Лекции по "Медицине"

5 бөлім сұрақтары

75.Табиғаттағы бөлшектер және антибөлшектер

Табиғатта кейбір элементар бөлшектер бос әлде әлсіз байланысты күйде (Есв<<тс2) болады, барлық кәдімгі материя солардан құрылған. Негізгі деп атауға болатын бөлшектерге жатады: атом ядросының құрамына кіретін протондар р және нейтрондар n; атом электрондық қабықшығын құрайтын электрондар е; электромагниттік өрістің кванттары фотондар γ . Кешірек оларға қосылған: ядролардың бета-өзгеру процестерінде туатын нейтрино (электрондық) νе және антинейтрино ; ядролық өз ара әрекеттесуді тасымалдаушы пиондар (пи-мезондар) π+, π0,π . Оған қоса, олардың анти бөлшектері теориялық алдын ала болжанған және экспериментте ашылған болған. Бұл бөлшектер антиматерияның негізі болып табылады. Қазіргі уақытта элементар бөлшектердің саны тез кӛбейіп 350 асып кетті.[pic 1]

1 20-шы жылдарда ағылшын физикі П. Дирак құрған электрон теориясынан «антиэлектрон» - сол массалы, бірақта заряды оң болуға тиіс деген тұжырым туды. Оны 1932 жылы өте күшті магниттік өріске орналастырған Вильсон камерасы кӛмегімен ғарыш сәулелердің арасынан тауып тіркеді. Ол бөлшекті позитрон е+ деп атады. Оның заряд белгісін траектория иілген бағытымен, ал массасын қисықтық радиусы мен трек жуандығы бойынша тапты.

2 Позитрон, электрон сияқты абсолют тұрақты. Бірақта баяу қозғалатын электрон мен позитрон бір бірімен кездескенде, екі фотонды тудырып, аннигиляцияға ұшырайды, яғни: е+ + е- 2.

Протон р және нейтрон n мен қатар, 50-ші жылдары ашылған антипротон p ~ және антинейтрон ñ бар. n және ñ екеуінің арасындағы айырмашылығы мынада: нейтронның электр заряды нӛлге тең болғанына қарамастан, оның тәртібі кішкентай магнитке ұқсайды, яғни оның меншікті магниттік моменті бар. Нейтронның магниттік моментінің рm векторы және J спиннің векторы антипараллельді болғандықтан, нейтронның магниттік моменті теріс деп саналады. Антинейтронның магниттік моменті оң деп саналады (рm және J векторлары параллельді).

Электронның е - антибөлшегі позитрон е + . Фотон шындық нейтралды бөлшек, яғни γ мен  бірдей. Кәдімгі β--ыдырау процесінде туатын антинейтрино бөлшегі бар, ал нейтрино e бөлшегі β+-ыдырауда, термоядролық реакцияларда және басқа процестерде туады. Нейтриноның спині импульске қарсы бағытталған, ал антинейтриноның спині импульс бағытымен бірге болады. Оң пионның π+ антибӛлшегі теріс пион π- болады. Зарядсыз пион π0 – шындық бөлшек[pic 2][pic 3][pic 4]

76.Бөлшектердің фундаменталдік өз ара әрекеттесуі және өз ара ауысуы

Қазіргі уақытта 350 астам элементар бөлшектер белгілі. Бар бөлшектер бір бірімен әрекеттесе алады. Фундаменталды өз ара әрекеттесудің төрт түрі белгілі: күшті, электромагниттік, әлсіз, гравитациялық.

Күшті өз ара әрекеттесу пионнан бастап ауыр бөлшектерге тән. Оның ең белгілі байқалуы – атом ядроларын ұстап тұратын ядролық күштер.

Электромагниттік өз ара әрекеттесуде тек қана электр зарядталған бӛлшектер мен фотондар тікелей қатысады. Оның ең белгілі байқалуы – атомдар болғанына себебкер болған кулон күштері. Дәл электромагниттік өз ара әрекеттесу заттардың макроскопиялық қасиеттерінің көбі болғанына жауапты. Электрон-позитрондық жұптың аннигиляциясына және басқа микроскопиялық процестердің көбіне себебкер.

Әлсіз өз ара әрекеттесу фотоннан басқа бар бөлшектерге сипатты. Оның ең белгілі байқалуы – нейтронның β +-ыдырауы және сан қатар ядролардың ыдырауы.

Гравитациялық өз ара әрекеттесу - бүкіл әлемдік тартылыс күші түрінде байқалатын Әлемдегі барлық денелерге сипатты. Бұл күш Галактикалардың, жұлдыздардың, планетлық жүйелердің ж.т.б. болуына себебкер. Гравитациялық өз ара әрекеттесу шексіз әлсіз болғандықтан, кәдімгі энергия деңгейінде, элементар бөлшектердің арасында ешқандай роль атқармайтын сияқты.