მოკლედ კვანტური ქრომოდინამიკის შესახებ

 სტანდარტული მოდელის მიხედვით, რომელიც მატერიის აღნაგობას აღწერს, კვარკები, გაერთიანებისას ატომის ბირთვში შემავალ ნაწილაკებს(ადრონებს) წარმოქმნიან. კვარკებს შორის ურთიერთქმედება კვანტური ქრომოდინამიკის(კქდ) თეორიით აღიწერება. ამ თეორიის მიხედვით, კვარკები ერთმანეთთან სხვა ნაწილაკების – გლიუონები, გაცვლით ურთიერთქმედებენ(კვარკი).

 ნიუტონისეულ ფიზიკაში ნებისმიერი ძალა, მიზიდვაა თუ განზიდვა, სხეულის მოძრაობის ხასიათს ცვლის. თანამედროვე კვანტურ თეორიებში კი ელემენტარულ ნაწილაკებს შორის მოქმედი ძალის ინტერპრეტირება სხვაგვარია – ძალა მაშინ ჩნდება, როცა ორი ნაწილაკი მესამე, სხვა ნაწილაკს უცვლის ერთმანეთს.

 ანალოგიისთვის წარმოიდგინეთ მოციგურავეები, რომლებიც ერთმანეთის მიმართულებით მისრიალებენ. მიახლოებისას, ერთ-ერთი მათგანი საგრძნობი რაოდენობის წყალს ასხამს მეორეს. ის, ვინც წყალი გადმოასხა დამუხრუჭდება და მოძრაობის მიმართულებას შეიცვლის. მეორესაც იგივე დაემართება. ამგვარად, ”გაცვალეს” რა წყალი, ორივე მოციგურავემ მოძრაობის მიმართულება შეიცვალა. ნიუტონისეული მექანიკის მიხედვით, ეს იმას ნიშნავს, რომ მოციგურავეებმა ერთმანეთზე ძალით იმოქმედეს, რომელიც წყლის გაცვლით წარმოიქმნა.

 თანამედროვე თეორიები ძალის ახსნას სწორედ რომ ნაწილაკების გაცვლის ტერმინებით ხსნიან(უნივერსალური თეორიები). მათ მაკალიბრებელ თეორიებს უწოდებენ, ისინი ნაწილაკებისა და ველების სიმეტრიისა და ინვარიანტულობის იდეას ეფუძნებიან(მოკლედ ელემენტარული ნაწილაკების შესახებ; ინვარიანტული მასა). ასეთი სისტემების აღმწერი განტოლებები უცვლელი რჩება, როცა ნაწილაკების ერთობლიობას რაიმე ემართება. მაგალითად, როცა სისტემაში დადებითი და უარყოფითი მუხტები ერთმანეთს ადგილს უცვლიან, ნაწილაკებს შორის მოქმედი ძალები არ იცვლებიან.

 კქდ ანვითარებს იდეებს პირევლი წარმატებული მაკალიბრებელი თეორიისა, რომელსაც კვანტური ელექტროდინამიკა(კედ) ეწოდება. კედ-ის მიხედვით, ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკებს შორის მოქმედი ძალა, მათ შორის ფოტონების(კვანტების) გაცვლის შედეგად წარმოიქმნება.

 კქდ-შიც იგივე ხდება, ოღონდ კვარკებს შორის ურთიერთქმედება განსაკუთრებული თვისებით არის განპირობებული, მას ფერს უწოდებენ. მეცნიერები, პირობითად, მათ წითელს, ყვითელსა და ცისფერს უწოდებენ, ოღონდ ამ ტერმინებს საერთო არაფერი აქვთ სინათლესთან. კვარკებს სხვა პირობითი თვისებებითაც მოიხსენიებენ, როგორიცაა ”უცნაურობა” და ”მომხიბვლელობა”(არომატი, ზედა და ქვედა კვარკი…). როგორც არ უნდა იყოს, ფრაზას ”წითელი კვარკი” იგივე შინაარსობრივი დატვირთვა აქვს, როგორც ფრაზას ”ელექტრონის უარყოფითი მუხტი”.

 ხსენებულ ორ მაკალიბრებელ თეორიას ერთი მნიშვნელოვანი განმასხვავებელი ასპექტი გააჩნია – სიმეტრიის ხასიათი. კედ-ში, გარდაქმნათა ორი ოპერაციის მიმდევრობა(პირდაპირი ან უკუ) შედეგზე არ ზემოქმედებს, კქდ-ში კი ეს ასე არ არის, რაც მას გაცილებით რთულ თეორიად აქცევს, ვიდრე კედ-ია.

 ფერი მხოლოდ კვარკებს აქვთ, არა ბარიონებსა და მეზონებს, რომლებიც ამ კვარკებისგან შედგებიან. ბარიონები(პროტონები და ნეიტრონები ანუ) სამი კვარკისგან შედგებიან – წითელი, ყვითელი და ცისფერი, რომელთა ფერები ერთმანეთს აქრობენ(ანეიტრალებენ). მეზონები კი კვარკული წყვილებისგან შედგებიან – კვარკი და ანტიკვარკი, ამიტომ მეზონებიც უფეროები არიან. კქდ-ში მოქმედებს პრონციპი, რომლის მიხედვითაც, კვარკებს მხოლოდ ისეთი კომბინაციების ჩამოყალიბება შეუძლიათ, რომელთა ჯამური ფერი ნეიტრალურია.

 კვარკებს შორის ურთიერთქმედება 8 სახესხვაობის ნაწილაკებით – გლიუონები(ინგლ. glue – წებო, შეწებება), ხორციელდება. სწორედ ისინი გამოდიან წყლის როლში, თუ მოციგურავეების ანალოგიას დავუბრუნდებით. თუმცა, კედ-ის ფოტონებისგან განსხვავებით, რომელთაც მუხტი არ გააჩნიათ(არადა დამუხტულ ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედების გადამტანების როლში გამოდიან), გლიუონებს საკუთარი ფერი გააჩნიათ და იმ კვარკების ფერის შეცვლა შეუძლიათ, რომლებზეც ზემოქმედებას ახდენენ(ჩვენს მოციგურავეებს სქესი რომ ეცვლებოდეთ წყლის შესხმის მერე). მაგალითად, გლიუონის შთანთქმისას ცისფერი კვარკი გაწითლდა – ესეიგი გლიუნს წითელი ფერის ერთეული დადებითი მუხტი და ცისფერის ერთეული უარყოფითი მუხტი გააჩნდა. იმის გამო, რომ ამ დროს კვარკის საერთო შეფერილობის მუხტი არ იცვლება, კქდ-ს ჩარჩოებში ასეთი ურთიერთქმედება დასაშვებია(აუცილებელიც კი).

 კქდ ოთხმოციანი წლების დასაწყისიდან ფუნქციონირებს, მან ექსპერიმენტული გადამოწმებების მთელი რიგი გაიარა. ამ თეორიით პროგნოზირებული შედეგები, ნაწილაკთა შეჯახებებისას, ამაჩქარებლებიდან მიღებული მონაცემებითაც მტკიცდება(ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი; არომატული კვარკები:); ატომი).

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *