სუსტი ურთიერთქმედება

სუსტი ურთიერთქმედება

 ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედებიდან ერთ-ერთი. ელემენტარულ ნაწილაკებს შორის მოქმედი სუსტი ურთიერთქმედება(ს.უ.), ელექტრომაგნიტურზე გაცილებით სუსტია, თუმცა გაცილებით ძლიერი გრავიტაციულზე. ოთხმოციან წლებში დადგინდა, რომ ს.უ. და ელექტრომგნიტური ურთიერთქმედება ერთიანი ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების განსხვავებული გამოვლინებაა.

 ურთიერთქმედების ინტენსიურობაზე მისი მიმდინარეობის სიჩქარით შეგვიძლია ვიმსჯელოთ. ჩვეულებივ, ერთმანეთს 1 გევ. ენერგიაზე მიმდინარე პროცესებს ადარებენ, რომელიც ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკისთვისაა დამახასიათებელი. ასეთი ენერგიების დროს მიმდინარე პროცესები, განპირობებული ძლიერი ურთიერთქმედებით, დაახლოებით 10-24 წამში ხდება, ელ.მაგნიტური პროცესები – 10-21 წამში, ხოლო ს.უ-ით გამოწვეული პროცესი საკმაოდ ნელა მიმდინარეობს – 10-10 წამი, ასე რომ ელემენტარული ნაწილაკების სამყაროში სუსტი პროცესები ძალიან ნელია.

 ურთიერთქმედების კიდევ ერთი მახასითებელია ნივთიერებაში ნაწილაკის თავისუფალი გარბენის სიგრძე. ძლიერად ურთიერთქმედი ნაწილაკები(ადრონები-პროტონი, ნეიტრონი) რკინის რამდენიმე ათეულ სანტიმეტრიანი კედლით შეიძლება შევაჩეროთ, მაშინ როცა ნეიტრინო, ყოველგვარი შეჯახებების გარეშე იგივე ნივთიერების მილიარდ კილომეტრიან კედელს გაივლიდა. კიდევ უფრო სუსტია გრავიტაციული ძალა, 1გევ. ენერგიაზე 1033ჯერ ნაკლებია ს.უ-ზე. თუმცა, მისი როლი გაცილებით შესამჩნევია ვიდრე ს.უ-ის, რადგან გრავიტაციას, როგოც ელ.მაგნიტურ ურთიერთქმედებას, მოქმედების ძალიან დიდი რადიუსი გააჩნია. დედამიწის ზედაპირზე მდებარე სხეულზე, გრავიტაციულად მოქმედებს ყველა ატომი, რომლებისგანაც შედგება დედამიწა. ს.უ. კი ფლობს მოქმედების ძალიან მცირე რადიუსს: დაახლოებით 2*10-16 სანტიმეტრი(ძლიერზე სამი რიგით პატარა). ამის გამო ს.უ, მაგალითად, ორ მეზობელ ატომის ბირთვებს შორის, რომლებიც 10-8 სანტიმეტრით არის დაშორებული, უკიდურესად მცირეა, შეუდარებლად სუსტი არა მარტო ელ.მაგნიტურ, არამედ გრავიტაციულ ურთიერთქმედებაზეც მათ შორის.

 მცირე მაჩვენებელისა და მოქმედების მცირე რადიუსის მიუხედავად ს.უ. ძალიან მნიშვნელოვან როლს თამშობს ბუნებაში. მისი ”გამორთვა” რომ შეგვძლებოდა, ჩაქრებოდა მზეც, რადგან ვეღარ მოხდებოდა პროტონის ნეიტრონად, პოზიტრონად და ნეიტრინოდ გადაქცევის პროცესი, რომლის შედეგი ოთხი პროტონის ჰელიუმად 4Не, ორ პოზიტრონად და ორ ნეიტრინოდ გადაქცევაა. ეს პროცესი მზისა და ვარსკვლავების ენერგიის ძირითადი წყაროა. ს.უ-ით გამოწვეული პროცესები ნეიტრინოს გამოსხივებით, ვარსკვლავების ევოლუციის განუყოფელი ნაწილია, ნეიტრინოებს თან მიაქვთ ძალიან ცხელი ვრსკვლავების ენერგიის ნაწილი(აცივებენ მათ), ასევე ზეახლების აფეთქების დროს, მათი პულსარად გადაქცევით. ს.უ. რომ არ იყოს, იქნებოდნენ სტაბილური და ფართოდ გავრცელებული მიუონები, პი-მეზონები, უცნაური და მომხიბვლელი ნაწილაკები, რომლებიც ს.უ-ით იშლება. ს.უ-ის ასეთი დიდი როლი იმასთანაა დაკავშირებული, რომ ის, ელ.მაგნიტური და ძლიერი ურთიერთქმედებებისგან განსხვავებით, არ ემორჩიელბა აკრძალვების მთელ რიგს, კერძოდ, ს.უ. დამუხტულ ლეპტონებს(მაგ. ელექტრონი) ნეიტრინოებად აქცევს, ხოლო ერთი ტიპის(არომატის) კვარკებს სხვა ტიპის კვარკებად. სუსტი პროცესების ინტენსიურობა ენერგიის ზრდასთან ერთად იზრდება და ელ.მაგნიტურისას უტოლდება.

 ბეტა-დაშლა.

 თეორეტიკოსები წინა საუკუნის მეორე ნახევრამდე ვარაუდობდნენ, ხოლო ექსპერიმენტები გარანტიას იძლეოდა, რომ ელემენტარული ნაწილეკების ურთიერთგარდაქმნა აბსოლუტურად ყველა შემთხვევში ინვარიანტულია სარკული სიმეტრიის მიმართ. ანუ, ნებისმიერი პროცესი მათი მონაწილეობით არ იცვლება ბრტყელი სარკის ანარეკლში, როგორც არ უნდა მოვათავსოთ ის სივრცეში – რაღაც ამდაგვარი ხდება თუ მარცხენას მარჯვენათი შევცვლით ან პირიქით. ფიზიკოსები ასეთ ინვარიანტულობას სისწორის(parity, ისევ ვერ მოვიძიე შესაბამისი ქართული სიტყვა) შენახვას უწოდებენ. ის აშკარად და ბუნებრივად გვეჩვენება, რადგან მარჯვენასა და მარცხენას შორის განსხვავება სრულიად პირობითია. ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედებიდან – გრავიტაციული, ელექტრომაგნიტური, ძლიერი და სუსტი – პირველი სამი ნამდვილად ემორჩილება სისწორის შენახვის კანონს. აი სუსტ ურთიერთქმედებებში(მაგალითად, ბირთვების ბეტა-დაშლა) კი სისწორე არ ნარჩუნდება. შეიძლება ითქვას, რომ ნაწილაკების ურთიერთგარდაქმნები, მართული სუსტი ურთიერთქმედებების მიერ, რეაგირებენ განსხვავებაზე მარჯვენასა და მარცხენას შორის. ეს განსაკუთრებული თვისება თეორიულად 1956 წელს იწინასწარმეტყველეს და მალე ექსპერიმენტითაც დაამტკიცეს.

 არსებობს სისწორის კომბინირებული ინვერსია, მუხტის ნიშნის შეცვლა(C, charge), რომელიც ნაწილაკს ანტინაწილაკად გარდაქმნის, სისწორის(P, parity) ინვერსიასთან ერთად, რომელიც სარკულად ”აირეკლავს” ნაწილაკს, ”მარცხენას” შეცვლით ”მარჯვენაზე”(იმპულსის მიმართულება). ძლიერი და ელ.მაგნიტური ურთიერთქმედება CP-ინვერსიის მიმართ სიმეტრიულებია(როგორც ფიზიკოსები ამბობენ, ინვარიანტულები), სუსტი კი არა, რაც ზოგიერთი დაშლის დროს დაიმზირება. კერძოდ, ნეიტრალური კაონები(К-მეზონები, რომლებიც s-ანტიკვარკისგან და d ან u-კვარკებისგან შედგება) ოსცილირებენ, ანუ ანტინაწილაკებად გარდაიქმნებიან და პირიქით. გარდაქმნათა ალბათობა პირდაპირი და უკუმიმართულებებით არ არის ერთმანეთის ტოლი, რაც CP-სიმეტრიის დარღვევაზე მიუთითებს(ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი).

Show Comments Hide Comments

კომენტარის დატოვება

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *