Սերունդ (ֆիզիկա)

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
HS Disambig.svg Անվան այլ կիրառումների համար տես՝ Սերունդ (այլ կիրառումներ)
Տարրական մասնիկների սերունդները
Տիպ Առաջին Երկրորդ Երրորդ
Քվարկներ
«վերև» տիպ u-քվարկ (վերև) c-քվարկ (հմայված) t-քվարկ (գագաթ)
«ներքև» տիպ d-քվարկ (ներքև) s-քվարկ (տարօրինակ) b-քվարկ (հատակ)
Լեպտոններ
լիցքավորված էլեկտրոն մյուոն տաու
չեզոք էլեկտրոնային նեյտրինո մյուոնային նեյտրինո տաու-նեյտրինո

Սերունդ (երբեմն՝ ընտանիք), տարրական մասնիկների դասակարգում տարրական մասնիկների ֆիզիկայում։ Տարբեր սերունդների մասնիկները տարբերվում են (բույրով) քվանտային թվերով և զանգվածով, սակայն մասնակցում են նույն փոխազդեցություններին։

Ըստ Ստանդարտ մոդելի՝ սերունդները երեքն են։ Ամեն սերնդում կա երկու լեպտոն և երկու քվարկ։ Այդ երկու լեպտոնը ըստ էլեկտրական լիցքի կարող են դասվել երկու խմբում՝ -1 լիցքով (ինչպես էլեկտրոնը) և էլեկտրաչեզոք (նեյտրինո), երկու քվարկները դասվում են ըստ -13 լիցքի («ներքև»-տիպ) և մեկը՝ ըստ +23 լիցքի («վերև»-տիպ)։

Ընդհանուր բնութագրեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ավելի բարձր սերունդի յուրաքանչյուր անդամն ունի ավելի մեծ զանգված, քան նախորդ սերնդի համապատասխան մասնիկը, բացառությամբ նեյտրինոների (որոնց փոքր, սակայն ոչ զրոյական զանգվածը ճշգրիտ չափված չէ)։ Օրինակ, առաջին սերնդի էլեկտրոնն ունի ընդամենը 0.511 ՄէՎV/c2 զանգված, երկրորդ սերնդի մյուոնը՝ 106 ՄէՎ/c2, իսկ երրորդ սերնդի տաուն՝ 1777 ՄէՎ/c2 կամ 1.77 ԳէՎ/c2 զանգված (գրեթե կրկնակի ծանր պրոտոնից)։ Զանգվածների այս հիեարխիայի պատճառով ավելի բարձր սերնդի մասնիկների տրոհվում են առաջին սերնդի մասնիկների, ինչը բացատրում է, թե ինչու առօրյա նյութը (ատոմները) կազմված է առաջին սերնդի մասնիկներից։ Էլեկտրոնները պտտվում են պրոտոններից և նեյտրոններից կազմված նուկլոնի շուրջը։ Պրոտոնը և նեյտրոնը բաղկացած են վերև և ներքև քվարկներից։ Լիցքավորված մասնիկների երկրորդ և երրորդ սերունդը սովորական նյութում չկա, և հնարավոր է տեսնել միայն խիստ մեծ էներգիայով միջավայրերում, օրինակ՝ տիեզերական ճառագայթներում կամ մասնիկների արագացուցիչներում։ Սերունդ տերմինը 1976 թ. առաջարկել է Ջեյմ Հարարին (անգլ. Haim Harari) Դեզ Հոուչեսի Ֆիզիկայի դպրոցում (ֆր. École de Physique des Houches)[1] [2]։

Բոլոր սերունդների նեյտրինոները սփռված են ամբողջ տիեզերքում, սակայն գրեթե չեն փոխազդում սովորական նյութի հետ[3]։ Ակնկալվում է, որ եթե համակողմանիորեն հասկանանք լեպտոնների սերունդների միջև առնչությունները, վերջապես կկարողանանք բացատրել տարրական մասնիկների զանգվածների հարաբերությունները, ինչը լույս կսփռի զանգվածի բնույթի վրա առհասարակ, քվանտային տեսանկյունից[4]։

Չորրորդ սերունդ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Չորրորդ և հաջորդ սերունդների գոյությունը հավանական չի թվում։ Դրանց հնարավորության դեմ են հանդես գալիս էլեկտրաթույլ փոխազդեցության դիտարկումներին վերաբերող որոշ չափումներ։ «Թեթև» նեյտրինո (45 ԳէՎ/c2-ից փոքր զանգվածով) ունեցող չորրորդ սերնդի գոյությունը բացառվել է Z բոզոնի տրոհման լայնության չափումներով, որոնք իրականացվել են ՑԵՌՆի Մեծ էլեկտրոն-պոզիտրոնային բախիչի միջոցով[5]։ Չնայած դրան, շարունակվում են չորրորդ սերնդի մասնիկների որոնումը մեծ էներգիաների բախիչներում, թեև դեռ փորձնական հաստատում չկա[6]։ Այսպիսի որոնումներում չորրորդ սերնդի մասնիկները նշանակվում են նույն տառերով, ինչ երրորդինը՝ ավելացնելով գծիկ (այսինքն՝ b′ and t′ և այլն)։

Ըստ ՑԵՌՆի և Բեռլինի Հումբոլտի անվան համալսարանի հետազոտողների վիճակագրական վերլուծությունների՝ ֆերմիոնների հաջորդ սերնդի գոյությունը կարելի է բացառել մոտ 99.99999% հավանականությամբ։ Հետազոտողները ի մի են բերել արագացուցիչներով և բազմաթիվ չափումներով ամփոփված տվյալները։ Ամենակարևոր տվյալները ստացվել էին Հիգսի բոզոնի հայտնաբերումից։ Ստանդարտ մոդելում Հիգսի բոզոնն է զանգված տալիս բոլոր մասնիկներին։ Քանի որ արագացուցիչներով փորձերում ուղղակիորեն չեն դիտվել այլ ֆերմիոններ, դրանք պիտի որ լինեն ավելի ծանր, քան մինչև հիմա հայտնաբերված ֆերմիոնները։ Ուստի այդ ֆերմիոնները ավելի ուժեղ պետք է փոխազդեն Հիգսի մասնիկի հետ։ Այս փոխազդեցությունը պետք է ձևափոխի Հիգսի մասնիկի հատկությունները, այնպես որ այդ մասնիկը նկատելի չի լինի[7]։

Հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Harari H. (1977)։ «Beyond charm»։ in Balian R., Llewellyn-Smith C.H.։ Weak and Electromagnetic Interactions at High Energy, Les Houches, France, Jul 5- Aug 14, 1976։ Les Houches Summer School Proceedings 29։ North-Holland Publishing Company։ էջ 613 
  2. Harari H., Three generations of quarks and leptons
  3. Massachusetts Institute of Technology, Experiment confirms famous physics model
  4. M.H. Mac Gregor, A 'Muon Mass Tree' with α-quantized Lepton, Quark, and Hadron Masses, 2006
  5. D. Decamp et al. (ALEPH experiment) (1989)։ «Determination of the number of light neutrino species»։ Physics Letters B 231 (4): 519։ Bibcode:1989PhLB..231..519D։ doi:10.1016/0370-2693(89)90704-1 
  6. C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2008)։ «Review of Particle Physics: b′ (4th Generation) Quarks, Searches for»։ Physics Letters B 667 (1): 1–1340։ Bibcode:2008PhLB..667....1P։ doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018 
  7. 12 matter particles suffice in nature Dec 13, 2012 Phys.Org