Ուղղակի մեկ տարի առաջ Փիթեր Հիգսը և Ֆրանսուա Էնգլերը Նոբելյան մրցանակ ստացան ենթաատոմային մասնիկների վերաբերյալ իրենց աշխատանքի համար։ Դա կարող է ծիծաղելի թվալ, բայց գիտնականներն իրենց բացահայտումներն արել են կես դար առաջ, բայց մինչ այժմ դրանց մեծ նշանակություն չի տրվել։
1964 թվականին ևս երկու տաղանդավոր ֆիզիկոսներ նույնպես հանդես եկան իրենց նորարարական տեսությամբ: Սկզբում նա նույնպես գրեթե ուշադրություն չէր գրավում։ Սա տարօրինակ է, քանի որ նա նկարագրել է հադրոնների կառուցվածքը, առանց որի հնարավոր չէ ուժեղ միջատոմային փոխազդեցություն: Դա քվարկների տեսությունն էր։
Ինչ է սա?
Ի դեպ, ի՞նչ է քվարկը: Սա հադրոնի ամենակարեւոր բաղադրիչներից մեկն է։ Կարևոր! Այս մասնիկը ունի «կես» սպին, իրականում ֆերմիոն է: Կախված գույնից (ավելի մանրամասն՝ ստորև), քվարկի լիցքը կարող է հավասար լինել պրոտոնի լիցքի մեկ երրորդին կամ երկու երրորդին։ Ինչ վերաբերում է գույներին, ապա դրանք վեցն են (քվարկների սերունդներ): Դրանք անհրաժեշտ են, որպեսզի Պաուլիի սկզբունքը չխախտվի։
Հիմնականմանրամասներ
Հադրոնների բաղադրության մեջ այս մասնիկները գտնվում են սահմանափակման արժեքը չգերազանցող հեռավորության վրա։ Սա բացատրվում է պարզ. նրանք փոխանակում են չափիչ դաշտի վեկտորները, այսինքն՝ գլյուոնները։ Ինչու է քվարկն այդքան կարևոր: Գլուոնային պլազման (կվարկերով հագեցած) նյութի այն վիճակն է, որում ամբողջ տիեզերքը գտնվում էր Մեծ պայթյունից անմիջապես հետո։ Համապատասխանաբար, քվարկների և գլյուոնների գոյությունը ուղղակի հաստատում է, որ նա իսկապես եղել է։
Նրանք նույնպես ունեն իրենց գույնը, ուստի շարժման ընթացքում ստեղծում են իրենց վիրտուալ պատճենները։ Համապատասխանաբար, քանի որ քվարկների միջև հեռավորությունը մեծանում է, նրանց միջև փոխազդեցության ուժը զգալիորեն մեծանում է։ Ինչպես կարող եք կռահել, նվազագույն հեռավորության վրա փոխազդեցությունը գործնականում անհետանում է (ասիմպտոտիկ ազատություն):
Այսպիսով, հադրոններում ցանկացած ուժեղ փոխազդեցություն բացատրվում է քվարկների միջև գլյուոնների անցումով։ Եթե խոսենք հադրոնների փոխազդեցությունների մասին, ապա դրանք բացատրվում են պի-մեզոնային ռեզոնանսի փոխանցմամբ։ Պարզ ասած, անուղղակիորեն ամեն ինչ նորից հանգում է գլյուոնների փոխանակմանը։
Քանի՞ քվարկ կա նուկլեոններում:
Յուրաքանչյուր նեյտրոն բաղկացած է զույգ d-քվարկներից և նույնիսկ մեկ u-քվարկից: Յուրաքանչյուր պրոտոն, ընդհակառակը, կազմված է մեկ d-քվարկից և մի զույգ u-քվարկից: Ի դեպ, տառերը վերագրվում են կախված քվանտային թվերից։
Բացատրենք. Օրինակ, բետա քայքայումը բացատրվում է հենց նուկլեոնի բաղադրության մեջ գտնվող նույն տեսակի քվարկներից մեկի փոխակերպմամբ մյուսի։ Որպեսզի ավելի պարզ լինի, այս գործընթացը կարելի է գրել հետևյալ բանաձևով. d=u + w (սա նեյտրոնների քայքայումն է): Համապատասխանաբար,պրոտոնը գրվում է մի փոքր այլ բանաձևով՝ u=d + w։
Ի դեպ, հենց վերջին գործընթացն է բացատրում նեյտրինոների և պոզիտրոնների մշտական հոսքը աստղային մեծ կուտակումներից։ Այսպիսով, տիեզերքի մասշտաբով քվարկի չափ կարևոր մասնիկներ կան. գլյուոնային պլազման, ինչպես արդեն ասացինք, հաստատում է Մեծ պայթյունի փաստը, և այդ մասնիկների ուսումնասիրությունները թույլ են տալիս գիտնականներին ավելի լավ հասկանալ բուն էությունը։ աշխարհը, որտեղ մենք ապրում ենք։
Ի՞նչն է փոքր քվարկից:
Ի դեպ, ինչի՞ց են կազմված քվարկները: Նրանց բաղկացուցիչ մասնիկները պրեոններ են։ Այս մասնիկները շատ փոքր են և վատ են ընկալվում, այնպես որ նույնիսկ այսօր նրանց մասին շատ բան հայտնի չէ: Դա այն է, ինչ փոքր է քվարկից:
Որտեղի՞ց են նրանք եկել?
Մինչ օրս պրեոնների առաջացման ամենատարածված երկու վարկածները՝ լարերի տեսությունը և Բիլսոն-Թոմփսոնի տեսությունը: Առաջին դեպքում այդ մասնիկների տեսքը բացատրվում է լարային տատանումներով։ Երկրորդ վարկածը ենթադրում է, որ դրանց տեսքը պայմանավորված է տարածության և ժամանակի գրգռված վիճակով:
Հետաքրքիր է, որ երկրորդ դեպքում երևույթը կարելի է ամբողջությամբ նկարագրել՝ օգտագործելով սպինային ցանցի կորերի երկայնքով զուգահեռ փոխանցման մատրիցը։ Հենց այս մատրիցայի հատկությունները կանխորոշում են պրեոնի հատկությունները: Ահա թե ինչից են կազմված քվարկները։
Ամփոփելով որոշ արդյունքներ՝ կարելի է ասել, որ քվարկները մի տեսակ «քվանտա» են հադրոնների բաղադրության մեջ։ Տպավորված. Իսկ հիմա կխոսենք այն մասին, թե ընդհանրապես ինչպես է հայտնաբերվել քվարկը։ Սա շատ հետաքրքիր պատմություն է, որը, բացի այդ, լիովին բացահայտում է վերը նկարագրված որոշ նրբերանգներ։
Տարօրինակ մասնիկներ
Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ավարտից անմիջապես հետո գիտնականները սկսեցին ակտիվորեն ուսումնասիրել ենթաատոմային մասնիկների աշխարհը, որը մինչ այդ պրիմիտիվորեն պարզ տեսք ուներ (ըստ այդ պատկերացումների): Պրոտոնները, նեյտրոնները (նուկլեոնները) և էլեկտրոնները կազմում են ատոմ։ 1947 թվականին հայտնաբերվեցին պիոններ (և դրանց գոյությունը կանխատեսվել էր դեռևս 1935 թվականին), որոնք պատասխանատու էին ատոմների միջուկում նուկլոնների փոխադարձ ներգրավման համար։ Այս իրադարձությանը միաժամանակ մեկից ավելի գիտական ցուցահանդես է նվիրված։ Քվարկները դեռ չէին հայտնաբերվել, բայց նրանց «հետքի» վրա հարձակվելու պահը մոտենում էր։
Նեյտրինոները դեռևս հայտնաբերված չէին այդ ժամանակ: Բայց նրանց ակնհայտ նշանակությունը ատոմների բետա քայքայման բացատրության մեջ այնքան մեծ էր, որ գիտնականները քիչ էին կասկածում դրանց գոյությանը: Բացի այդ, որոշ հակամասնիկներ արդեն հայտնաբերվել կամ կանխատեսվել են։ Միակ բանը, որ մնաց անհասկանալի, մյուոնների հետ կապված իրավիճակն էր, որոնք ձևավորվել են պիոնների քայքայման ժամանակ և այնուհետև անցել նեյտրինոյի, էլեկտրոնի կամ պոզիտրոնի վիճակի։ Ֆիզիկոսներն ընդհանրապես չէին հասկանում, թե ինչի համար է այս միջանկյալ կայանը։
Ավա՜ղ, նման պարզ ու ոչ հավակնոտ մոդելը երկար չդիմացավ պիոնների հայտնաբերման պահից։ 1947 թվականին երկու անգլիացի ֆիզիկոսներ՝ Ջորջ Ռոչեսթերը և Քլիֆորդ Բաթլերը, հետաքրքիր հոդված են հրապարակել Nature գիտական ամսագրում։ Դրա նյութը նրանց կողմից տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրությունն էր ամպային խցիկի միջոցով, որի ընթացքում նրանք հետաքրքիր տեղեկություններ էին ստանում: Դիտարկման ընթացքում արված լուսանկարներից մեկի վրա հստակ երևում էին ընդհանուր սկիզբ ունեցող զույգ հետքեր։ Քանի որ անհամապատասխանությունը նման էր լատիներեն V-ին, անմիջապես պարզ դարձավ– Այս մասնիկների լիցքը միանշանակ տարբեր է։
Գիտնականներն անմիջապես ենթադրեցին, որ այս հետքերը վկայում են ինչ-որ անհայտ մասնիկի քայքայման փաստի մասին, որն այլ հետքեր չի թողել։ Հաշվարկները ցույց են տվել, որ դրա զանգվածը մոտ 500 ՄէՎ է, ինչը շատ ավելի մեծ է, քան այս արժեքը էլեկտրոնի համար։ Իհարկե, հետազոտողները իրենց հայտնագործությունն անվանել են V-մասնիկ: Այնուամենայնիվ, դա դեռ քվարկ չէր։ Այս մասնիկը դեռ սպասում էր թևերի մեջ։
Դա նոր է սկսում
Ամեն ինչ սկսվեց այս բացահայտումից: 1949 թվականին նույն պայմաններում հայտնաբերվել է մասնիկի հետք, որը միանգամից երեք պիոն է առաջացրել։ Շուտով պարզ դարձավ, որ նա, ինչպես նաև V-մասնիկը, չորս մասնիկներից բաղկացած ընտանիքի բոլորովին այլ ներկայացուցիչներ են։ Հետագայում դրանք կոչվեցին Կ-մեզոններ (կաոններ):
Լիցքավորված կաոնների զույգ զանգվածը 494 ՄէՎ է, իսկ չեզոք լիցքի դեպքում՝ 498 ՄէՎ։ Ի դեպ, 1947 թվականին գիտնականներին բախտ է վիճակվել ֆիքսել դրական կաոնի քայքայման նույն շատ հազվադեպ դեպքը, բայց այն ժամանակ նրանք պարզապես չէին կարողանում ճիշտ մեկնաբանել պատկերը: Այնուամենայնիվ, լիովին արդար լինելու համար, փաստորեն, կաոնի առաջին դիտարկումը կատարվել է դեռևս 1943 թվականին, սակայն այդ մասին տեղեկատվությունը գրեթե կորել էր հետպատերազմյան բազմաթիվ գիտական հրապարակումների ֆոնին:
Նոր տարօրինակություն
Եվ հետո գիտնականներին ավելի շատ բացահայտումներ էին սպասում: 1950 և 1951 թվականներին Մանչեսթերի և Մելնբուրգի համալսարանների հետազոտողներին հաջողվել է գտնել պրոտոններից և նեյտրոններից շատ ավելի ծանր մասնիկներ: Այն կրկին լիցք չուներ, բայց քայքայվեց պրոտոնի և պիոնի: Վերջինս, ինչպես կարելի է հասկանալ,բացասական լիցք: Նոր մասնիկը ստացել է Λ (լամբդա) անվանումը։
Որքան շատ ժամանակ անցավ, այնքան շատ հարցեր ունեին գիտնականները։ Խնդիրն այն էր, որ նոր մասնիկներն առաջացել են բացառապես ուժեղ ատոմային փոխազդեցություններից՝ արագ քայքայվելով հայտնի պրոտոնների և նեյտրոնների մեջ: Բացի այդ, նրանք միշտ հանդես են եկել զույգերով, երբեք առանձին դրսեւորումներ չեն եղել։ Այդ իսկ պատճառով ԱՄՆ-ից և Ճապոնիայից մի խումբ ֆիզիկոսներ առաջարկեցին իրենց նկարագրության մեջ օգտագործել նոր քվանտային թիվ՝ տարօրինակություն։ Ըստ նրանց սահմանման՝ մնացած բոլոր հայտնի մասնիկների տարօրինակությունը զրո էր։
Լրացուցիչ հետազոտություն
Հետազոտության մեջ բեկումը տեղի ունեցավ միայն հադրոնների նոր համակարգվածության ի հայտ գալուց հետո: Դրանում ամենաակնառու դեմքը իսրայելցի Յուվալ Նեամանն էր, ով ականավոր զինվորականի կարիերան փոխեց գիտնականի նույնքան փայլուն ուղու վրա:
Նա նկատեց, որ մինչ այդ հայտնաբերված մեզոններն ու բարիոնները քայքայվում են՝ ձևավորելով հարակից մասնիկների մի խումբ՝ բազմակի: Յուրաքանչյուր նման ասոցիացիայի անդամներն ունեն ճիշտ նույն տարօրինակությունը, բայց հակառակ էլեկտրական լիցքերը։ Քանի որ իսկապես ուժեղ միջուկային փոխազդեցություններն ամենևին էլ կախված չեն էլեկտրական լիցքերից, մնացած բոլոր առումներով բազմակի մասնիկները կատարյալ երկվորյակների տեսք ունեն։
Գիտնականները ենթադրեցին, որ նման գոյացությունների առաջացման համար պատասխանատու է որոշակի բնական սիմետրիա, և շուտով նրանց հաջողվեց գտնել այն: Պարզվեց, որ դա SU(2) սպին խմբի պարզ ընդհանրացում է, որն ամբողջ աշխարհի գիտնականներն օգտագործել են քվանտային թվերը նկարագրելու համար։ Այստեղմիայն այդ ժամանակ արդեն հայտնի էր 23 հադրոն, և նրանց սպինները հավասար էին 0-ի, ½ կամ ամբողջ միավորի, և, հետևաբար, հնարավոր չէր օգտագործել նման դասակարգում:
Արդյունքում դասակարգման համար միանգամից երկու քվանտային թիվ պետք է օգտագործվեր, ինչի պատճառով դասակարգումը զգալիորեն ընդլայնվեց։ Այսպես հայտնվեց SU(3) խումբը, որը դարասկզբին ստեղծեց ֆրանսիացի մաթեմատիկոս Էլի Կարտանը։ Դրանում յուրաքանչյուր մասնիկի համակարգված դիրքը որոշելու համար գիտնականները հետազոտական ծրագիր են մշակել։ Քվարկը հետագայում հեշտությամբ մտավ համակարգված շարք, ինչը հաստատեց փորձագետների բացարձակ ճիշտությունը:
Նոր քվանտային թվեր
Այսպիսով, գիտնականների մոտ առաջացավ վերացական քվանտային թվեր օգտագործելու գաղափարը, որը դարձավ հիպերլիցք և իզոտոպային սպին: Սակայն տարօրինակությունն ու էլեկտրական լիցքը կարելի է նույն հաջողությամբ ընդունել։ Այս սխեման պայմանականորեն կոչվում էր «Ութնապատիկ ճանապարհ»: Սա ցույց է տալիս բուդդիզմի անալոգիան, որտեղ նիրվանային հասնելուց առաջ դուք նույնպես պետք է անցնեք ութ մակարդակ: Այնուամենայնիվ, այս ամենը տեքստ է։
Նիմանը և նրա գործընկեր Գել-Մաննը հրապարակել են իրենց աշխատանքը 1961 թվականին, և այն ժամանակ հայտնի մեզոնների թիվը չի գերազանցել յոթը: Սակայն իրենց աշխատանքում հետազոտողները չեն վախեցել նշել ութերորդ մեզոնի գոյության մեծ հավանականությունը։ Նույն 1961 թվականին նրանց տեսությունը փայլուն կերպով հաստատվեց։ Գտնված մասնիկը ստացել է էտա մեզոն (հունարեն տառ η) անունը։
Հետագա բացահայտումները և պայծառության հետ կապված փորձերը հաստատեցին SU(3) դասակարգման բացարձակ ճիշտությունը: Այս հանգամանքը հզոր է դարձելխթան այն հետազոտողների համար, ովքեր գտել են, որ իրենք ճիշտ ուղու վրա են: Նույնիսկ ինքը՝ Գել-Մանը, այլեւս չէր կասկածում, որ բնության մեջ քվարկներ կան։ Նրա տեսության վերաբերյալ ակնարկներն այնքան էլ դրական չէին, բայց գիտնականը վստահ էր, որ նա ճիշտ էր։
Ահա քվարկները:
Շուտով հրապարակվեց «Բարիոնների և մեզոնների սխեմատիկ մոդելը» հոդվածը։ Դրանում գիտնականները կարողացան հետագայում զարգացնել համակարգման գաղափարը, որն այնքան օգտակար էր: Նրանք պարզեցին, որ SU(3)-ը միանգամայն թույլ է տալիս ֆերմիոնների ամբողջական եռյակների գոյությունը, որոնց էլեկտրական լիցքը տատանվում է 2/3-ից մինչև 1/3 և -1/3, իսկ եռյակում մեկ մասնիկը միշտ ունի ոչ զրոյական տարօրինակություն: Գել-Մանը, որն արդեն մեզ հայտնի է, դրանք անվանեց «քվարկ տարրական մասնիկներ»:
Համաձայն մեղադրանքների՝ նա դրանք նշանակել է u, d և s (անգլերեն վեր, վար և տարօրինակ բառերից)։ Նոր սխեմայի համաձայն՝ յուրաքանչյուր բարիոն ձևավորվում է միանգամից երեք քվարկներով։ Մեզոնները շատ ավելի պարզ են: Դրանք ներառում են մեկ քվարկ (այս կանոնն անդրդվելի է) և հակաքվարկ։ Միայն դրանից հետո գիտական հանրությունը տեղեկացավ այս մասնիկների գոյության մասին, որոնց նվիրված է մեր հոդվածը։
Մի քիչ ավելի շատ նախապատմություն
Այս հոդվածը, որը մեծ մասամբ կանխորոշեց ֆիզիկայի զարգացումը գալիք տարիների ընթացքում, բավականին հետաքրքիր նախապատմություն ունի: Գել-Մանն այս տեսակի եռյակների գոյության մասին մտածել է դրա հրապարակումից շատ առաջ, բայց իր ենթադրությունները ոչ մեկի հետ չի քննարկել։ Փաստն այն է, որ նրա ենթադրությունները կոտորակային լիցքով մասնիկների գոյության մասին անհեթեթություն էին թվում։ Սակայն ականավոր տեսական ֆիզիկոս Ռոբերտ Սերբերի հետ զրուցելուց հետո նա իմացավ, որ իր գործընկերարեց ճիշտ նույն եզրակացությունները։
Բացի այդ, գիտնականն արել է միակ ճիշտ եզրակացությունը՝ նման մասնիկների գոյությունը հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե դրանք ազատ ֆերմիոններ չեն, այլ հադրոնների մաս են կազմում։ Իսկապես, այս դեպքում նրանց մեղադրանքները կազմում են մեկ ամբողջություն։ Սկզբում Գել-Մանը նրանց անվանել է քվարկներ և նույնիսկ նշել MTI-ում, սակայն ուսանողների և ուսուցիչների արձագանքը շատ զուսպ է եղել։ Այդ իսկ պատճառով գիտնականը շատ երկար մտածել է, թե արդյոք նա պետք է իր հետազոտությունը ներկայացնի հանրությանը։
Հենց «քվարկ» բառը (հնչյուն, որը հիշեցնում է բադերի ճիչը) վերցված է Ջեյմս Ջոյսի ստեղծագործությունից։ Տարօրինակ է, բայց ամերիկացի գիտնականն իր հոդվածն ուղարկել է եվրոպական հեղինակավոր Physics Letters գիտական ամսագրին, քանի որ նա լրջորեն վախենում էր, որ Physical Review Letters-ի ամերիկյան հրատարակության խմբագիրները, որոնք նման են մակարդակի, չեն ընդունի այն տպագրության համար: Ի դեպ, եթե ուզում ես գոնե այդ հոդվածի պատճենը նայել, ուղիղ ճանապարհ ունես դեպի նույն Բեռլինի թանգարանը։ Նրա ցուցադրության մեջ քվարկներ չկան, բայց կա դրանց հայտնաբերման ամբողջական պատմություն (ավելի ճիշտ՝ փաստագրական ապացույցներ):
Քվարկային հեղափոխության սկիզբ
Արդարության համար պետք է նշել, որ գրեթե նույն ժամանակ նման գաղափարի է եկել CERN-ի գիտնական Ջորջ Ցվեյգը։ Սկզբում Գել-Մանն ինքն էր նրա դաստիարակը, իսկ հետո՝ Ռիչարդ Ֆեյնմանը։ Ցվեյգը նաև որոշել է ֆերմիոնների գոյության իրողությունը, որոնք կոտորակային լիցքեր ունեին, նրանց անվանել են միայն թզեր։ Ավելին, տաղանդավոր ֆիզիկոսը բարիոններին համարել է նաև քվարկների եռյակ, իսկ մեզոններին՝ քվարկների համակցություն։և հակաքվարկ։
Պարզ ասած՝ աշակերտը ամբողջությամբ կրկնել է իր ուսուցչի եզրահանգումները և ամբողջովին բաժանվել նրանից։ Նրա աշխատանքը հայտնվել է նույնիսկ Մանի հրատարակությունից մի քանի շաբաթ առաջ, բայց միայն որպես ինստիտուտի «տնական» աշխատանք։ Այնուամենայնիվ, երկու անկախ աշխատանքների առկայությունը, որոնց եզրակացությունները գրեթե նույնական էին, որոշ գիտնականների անմիջապես համոզեցին առաջարկված տեսության ճիշտության մեջ:
Մերժումից մինչև վստահություն
Բայց շատ հետազոտողներ ընդունել են այս տեսությունը ոչ անմիջապես: Այո, լրագրողներն ու տեսաբանները շատ արագ սիրահարվեցին դրան իր պարզության և պարզության համար, բայց լուրջ ֆիզիկոսներն այն ընդունեցին միայն 12 տարի հետո: Մի մեղադրեք նրանց չափազանց պահպանողական լինելու համար: Փաստն այն է, որ ի սկզբանե քվարկների տեսությունը կտրուկ հակասում էր Պաուլիի սկզբունքին, որը մենք նշեցինք հոդվածի հենց սկզբում։ Եթե ենթադրենք, որ պրոտոնը պարունակում է զույգ u-քվարկ և մեկ d-քվարկ, ապա առաջինը պետք է լինի խիստ նույն քվանտային վիճակում: Ըստ Պաուլիի, դա անհնար է։
Հենց այդ ժամանակ հայտնվեց լրացուցիչ քվանտային թիվ՝ արտահայտված որպես գույն (որը մենք նույնպես նշեցինք վերևում): Բացի այդ, միանգամայն անհասկանալի էր, թե ընդհանրապես ինչպես են քվարկների տարրական մասնիկները փոխազդում միմյանց հետ, ինչու նրանց ազատ սորտերը չեն առաջանում։ Այս բոլոր գաղտնիքների բացահայտմանը մեծապես օգնեց «Gauge Fields»-ի տեսությունը, որը «մտքիս բերվեց» միայն 70-ականների կեսերին: Մոտավորապես միևնույն ժամանակ, դրա մեջ օրգանապես ներառվեց հադրոնների քվարկների տեսությունը։
Բայց ամենից շատ, տեսության զարգացումը հետ կանգնեց գոնե որոշ փորձարարական փորձերի իսպառ բացակայությամբ,ինչը կհաստատի քվարկների և՛ գոյությունը, և՛ փոխազդեցությունը միմյանց և այլ մասնիկների հետ։ Եվ դրանք աստիճանաբար սկսեցին ի հայտ գալ միայն 60-ականների վերջից, երբ տեխնոլոգիայի բուռն զարգացումը հնարավորություն տվեց իրականացնել փորձարկում՝ պրոտոնների «փոխանցման» հետ էլեկտրոնային հոսքերով։ Հենց այս փորձերն էլ հնարավորություն տվեցին ապացուցել, որ որոշ մասնիկներ իսկապես «թաքնված» են պրոտոնների ներսում, որոնք սկզբում կոչվում էին պարտոններ։ Հետագայում, այնուամենայնիվ, նրանք համոզվեցին, որ սա ոչ այլ ինչ է, քան իսկական քվարկ, բայց դա տեղի ունեցավ միայն 1972 թվականի վերջին։
Փորձնական հաստատում
Իհարկե, շատ ավելի փորձնական տվյալներ էին անհրաժեշտ գիտական հանրությանը վերջապես համոզելու համար։ 1964 թվականին Ջեյմս Բյորկենը և Շելդոն Գլաշոն (ի դեպ, ապագա Նոբելյան մրցանակակիրը) առաջարկեցին, որ կարող է լինել նաև չորրորդ տեսակի քվարկ, որը նրանք անվանեցին հմայված։
Այս վարկածի շնորհիվ էր, որ արդեն 1970 թվականին գիտնականները կարողացան բացատրել շատ տարօրինակություններ, որոնք նկատվել էին չեզոք լիցքավորված կաոնների քայքայման ժամանակ։ Չորս տարի անց ամերիկացի ֆիզիկոսների երկու անկախ խմբերին միանգամից հաջողվեց շտկել մեզոնի քայքայումը, որը ներառում էր ընդամենը մեկ «հմայված» քվարկ, ինչպես նաև նրա անտիկվարկը: Զարմանալի չէ, որ այս իրադարձությունը անմիջապես կոչվեց Նոյեմբերյան հեղափոխություն: Առաջին անգամ քվարկների տեսությունը քիչ թե շատ «տեսողական» հաստատում ստացավ։
Հայտնագործության կարևորության մասին է վկայում այն փաստը, որ ծրագրի ղեկավարներ Սամուել Թինգը և Բարտոն Ռիխտերը արդեն անցել են.երկու տարի ընդունեցին իրենց Նոբելյան մրցանակը. այս իրադարձությունն արտացոլված է բազմաթիվ հոդվածներում: Դրանցից մի քանիսը կարող եք տեսնել բնօրինակում, եթե այցելեք Նյու Յորքի բնական գիտությունների թանգարան: Քվարկները, ինչպես արդեն ասացինք, մեր ժամանակի չափազանց կարևոր հայտնագործությունն են, և այդ պատճառով գիտական հանրության մեջ նրանց մեծ ուշադրություն է դարձվում։
Վերջնական փաստարկ
Միայն 1976 թվականին հետազոտողները գտան զրոյական հմայքով մեկ մասնիկ՝ չեզոք D-մեզոնը: Սա մեկ հմայված քվարկի և u-հակակվարկի բավականին բարդ համակցություն է: Այստեղ քվարկների գոյության նույնիսկ կարծրացած հակառակորդները ստիպված էին ընդունել ավելի քան երկու տասնամյակ առաջ առաջին անգամ հայտարարված տեսության ճիշտությունը: Ամենահայտնի տեսական ֆիզիկոսներից մեկը՝ Ջոն Էլիսը, հմայքն անվանեց «աշխարհը շրջող լծակ»։
Շուտով նոր հայտնագործությունների ցանկը ներառում էր մի զույգ առանձնապես զանգվածային քվարկներ՝ վերևից և ներքևից, որոնք հեշտությամբ կարող էին փոխկապակցվել այն ժամանակ արդեն ընդունված SU(3) համակարգման հետ: Վերջին տարիներին գիտնականները խոսում են այսպես կոչված տետրակարկների գոյության մասին, որոնք որոշ գիտնականներ արդեն անվանել են «հադրոնի մոլեկուլներ»:
Որոշ եզրակացություններ և եզրակացություններ
Դուք պետք է հասկանաք, որ քվարկների գոյության հայտնաբերումն ու գիտական հիմնավորումն իսկապես կարելի է անվտանգ համարել գիտական հեղափոխություն: Դրա սկիզբը կարելի է համարել 1947 թվականը (սկզբունքորեն՝ 1943), իսկ ավարտը ընկնում է առաջին «կախարդված» մեզոնի հայտնաբերման վրա։ Ստացվում է, որ մինչ օրս այս մակարդակի վերջին հայտնաբերման տևողությունը, ոչ պակաս, 29 տարի է (կամ նույնիսկ 32 տարի): Եվ այս ամենըժամանակ է ծախսվել ոչ միայն քվարկը գտնելու համար։ Որպես տիեզերքի սկզբնական օբյեկտ՝ գլյուոնային պլազման շուտով գրավեց գիտնականների շատ ավելի մեծ ուշադրություն։
Սակայն որքան ավելի բարդ է դառնում ուսումնասիրության ոլորտը, այնքան ավելի շատ ժամանակ է պահանջվում իսկապես կարևոր բացահայտումներ անելու համար: Ինչ վերաբերում է այն մասնիկներին, որոնք մենք քննարկում ենք, ապա ոչ ոք չի կարող թերագնահատել նման հայտնագործության կարևորությունը։ Քվարկների կառուցվածքն ուսումնասիրելով՝ մարդը կկարողանա ավելի խորը ներթափանցել տիեզերքի գաղտնիքների մեջ։ Հնարավոր է, որ միայն դրանց ամբողջական ուսումնասիրությունից հետո մենք կարողանանք պարզել, թե ինչպես է տեղի ունեցել մեծ պայթյունը և ինչ օրենքներով է զարգանում մեր Տիեզերքը։ Համենայն դեպս, հենց նրանց հայտնագործությունն էր, որը հնարավորություն տվեց շատ ֆիզիկոսների համոզել, որ մեզ շրջապատող իրականությունը շատ ավելի բարդ է, քան նախկին գաղափարները։
Այսպիսով դուք իմացաք, թե ինչ է քվարկը: Այս մասնիկը ժամանակին մեծ աղմուկ բարձրացրեց գիտական աշխարհում, և այսօր հետազոտողները լի են հույսերով՝ վերջապես բացահայտելու դրա բոլոր գաղտնիքները։
