნაწილაკს აქვს "ნახევარი" სპინი, სინამდვილეში არის ფერმიონი. ფერის მიხედვით (დაწვრილებით ქვემოთ), კვარკის მუხტი შეიძლება იყოს პროტონის ერთი მესამედის ან ორი მესამედის ტოლი. რაც შეეხება ფერებს, მათგან ექვსია (კვარკების თაობები). ისინი საჭიროა იმისთვის, რომ პაულის პრინციპი არ დაირღვეს.
ძირითადიდეტალები
ჰადრონების შემადგენლობაში ეს ნაწილაკები განლაგებულია დაშორებით, რომელიც არ აღემატება შეზღუდვის მნიშვნელობას. ეს მარტივად აიხსნება: ისინი ცვლიან ლიანდაგის ველის ვექტორებს, ანუ გლუონებს. რატომ არის კვარკი ასეთი მნიშვნელოვანი? გლუონის პლაზმა (კვარკებით გაჯერებული) არის მატერიის მდგომარეობა, რომელშიც მთელი სამყარო მდებარეობდა დიდი აფეთქებისთანავე. შესაბამისად, კვარკებისა და გლუონების არსებობა პირდაპირი დადასტურებაა იმისა, რომ ის ნამდვილად იყო.
მათაც აქვთ საკუთარი ფერი და ამიტომ მოძრაობის დროს ქმნიან თავიანთ ვირტუალურ ასლებს. შესაბამისად, კვარკებს შორის მანძილის მატებასთან ერთად, მნიშვნელოვნად იზრდება მათ შორის ურთიერთქმედების ძალა. როგორც თქვენ ალბათ მიხვდებით, მინიმალურ მანძილზე ურთიერთქმედება პრაქტიკულად ქრება (ასიმპტოტური თავისუფლება).
ამგვარად, ჰადრონებში ნებისმიერი ძლიერი ურთიერთქმედება აიხსნება გლუონების გადასვლით კვარკებს შორის. თუ ვსაუბრობთ ჰადრონებს შორის ურთიერთქმედებებზე, მაშინ ისინი აიხსნება პი-მეზონის რეზონანსის გადაცემით. მარტივად რომ ვთქვათ, ირიბად, ყველაფერი ისევ გლუონების გაცვლაზე მოდის.
რამდენი კვარკია ნუკლეონებში?
თითოეული ნეიტრონი შედგება d-კვარკის წყვილისაგან და თუნდაც ერთი U-კვარკისგან. ყოველი პროტონი, პირიქით, შედგება ერთი d-კვარკისა და წყვილი u-კვარკისგან. სხვათა შორის, ასოები ენიჭება კვანტური რიცხვების მიხედვით.
მოდით ავხსნათ. მაგალითად, ბეტა დაშლა აიხსნება ზუსტად ერთი და იგივე ტიპის კვარკების ნუკლეონის შემადგენლობაში მეორეში გარდაქმნით. უფრო გასაგებად რომ ვთქვათ, ეს პროცესი შეიძლება დაიწეროს ფორმულის სახით: d=u + w (ეს არის ნეიტრონული დაშლა). შესაბამისად,პროტონი იწერება ოდნავ განსხვავებული ფორმულით: u=d + w.
სხვათა შორის, ეს არის ეს უკანასკნელი პროცესი, რომელიც ხსნის ნეიტრინოებისა და პოზიტრონების მუდმივ დინებას დიდი ვარსკვლავური მტევნებიდან. ასე რომ, სამყაროს მასშტაბით, კვარკსავით მნიშვნელოვანი ნაწილაკებია: გლუონის პლაზმა, როგორც უკვე ვთქვით, ადასტურებს დიდი აფეთქების ფაქტს და ამ ნაწილაკების შესწავლა მეცნიერებს საშუალებას აძლევს უკეთ გაიგონ არსი. სამყარო, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ.
რა არის კვარკზე პატარა?
სხვათა შორის, რისგან შედგება კვარკები? მათი შემადგენელი ნაწილაკები პრეონებია. ეს ნაწილაკები ძალიან მცირეა და ცუდად არის გაგებული, ასე რომ, დღესაც არ არის ცნობილი მათ შესახებ. ეს არის კვარკზე პატარა.
საიდან მოვიდნენ?
დღემდე ყველაზე გავრცელებულია პრეონების წარმოქმნის ორი ჰიპოთეზა: სიმების თეორია და ბილსონ-ტომპსონის თეორია. პირველ შემთხვევაში, ამ ნაწილაკების გამოჩენა აიხსნება სიმების რხევებით. მეორე ჰიპოთეზა ვარაუდობს, რომ მათი გარეგნობა გამოწვეულია სივრცისა და დროის აღგზნებული მდგომარეობით.
საინტერესოა, რომ მეორე შემთხვევაში, ფენომენის სრულად აღწერა შესაძლებელია სპინური ქსელის მრუდების გასწვრივ პარალელური გადაცემის მატრიცის გამოყენებით. სწორედ ამ მატრიცის თვისებები წინასწარ განსაზღვრავს პრეონს. სწორედ ამისგან შედგება კვარკები.
ზოგიერთი შედეგის შეჯამებით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ კვარკები ერთგვარი "კვანტები" არიან ჰადრონების შემადგენლობაში. შთაბეჭდილება მოახდინა? ახლა კი ვისაუბრებთ იმაზე, თუ როგორ აღმოაჩინეს კვარკი ზოგადად. ეს არის ძალიან საინტერესო ამბავი, რომელიც, გარდა ამისა, სრულად ავლენს ზემოთ აღწერილი რამდენიმე ნიუანსს.
უცნაური ნაწილაკები
მეორე მსოფლიო ომის დასრულებისთანავე, მეცნიერებმა დაიწყეს სუბატომური ნაწილაკების სამყაროს აქტიური შესწავლა, რომელიც მანამდე პრიმიტიულად მარტივი ჩანდა (ამ იდეების მიხედვით). პროტონები, ნეიტრონები (ნუკლეონები) და ელექტრონები ქმნიან ატომს. 1947 წელს აღმოაჩინეს პიონები (და მათი არსებობა იწინასწარმეტყველეს ჯერ კიდევ 1935 წელს), რომლებიც პასუხისმგებელნი იყვნენ ატომების ბირთვში ნუკლეონების ურთიერთმიზიდვაზე. ამ მოვლენას ერთდროულად ერთზე მეტი სამეცნიერო გამოფენა მიეძღვნა. კვარკები ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი, მაგრამ მათ „კვალზე“თავდასხმის მომენტი სულ უფრო ახლოვდებოდა.
ნეიტრინო იმ დროისთვის ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი. მაგრამ მათი აშკარა მნიშვნელობა ატომების ბეტა დაშლის ასახსნელად იმდენად დიდი იყო, რომ მეცნიერებს ეჭვი არ ეპარებოდათ მათ არსებობაში. გარდა ამისა, ზოგიერთი ანტინაწილაკი უკვე აღმოჩენილია ან იწინასწარმეტყველა. ერთადერთი, რაც გაურკვეველი დარჩა, იყო მიონების მდგომარეობა, რომლებიც წარმოიქმნა პიონების დაშლის დროს და შემდგომში გადავიდა ნეიტრინოს, ელექტრონის ან პოზიტრონის მდგომარეობაში. ფიზიკოსებს საერთოდ არ ესმოდათ, რისთვის იყო ეს შუალედური სადგური.
ვაი, ასეთმა მარტივმა და უპრეტენზიო მოდელმა დიდხანს ვერ გაძლო პეონის აღმოჩენის მომენტი. 1947 წელს ორმა ინგლისელმა ფიზიკოსმა, ჯორჯ როჩესტერმა და კლიფორდ ბატლერმა გამოაქვეყნეს საინტერესო სტატია სამეცნიერო ჟურნალში Nature. მისთვის მასალა იყო ღრუბლის კამერის საშუალებით კოსმოსური სხივების შესწავლა, რომლის დროსაც მათ ცნობისმოყვარე ინფორმაცია მოიპოვეს. დაკვირვების დროს გადაღებულ ერთ-ერთ ფოტოზე აშკარად ჩანდა წყვილი საერთო დასაწყისით. ვინაიდან შეუსაბამობა ლათინურ V-ს წააგავდა, მაშინვე გაირკვა- ამ ნაწილაკების მუხტი ნამდვილად განსხვავებულია.
მეცნიერებმა მაშინვე ჩათვალეს, რომ ეს კვალი მიუთითებს უცნობი ნაწილაკების დაშლის ფაქტზე, რომელმაც სხვა კვალი არ დატოვა. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ მისი მასა დაახლოებით 500 მევ-ია, რაც ელექტრონის ამ მნიშვნელობაზე გაცილებით დიდია. რა თქმა უნდა, მკვლევარებმა თავიანთ აღმოჩენას V-ნაწილაკი უწოდეს. თუმცა, ეს ჯერ კიდევ არ იყო კვარკი. ეს ნაწილაკი ჯერ კიდევ ფრთებში ელოდა.
ეს ახლა იწყება
ყველაფერი ამ აღმოჩენით დაიწყო. 1949 წელს, იმავე პირობებში, აღმოაჩინეს ნაწილაკის კვალი, რამაც ერთდროულად წარმოქმნა სამი პიონი. მალე გაირკვა, რომ ის, ისევე როგორც V- ნაწილაკი, ოთხი ნაწილაკისგან შემდგარი ოჯახის სრულიად განსხვავებული წარმომადგენლები არიან. შემდგომში მათ უწოდეს K-მეზონები (კაონები).
დატვირთული კაონის წყვილს აქვს 494 მევ მასა, ხოლო ნეიტრალური მუხტის შემთხვევაში - 498 მევ. სხვათა შორის, 1947 წელს მეცნიერებს გაუმართლათ და გადაეღოთ პოზიტიური კაონის დაშლის იგივე ძალიან იშვიათი შემთხვევა, მაგრამ იმ დროს მათ უბრალოდ ვერ შეძლეს გამოსახულების სწორად ინტერპრეტაცია. თუმცა, სრულიად სამართლიანი რომ ვიყოთ, ფაქტობრივად, კაონზე პირველი დაკვირვება ჯერ კიდევ 1943 წელს განხორციელდა, მაგრამ ამის შესახებ ინფორმაცია თითქმის დაიკარგა მრავალი ომის შემდგომი სამეცნიერო პუბლიკაციის ფონზე.
ახალი უცნაურობა
და შემდეგ მეცნიერებს მეტი აღმოჩენა ელოდათ. 1950 და 1951 წლებში მანჩესტერისა და მელნბურგის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეძლეს პროტონებზე და ნეიტრონებზე ბევრად მძიმე ნაწილაკების პოვნა. მას ისევ არ ჰქონდა მუხტი, მაგრამ დაიშალა პროტონად და პიონად. ეს უკანასკნელი, როგორც შეიძლება გავიგოთ,უარყოფითი მუხტი. ახალ ნაწილაკს ეწოდა Λ (ლამბდა).
რაც უფრო მეტი დრო გადიოდა, მით მეტი კითხვა ჰქონდათ მეცნიერებს. პრობლემა ის იყო, რომ ახალი ნაწილაკები წარმოიქმნება ექსკლუზიურად ძლიერი ატომური ურთიერთქმედების შედეგად, რომლებიც სწრაფად იშლება ცნობილ პროტონებსა და ნეიტრონებში. გარდა ამისა, ისინი ყოველთვის წყვილებში ჩნდებოდნენ, არასოდეს ყოფილა ერთი გამოვლინება. სწორედ ამიტომ, აშშ-დან და იაპონიიდან ფიზიკოსთა ჯგუფმა შესთავაზა მათ აღწერილობაში ახალი კვანტური რიცხვის - უცნაურობის გამოყენება. მათი განმარტებით, ყველა სხვა ცნობილი ნაწილაკების უცნაურობა იყო ნული.
დამატებითი კვლევა
კვლევაში გარღვევა მოხდა მხოლოდ ჰადრონების ახალი სისტემატიზაციის გაჩენის შემდეგ. ამაში ყველაზე გამორჩეული ფიგურა იყო ისრაელი იუვალ ნეამანი, რომელმაც გამოჩენილი სამხედრო კაცის კარიერა შეცვალა მეცნიერის თანაბრად ბრწყინვალე გზაზე.
მან შენიშნა, რომ იმ დროისთვის აღმოჩენილი მეზონები და ბარიონები იშლება და ქმნიან მონათესავე ნაწილაკების გროვას, მრავლობითებს. თითოეული ასეთი ასოციაციის წევრებს აქვთ ზუსტად იგივე უცნაურობა, მაგრამ საპირისპირო ელექტრული მუხტები. ვინაიდან მართლაც ძლიერი ბირთვული ურთიერთქმედება საერთოდ არ არის დამოკიდებული ელექტრულ მუხტებზე, ყველა სხვა ასპექტში ნაწილაკები მრავლობითიდან სრულყოფილ ტყუპებს ჰგავს.
მეცნიერებმა ვარაუდობდნენ, რომ გარკვეული ბუნებრივი სიმეტრია არის პასუხისმგებელი ასეთი წარმონაქმნების გამოჩენაზე და მალევე მოახერხეს მისი პოვნა. აღმოჩნდა, რომ ეს იყო SU(2) სპინის ჯგუფის მარტივი განზოგადება, რომელიც მთელს მსოფლიოში მეცნიერებმა გამოიყენეს კვანტური რიცხვების აღსაწერად. Აქმხოლოდ იმ დროისთვის უკვე ცნობილი იყო 23 ჰადრონი და მათი სპინები 0, ½ ან მთელი რიცხვის ერთეულის ტოლი იყო და, შესაბამისად, შეუძლებელი იყო ასეთი კლასიფიკაციის გამოყენება.
შედეგად, კლასიფიკაციისთვის ერთდროულად ორი კვანტური რიცხვის გამოყენება გახდა საჭირო, რის გამოც კლასიფიკაცია მნიშვნელოვნად გაფართოვდა. ასე გაჩნდა ჯგუფი SU(3), რომელიც საუკუნის დასაწყისში ფრანგმა მათემატიკოსმა ელი კარტანმა შექმნა. მასში თითოეული ნაწილაკის სისტემატური პოზიციის დასადგენად მეცნიერებმა შეიმუშავეს კვლევის პროგრამა. შემდგომში კვარკი ადვილად შევიდა სისტემურ სერიაში, რამაც დაადასტურა ექსპერტების აბსოლუტური სისწორე.
ახალი კვანტური რიცხვები
ასე რომ, მეცნიერებს გაუჩნდათ იდეა აბსტრაქტული კვანტური რიცხვების გამოყენების შესახებ, რაც გახდა ჰიპერმუხტი და იზოტოპური სპინი. თუმცა, უცნაურობისა და ელექტრული მუხტის აღება იგივე წარმატებით შეიძლება. ამ სქემას პირობითად ეწოდა რვაგზის გზა. ეს ასახავს ბუდიზმთან ანალოგს, სადაც ნირვანას მიღწევამდე თქვენ ასევე გჭირდებათ რვა დონის გავლა. თუმცა, ეს ყველაფერი ლექსია.
ნიმანმა და მისმა კოლეგამ გელ-მანმა გამოაქვეყნეს თავიანთი ნაშრომი 1961 წელს და მაშინ ცნობილი მეზონების რაოდენობა არ აღემატებოდა შვიდს. მაგრამ მათ ნაშრომში მკვლევარებს არ ეშინოდათ მერვე მეზონის არსებობის მაღალი ალბათობის აღნიშვნა. იმავე 1961 წელს მათი თეორია ბრწყინვალედ დადასტურდა. აღმოჩენილ ნაწილაკს დაარქვეს ეტა მეზონი (ბერძნული ასო η).
შემდეგი დასკვნები და ექსპერიმენტები სიკაშკაშით დაადასტურეს SU(3) კლასიფიკაციის აბსოლუტური სისწორე. ეს გარემოება გახდა ძლიერისტიმული მკვლევარებისთვის, რომლებმაც დაადგინეს, რომ ისინი სწორ გზაზე არიან. თვით გელ-მანსაც კი აღარ ეპარებოდა ეჭვი, რომ კვარკები ბუნებაში არსებობენ. მისი თეორიის შესახებ მიმოხილვები არც თუ ისე დადებითი იყო, მაგრამ მეცნიერი დარწმუნებული იყო, რომ ის მართალი იყო.
აი კვარკები
მალე გამოქვეყნდა სტატია "ბარიონებისა და მეზონების სქემატური მოდელი". მასში მეცნიერებმა შეძლეს სისტემატიზაციის იდეის შემდგომი განვითარება, რაც ასე სასარგებლო აღმოჩნდა. მათ აღმოაჩინეს, რომ SU(3) საკმაოდ იძლევა ფერმიონების მთელი სამეულების არსებობის საშუალებას, რომელთა ელექტრული მუხტი მერყეობს 2/3-დან 1/3-მდე და -1/3-მდე, ხოლო სამეულში ერთ ნაწილაკს ყოველთვის აქვს არანულოვანი უცნაურობა. ჩვენთვის უკვე კარგად ნაცნობმა გელ-მანმა მათ უწოდა "კვარკის ელემენტარული ნაწილაკები".
ბრალდების მიხედვით, მან დაასახელა ისინი, როგორც u, d და s (ინგლისური სიტყვებიდან up, down და უცნაური). ახალი სქემის მიხედვით, თითოეული ბარიონი წარმოიქმნება ერთდროულად სამი კვარკისგან. მეზონები გაცილებით მარტივია. მათ შორისაა ერთი კვარკი (ეს წესი ურყევია) და ანტიკვარკს. მხოლოდ ამის შემდეგ შეიტყო სამეცნიერო საზოგადოებამ ამ ნაწილაკების არსებობის შესახებ, რომლებსაც ჩვენი სტატია ეძღვნება.
ცოტა მეტი ფონი
ამ სტატიას, რომელმაც დიდწილად განსაზღვრა ფიზიკის განვითარება მომავალი წლების განმავლობაში, საკმაოდ კურიოზული ფონი აქვს. გელ-მანი ამ სახის სამეულის არსებობაზე მის გამოქვეყნებამდე დიდი ხნით ადრე ფიქრობდა, მაგრამ მისი ვარაუდები არავისთან განუხილავს. ფაქტია, რომ მისი ვარაუდები წილადი მუხტის მქონე ნაწილაკების არსებობის შესახებ სისულელეს ჰგავდა. თუმცა, გამოჩენილ თეორიულ ფიზიკოს რობერტ სერბერთან საუბრის შემდეგ, მან შეიტყო, რომ მისმა კოლეგამზუსტად იგივე დასკვნები გააკეთა.
გარდა ამისა, მეცნიერმა ერთადერთი სწორი დასკვნა გააკეთა: ასეთი ნაწილაკების არსებობა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ისინი არ არიან თავისუფალი ფერმიონები, არამედ ჰადრონების ნაწილია. მართლაც, ამ შემთხვევაში, მათი ბრალდებები ერთ მთლიანობას ქმნის! თავიდან გელ-მანმა მათ კვარკები უწოდა და MTI-შიც კი ახსენა, მაგრამ სტუდენტებისა და მასწავლებლების რეაქცია ძალიან თავშეკავებული იყო. ამიტომაც მეცნიერი დიდხანს ფიქრობდა იმაზე, უნდა წარედგინა თუ არა თავისი კვლევა საზოგადოებას.
თავად სიტყვა "კვარკი" (ხმა, რომელიც მოგვაგონებს იხვების ტირილს) აღებულია ჯეიმს ჯოისის ნაწარმოებიდან. უცნაურია, მაგრამ ამერიკელმა მეცნიერმა თავისი სტატია გაუგზავნა პრესტიჟულ ევროპულ სამეცნიერო ჟურნალს Physics Letters, რადგან სერიოზულად ეშინოდა, რომ Physical Review Letters-ის ამერიკული გამოცემის რედაქტორები, მსგავსი დონის მიხედვით, არ მიიღებდნენ მას გამოსაცემად. სხვათა შორის, თუ გსურთ ამ სტატიის ასლი მაინც დაათვალიეროთ, თქვენ გაქვთ პირდაპირი გზა იმავე ბერლინის მუზეუმისკენ. მის ექსპოზიციაში არ არის კვარკები, მაგრამ არსებობს მათი აღმოჩენის სრული ისტორია (უფრო ზუსტად, დოკუმენტური მტკიცებულება).
კვარკის რევოლუციის დასაწყისი
სამართლიანი რომ ვიყოთ, უნდა აღვნიშნოთ, რომ თითქმის ამავე დროს მსგავს აზრამდე მივიდა CERN-ის მეცნიერი ჯორჯ ცვაიგიც. ჯერ თავად გელ-მანი იყო მისი დამრიგებელი, შემდეგ კი რიჩარდ ფეინმანი. ცვაიგმა ასევე დაადგინა ფერმიონების არსებობის რეალობა, რომლებსაც წილადი მუხტები ჰქონდათ, მათ მხოლოდ ტუზები უწოდეს. უფრო მეტიც, ნიჭიერი ფიზიკოსი ასევე განიხილავდა ბარიონებს კვარკების ტრიოად, ხოლო მეზონები კვარკების კომბინაციად.და ანტიკვარკი.
უბრალოდ რომ ვთქვათ, მოსწავლემ მთლიანად გაიმეორა მასწავლებლის დასკვნები და სრულიად განცალკევებით მისგან. მისი ნამუშევარი მანის გამოქვეყნებამდე რამდენიმე კვირით ადრეც კი გამოჩნდა, მაგრამ მხოლოდ როგორც ინსტიტუტის "სახლში დამზადებული" ნამუშევარი. თუმცა, სწორედ ორი დამოუკიდებელი ნაშრომის არსებობამ, რომელთა დასკვნები თითქმის იდენტური იყო, მაშინვე დაარწმუნა ზოგიერთი მეცნიერი შემოთავაზებული თეორიის სისწორეში.
უარყოფიდან ნდობამდე
მაგრამ ბევრმა მკვლევარმა მიიღო ეს თეორია არც ისე მყისიერად. დიახ, ჟურნალისტებსა და თეორეტიკოსებს ის სწრაფად შეუყვარდათ მისი სიცხადისა და სიმარტივის გამო, მაგრამ სერიოზულმა ფიზიკოსებმა იგი მიიღეს მხოლოდ 12 წლის შემდეგ. ნუ დაადანაშაულებთ მათ ზედმეტად კონსერვატიულობის გამო. ფაქტია, რომ თავდაპირველად კვარკების თეორია მკვეთრად ეწინააღმდეგებოდა პაულის პრინციპს, რომელიც სტატიის დასაწყისშივე აღვნიშნეთ. თუ ვივარაუდებთ, რომ პროტონი შეიცავს u-კვარკების წყვილს და ერთ d-კვარკს, მაშინ პირველი უნდა იყოს მკაცრად იმავე კვანტურ მდგომარეობაში. პაულის თქმით, ეს შეუძლებელია.
სწორედ მაშინ გამოჩნდა დამატებითი კვანტური რიცხვი, გამოხატული როგორც ფერი (რომელიც ზემოთაც აღვნიშნეთ). გარდა ამისა, სრულიად გაუგებარი იყო, როგორ ურთიერთობენ კვარკების ელემენტარული ნაწილაკები ერთმანეთთან ზოგადად, რატომ არ ჩნდება მათი თავისუფალი ჯიშები. ყველა ამ საიდუმლოს დიდად დაეხმარა გაზომვის ველების თეორია, რომელიც მხოლოდ 70-იანი წლების შუა ხანებში გაჩნდა. დაახლოებით ამავე დროს მასში ორგანულად იყო ჩართული ჰადრონების კვარკების თეორია.
მაგრამ ყველაზე მეტად, თეორიის განვითარება შეფერხდა სულ მცირე რამდენიმე ექსპერიმენტული ექსპერიმენტის სრული არარსებობით,რაც დაადასტურებდა კვარკების როგორც არსებობას, ასევე ურთიერთქმედებას ერთმანეთთან და სხვა ნაწილაკებთან. და მათ თანდათან დაიწყეს გამოჩენა მხოლოდ 60-იანი წლების ბოლოდან, როდესაც ტექნოლოგიის სწრაფმა განვითარებამ შესაძლებელი გახადა ექსპერიმენტის ჩატარება პროტონების "გადაცემის" შესახებ ელექტრონული ნაკადებით. სწორედ ამ ექსპერიმენტებმა შესაძლებელი გახადა იმის დამტკიცება, რომ ზოგიერთი ნაწილაკი მართლაც „იმალებოდა“პროტონებში, რომლებსაც თავდაპირველად პარტონები ეწოდებოდათ. შემდგომში, მიუხედავად ამისა, ისინი დარწმუნდნენ, რომ ეს სხვა არაფერი იყო, თუ არა ნამდვილი კვარკი, მაგრამ ეს მოხდა მხოლოდ 1972 წლის ბოლოს.
ექსპერიმენტული დადასტურება
რა თქმა უნდა, გაცილებით მეტი ექსპერიმენტული მონაცემები იყო საჭირო სამეცნიერო საზოგადოების საბოლოოდ დასარწმუნებლად. 1964 წელს ჯეიმს ბიორკენმა და შელდონ გლაშოუმ (სხვათა შორის, ნობელის პრემიის მომავალი ლაურეატი) ვარაუდობდნენ, რომ შესაძლოა არსებობდეს მეოთხე სახის კვარკიც, რომელსაც მათ უწოდეს მომხიბვლელი.
ამ ჰიპოთეზის წყალობით უკვე 1970 წელს მეცნიერებმა შეძლეს აეხსნათ მრავალი უცნაურობა, რომელიც დაფიქსირდა ნეიტრალურად დამუხტული კაონების დაშლის დროს. ოთხი წლის შემდეგ, ამერიკელმა ფიზიკოსთა ორმა დამოუკიდებელმა ჯგუფმა ერთდროულად მოახერხა მეზონის დაშლის დაფიქსირება, რომელიც მოიცავდა მხოლოდ ერთ "მოხიბლულ" კვარკს, ისევე როგორც მის ანტიკვარკს. გასაკვირი არ არის, რომ ამ მოვლენას მაშინვე ეწოდა ნოემბრის რევოლუცია. პირველად კვარკების თეორიამ მიიღო მეტ-ნაკლებად „ვიზუალური“დადასტურება.
აღმოჩენის მნიშვნელობაზე მოწმობს ის ფაქტი, რომ პროექტის ლიდერებმა, სამუელ ტინგმა და ბარტონ რიხტერმა უკვე გაიარესმიიღეს ნობელის პრემია ორი წლის განმავლობაში: ეს მოვლენა ასახულია ბევრ სტატიაში. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ზოგიერთი მათგანი ორიგინალში, თუ ესტუმრებით ნიუ-იორკის ბუნების მეცნიერების მუზეუმს. კვარკები, როგორც უკვე ვთქვით, ჩვენი დროის უაღრესად მნიშვნელოვანი აღმოჩენაა და ამიტომაც მათ დიდი ყურადღება ექცევა სამეცნიერო საზოგადოებაში.
საბოლოო არგუმენტი
მხოლოდ 1976 წელს მკვლევარებმა იპოვეს ერთი ნაწილაკი, რომელსაც არ აქვს ხიბლი, ნეიტრალური D-მეზონი. ეს არის ერთი მომხიბვლელი კვარკისა და u-ანტიკვარკის საკმაოდ რთული კომბინაცია. აქ კვარკების არსებობის გამაგრებული მოწინააღმდეგეებიც კი იძულებულნი გახდნენ ეღიარებინათ თეორიის სისწორე, რომელიც პირველად გამოცხადდა ორ ათწლეულზე მეტი ხნის წინ. ერთ-ერთმა ყველაზე ცნობილმა თეორიულმა ფიზიკოსმა, ჯონ ელისმა, ხიბლს უწოდა „ბერკეტი, რომელმაც სამყარო დაატრიალა“.
მალე ახალი აღმოჩენების სიაში შედიოდა განსაკუთრებით მასიური კვარკების წყვილი, ზედა და ქვედა, რომლებიც ადვილად შეიძლება იყოს დაკავშირებული იმ დროისთვის უკვე მიღებულ SU(3) სისტემატიზაციასთან. ბოლო წლებში მეცნიერები საუბრობენ ეგრეთ წოდებული ტეტრაკვარკების არსებობაზე, რომლებსაც ზოგიერთმა მეცნიერმა უკვე უწოდა "ადრონის მოლეკულები".
ზოგიერთი დასკვნა და დასკვნა
თქვენ უნდა გესმოდეთ, რომ კვარკების არსებობის აღმოჩენა და მეცნიერული დასაბუთება ნამდვილად შეიძლება უსაფრთხოდ ჩაითვალოს სამეცნიერო რევოლუციად. დასაწყისად შეიძლება მივიჩნიოთ 1947 წელი (პრინციპში 1943) და დასასრული მოდის პირველი „მოჯადოებული“მეზონის აღმოჩენაზე. გამოდის, რომ ამ დონის ბოლო აღმოჩენის ხანგრძლივობა დღემდე, არანაკლებ, 29 წელია (ან თუნდაც 32 წელი)! და ეს ყველაფერიდრო დაიხარჯა არა მხოლოდ კვარკის საპოვნელად! როგორც სამყაროს პირველყოფილმა ობიექტმა, გლუონის პლაზმამ მალე მიიპყრო მეცნიერთა მეტი ყურადღება.
თუმცა, რაც უფრო რთული ხდება კვლევის სფერო, მით მეტი დრო სჭირდება მართლაც მნიშვნელოვანი აღმოჩენების გაკეთებას. რაც შეეხება ნაწილაკებს, რომლებსაც ჩვენ განვიხილავთ, ვერავინ ვერ შეაფასებს ასეთი აღმოჩენის მნიშვნელობას. კვარკების სტრუქტურის შესწავლით ადამიანი შეძლებს სამყაროს საიდუმლოებში უფრო ღრმად შეღწევას. შესაძლებელია მხოლოდ მათი სრული შესწავლის შემდეგ გავარკვიოთ, როგორ მოხდა დიდი აფეთქება და რა კანონების მიხედვით ვითარდება ჩვენი სამყარო. ყოველ შემთხვევაში, სწორედ მათმა აღმოჩენამ მისცა მრავალი ფიზიკოსის დარწმუნება, რომ ჩვენს გარშემო არსებული რეალობა ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ყოფილი იდეები.
მაშ, თქვენ გაიგეთ რა არის კვარკი. ამ ნაწილაკმა ოდესღაც დიდი ხმაური გამოიწვია სამეცნიერო სამყაროში და დღეს მკვლევარები სავსეა იმედით, რომ საბოლოოდ გამოავლენენ მის ყველა საიდუმლოებას.
