Atom so'zi "bo'linmas" degan ma'noni anglatadi. U yunon faylasuflari tomonidan, ularning g'oyalariga ko'ra, materiyadan iborat bo'lgan eng kichik zarrachalarni belgilash uchun kiritilgan.

O'n to'qqizinchi asrning fiziklari va kimyogarlari o'zlariga ma'lum bo'lgan eng kichik zarralar atamasini qabul qildilar. Garchi biz uzoq vaqt davomida atomlarni "ajratish" imkoniga ega bo'lsak va bo'linmas bo'linmas bo'lishni to'xtatgan bo'lsa-da, shunga qaramay, bu atama saqlanib qoldi. Bizning hozirgi fikrimizga ko'ra, atom eng kichik zarrachalardan iborat bo'lib, biz uni chaqiramiz elementar zarralar. Bundan tashqari, aslida bo'lmagan boshqa elementar zarralar ham bor ajralmas qismi atomlar. Ular odatda kuchli siklotronlar, sinxrotronlar va ushbu zarralarni o'rganish uchun maxsus mo'ljallangan boshqa zarracha tezlatgichlari yordamida ishlab chiqariladi. Ular kosmik nurlar atmosferadan o'tganda ham paydo bo'ladi. Bu elementar zarralar soniyaning milliondan bir necha qismidan keyin va ko'pincha paydo bo'lganidan keyin ham qisqa vaqt ichida parchalanadi. Parchalanish natijasida ular o'zgaradi, boshqa elementar zarrachalarga aylanadi yoki nurlanish shaklida energiya chiqaradi.

Elementar zarralarni oʻrganishda asosiy eʼtibor qisqa muddatli elementar zarrachalar sonining tobora ortib borishiga qaratilgan. Garchi bu muammo, xususan, fizikaning eng fundamental qonunlari bilan bog'liq bo'lganligi sababli katta ahamiyatga ega bo'lsa-da, shunga qaramay, zarralarni o'rganish hozirgi vaqtda fizikaning boshqa sohalaridan deyarli ajratilgan holda amalga oshirilmoqda. Shu sababli, biz faqat eng keng tarqalgan materiallarning doimiy tarkibiy qismlari bo'lgan zarrachalarni, shuningdek, ularga juda yaqin bo'lgan ba'zi zarralarni ko'rib chiqish bilan cheklanamiz. O'n to'qqizinchi asrning oxirida kashf etilgan elementar zarralarning birinchisi elektron bo'lib, keyinchalik u juda foydali xizmatkorga aylandi. Radionaychalarda elektronlar oqimi vakuumda harakat qiladi; va aynan shu oqimni sozlash orqali kiruvchi radio signallari kuchaytiriladi va tovush yoki shovqinga aylanadi. Televizorda elektron nurlar uzatuvchining kamerasi ko'rgan narsani qabul qiluvchi ekranda bir zumda va aniq takrorlaydigan qalam bo'lib xizmat qiladi. Bu ikkala holatda ham elektronlar vakuumda harakatlanadi, agar iloji bo'lsa, ularning harakatiga hech narsa xalaqit bermaydi. Yana bir foydali xususiyat - bu gazdan o'tib, uni porlash qobiliyatidir. Shunday qilib, elektronlarning ma'lum bir bosim ostida gaz bilan to'ldirilgan shisha naychadan o'tishiga ruxsat berib, biz bu hodisani tunda yoritish uchun ishlatiladigan neon nurini ishlab chiqarish uchun ishlatamiz. yirik shaharlar. Va bu erda elektronlar bilan yana bir uchrashuv: chaqmoq chaqdi va son-sanoqsiz elektronlar havo qalinligidan o'tib, momaqaldiroq tovushini yaratadi.

Biroq, quruqlik sharoitida nisbatan yo'q katta raqam oldingi misollarda ko'rganimizdek, erkin harakatlana oladigan elektronlar. Ularning aksariyati atomlarda ishonchli bog'langan. Atom yadrosi musbat zaryadlanganligi sababli, u manfiy zaryadlangan elektronlarni o'ziga tortadi va ularni yadroga nisbatan yaqin joylashgan orbitalarda qolishga majbur qiladi. Atom odatda yadro va bir qancha elektronlardan iborat. Agar elektron atomni tark etsa, u odatda darhol boshqa elektron bilan almashtiriladi, atom yadrosi uni bevosita muhitdan katta kuch bilan tortadi.

Bu ajoyib elektron nimaga o'xshaydi? Uni hech kim ko'rmagan va ko'rmaydi ham; va shunga qaramay, biz uning xususiyatlarini shunchalik yaxshi bilamizki, biz uning eng xilma-xil vaziyatlarda qanday harakat qilishini batafsil taxmin qilishimiz mumkin. Biz uning massasini ("og'irligi") va elektr zaryadini bilamiz. Biz bilamizki, ko'pincha u o'zini juda kichik narsaga duch kelgandek tutadi zarracha, boshqa hollarda u xususiyatlarni ochib beradi to'lqinlar. Elektronning nihoyatda mavhum, lekin ayni paytda juda aniq nazariyasi o'zining yakuniy shaklida bir necha o'n yillar oldin ingliz fizigi Dirak tomonidan taklif qilingan. Bu nazariya bizga elektron qanday sharoitlarda ko'proq zarrachaga o'xshashligini va qanday sharoitda uning to'lqin xarakterini ustunlik qilishini aniqlash imkoniyatini beradi. Bu ikki tomonlama tabiat - zarracha va to'lqin - elektronning aniq tasvirini berishni qiyinlashtiradi; shuning uchun ham bu tushunchalarning ikkalasini ham hisobga oladigan va shunga qaramay elektronning to‘liq tavsifini beradigan nazariya juda mavhum bo‘lishi kerak. Ammo elektron kabi ajoyib hodisaning tavsifini no'xat va to'lqinlar kabi yerdagi tasvirlar bilan cheklash mantiqsiz bo'lar edi.

Dirakning elektron nazariyasining asoslaridan biri shundaki, u elektron bilan bir xil xususiyatlarga ega elementar zarracha bo'lishi kerak, faqat u musbat zaryadlangan va manfiy zaryadlanmagan. Haqiqatan ham, bunday elektron egizak topildi va unga nom berildi pozitron. U kosmik nurlarning bir qismidir, shuningdek, ba'zi radioaktiv moddalarning parchalanishi natijasida paydo bo'ladi. Yer sharoitida pozitronning umri qisqa. U elektronga yaqin bo'lishi bilanoq va bu barcha moddalarda sodir bo'ladi, elektron va pozitron bir-birini "yo'q qiladi"; pozitronning musbat elektr zaryadi neytrallanadi manfiy zaryad elektron. Nisbiylik nazariyasiga ko'ra, massa energiyaning bir shakli bo'lgani uchun va energiya "buzilmas" bo'lgani uchun, elektron va pozitronning birlashgan massalari bilan ifodalangan energiya qandaydir tarzda saqlanishi kerak. Bu vazifani foton (yorug'lik kvanti) yoki odatda ikkita foton bajaradi, bu halokatli to'qnashuv natijasida chiqariladi; ularning energiyasi elektron va pozitronning umumiy energiyasiga teng.

Bundan tashqari, biz bilamizki, teskari jarayon ham sodir bo'ladi, Foton ma'lum sharoitlarda, masalan, atom yadrosiga yaqin uchib, elektron va pozitronni "yo'qdan" yaratishi mumkin. Bunday ijod uchun u kamida energiyaga ega bo'lishi kerak teng energiya, elektron va pozitronning umumiy massasiga mos keladi.

Shuning uchun elementar zarralar abadiy yoki doimiy emas. Elektron ham, pozitron ham kelishi va ketishi mumkin; ammo energiya va hosil bo'lgan elektr zaryadlari saqlanib qoladi.

Elektron bundan mustasno, bizga boshqa zarralardan ancha oldin ma'lum bo'lgan elementar zarra nisbatan kam uchraydigan pozitron emas, balki proton vodorod atomining yadrosidir. Pozitron singari, u ham musbat zaryadlangan, lekin uning massasi pozitron yoki elektronning massasidan taxminan ikki ming marta katta. Ushbu zarralar singari, proton ham ba'zan to'lqin xususiyatlarini namoyon qiladi, lekin faqat alohida sharoitlarda. Uning to'lqinli tabiati unchalik aniq emasligi, aslida uning ancha katta massasining bevosita natijasidir. Barcha materiyaga xos bo'lgan to'lqin tabiati biz uchun juda engil zarralar, masalan, elektronlar bilan ishlashni boshlamagunimizcha, katta ahamiyatga ega bo'lmaydi.

Proton juda keng tarqalgan zarradir.Vodorod atomi uning yadrosi bo'lgan proton va uning atrofida aylanib yuruvchi elektrondan iborat. Proton boshqa barcha atom yadrolarining bir qismidir.

Nazariy fiziklar proton, xuddi elektron kabi, antizarraga ega ekanligini bashorat qilishdi. Ochilish manfiy proton yoki antiproton proton bilan bir xil xususiyatlarga ega, ammo manfiy zaryadlangan bo'lib, bu bashoratni tasdiqladi. Antiprotonning proton bilan to'qnashuvi elektron va pozitronning to'qnashuvidagi kabi ikkalasini ham "yo'q qiladi".

Yana bir elementar zarracha neytron, proton bilan deyarli bir xil massaga ega, lekin elektr neytral (yo'q elektr zaryadi umuman). Uning bizning asrning o'ttizinchi yillarida kashf qilinishi - taxminan bir vaqtning o'zida pozitronning kashf qilinishi - juda muhim edi. yadro fizikasi. Neytron barcha atom yadrolarining bir qismidir (albatta, oddiygina erkin proton bo'lgan vodorod atomining oddiy yadrosi bundan mustasno); Atom yadrosi parchalanganda bir (yoki bir nechta) neytronlarni chiqaradi. Portlash atom bombasi uran yoki plutoniy yadrolaridan ajralib chiqadigan neytronlar tufayli yuzaga keladi.

Chunki protonlar va neytronlar birgalikda hosil bo'ladi atom yadrolari, ikkalasi ham nuklonlar deyiladi.Bir muncha vaqt o'tgach, erkin neytron proton va elektronga aylanadi.

deb nomlangan boshqa zarracha bilan tanishmiz antineytron, bu neytron kabi elektr neytraldir. U neytronning ko'pgina xususiyatlariga ega, ammo asosiy farqlardan biri shundaki, antineytron antiproton va elektronga parchalanadi. To'qnashuv, neytron va antineytron bir-birini yo'q qiladi,

Foton, yoki yorug'lik kvanti, juda qiziqarli elementar zarracha. Kitob o'qishni xohlab, biz lampochkani yoqamiz. Shunday qilib, kiritilgan lampochka yorug'lik tezligida kitobga, shuningdek xonaning boshqa barcha burchaklariga shoshiladigan juda ko'p fotonlarni hosil qiladi. Ulardan ba'zilari devorlarga urilib, darhol o'lishadi, boshqalari esa boshqa narsalarning devorlariga qayta-qayta uriladi va sakrab tushadi, lekin ular paydo bo'lgan paytdan boshlab soniyaning milliondan bir qismidan kamroq vaqt o'tgach, ularning barchasi o'ladi, bir nechtasi bundan mustasno. derazadan qochib, kosmosga sirg'alib ketishga muvaffaq bo'lganlar. Fotonlarni hosil qilish uchun zarur bo'lgan energiya yoqilgan lampochkadan oqib o'tadigan elektronlar tomonidan ta'minlanadi; o'layotganda, fotonlar bu energiyani kitobga yoki boshqa ob'ektga beradi, uni qizdiradi yoki ko'zni ko'rish nervlarining stimulyatsiyasiga olib keladi.

Fotonning energiyasi va shuning uchun uning massasi o'zgarishsiz qolmaydi: juda og'ir fotonlar bilan birga juda engil fotonlar ham mavjud. Oddiy yorug'lik chiqaradigan fotonlar juda engil, ularning massasi elektron massasining bir necha milliondan bir qismini tashkil qiladi. Boshqa fotonlarning massasi taxminan elektronning massasiga teng va undan ham ko'proq. Og'ir fotonlarga rentgen nurlari va gamma nurlari misol bo'la oladi.

Bu yerda umumiy qoida: elementar zarra qanchalik engil bo'lsa, uning to'lqin tabiati shunchalik ifodali bo'ladi. Eng og'ir elementar zarralar - protonlar nisbatan zaif to'lqin xususiyatlarini ochib beradi; ular elektronlar uchun biroz kuchliroqdir; eng kuchlilari fotonlardir. Darhaqiqat, yorug'likning to'lqinli tabiati uning korpuskulyar xususiyatlaridan ancha oldin kashf etilgan. Biz yorug'lik elektromagnit to'lqinlarning harakatidan boshqa narsa emasligini o'tgan asrning ikkinchi yarmida Maksvell ko'rsatganidan beri bilamiz, ammo XX asrning boshlarida Plank va Eynshteyn yorug'likning ham korpuskulyar xususiyatlarga ega ekanligini aniqladilar. u ba'zan alohida "kvantlar" shaklida yoki boshqacha aytganda, fotonlar oqimi shaklida chiqariladi. Yorug'lik tabiati haqidagi bir-biriga o'xshamaydigan bu ikki tushunchani ongimizda birlashtirish va birlashtirish qiyinligini inkor etib bo'lmaydi; ammo biz shuni aytishimiz mumkinki, elektronning "ikki tabiati" kabi, yorug'lik kabi tushunib bo'lmaydigan hodisa haqidagi tasavvurimiz juda mavhum bo'lishi kerak. Va faqat o'z fikrimizni qo'pol so'zlar bilan ifodalashni xohlaganimizda, biz ba'zan yorug'likni zarralar oqimiga, fotonlarga yoki elektromagnit tabiatning to'lqin harakatiga o'xshatishimiz kerak.

Hodisaning korpuskulyar tabiati va uning "to'lqin" xususiyatlari o'rtasida bog'liqlik mavjud. Zarra qanchalik og'ir bo'lsa, uning mos keladigan to'lqin uzunligi shunchalik qisqa bo'ladi; to'lqin uzunligi qanchalik uzun bo'lsa, mos keladigan zarracha engilroq bo'ladi. rentgen nurlari, juda og'ir fotonlardan iborat, mos ravishda juda qisqa to'lqin uzunliklariga ega. To'lqin uzunligi ko'k nurga qaraganda uzunroq bo'lgan qizil yorug'lik ko'k yorug'lik fotonlariga qaraganda engilroq fotonlardan iborat. Mavjud bo'lgan eng uzun elektromagnit to'lqinlar - radio to'lqinlar - mayda fotonlardan iborat. Bu to'lqinlar zarrachalarning xossalarini zarracha ko'rsatmaydi, ularning to'lqin tabiati butunlay dominant xususiyatdir.

Va nihoyat, barcha kichik elementar zarralarning eng kichigi neytrino. U elektr zaryadidan mahrum va agar uning massasi bo'lsa, u nolga yaqin. Ba'zi mubolag'alar bilan aytishimiz mumkinki, neytrino shunchaki xossalardan mahrum.

Elementar zarralar haqidagi bilimimiz fizikaning zamonaviy chegarasidir. Atom o'n to'qqizinchi asrda kashf etilgan va o'sha davr olimlari tobora ko'payib borayotganini aniqlaganlar har xil turlari atomlar; xuddi shunday bugungi kunda biz tobora ko'proq elementar zarralarni topamiz. Va atomlar elementar zarralardan tashkil topganligi isbotlangan bo'lsa ham, biz o'xshashlik bo'yicha topilishini kuta olmaymiz, elementar narsa zarralar undan ham kichikroq zarralardan tashkil topgan. Bugungi kunda biz duch kelayotgan muammo juda boshqacha va biz elementar zarralarni bo'lishimiz mumkin bo'lgan zarracha belgi yo'q. Aksincha, barcha elementar zarralar yana bir fundamental hodisaning ko'rinishi ekanligi ko'rsatilishiga umid qilish kerak. Va agar buni aniqlashning iloji bo'lsa, biz elementar zarralarning barcha xususiyatlarini tushuna olardik; ularning massalarini va ularning o'zaro ta'sirini hisoblashlari mumkin edi. Ushbu muammoga yondashish uchun ko'plab urinishlar qilingan, bu eng ko'plaridan biridir muhim masalalar fizika.

Agar xato topsangiz, matnning bir qismini ajratib ko'rsating va bosing Ctrl+Enter.

"Elementar zarracha" tushunchasining aniq ta'rifi yo'q; odatda faqat ma'lum qiymatlar to'plami ko'rsatiladi jismoniy miqdorlar bu zarralarni tavsiflovchi va ularning ba'zi muhim o'ziga xos xususiyatlari. Elementar zarralar ega:

1) elektr zaryadi

2) to'g'ri burchak momenti yoki spin

3) magnit moment

4) o'z massasi - "dam olish massasi"

Kelajakda zarrachalarni tavsiflovchi boshqa miqdorlar topilishi mumkin, shuning uchun elementar zarrachalarning asosiy xususiyatlarining ushbu ro'yxati to'liq hisoblanmasligi kerak.

Lekin hamma elementar zarrachalar (ularning roʻyxati quyida keltirilgan) yuqoridagi xossalarning toʻliq toʻplamiga ega emas.Ulardan baʼzilari faqat elektr zaryadi va massasiga ega, lekin spinga ega emas (zaryadlangan pionlar va kaonlar); boshqa zarralar massa, spin va magnit momentga ega, lekin elektr zaryadi yo'q (neytron, lambda giperon); boshqalarda faqat massa (neytral pionlar va kaonlar) yoki faqat spin (fotonlar, neytrinolar) mavjud. Elementar zarralar uchun yuqorida sanab o'tilgan xususiyatlardan kamida bittasining mavjudligi majburiydir. E'tibor bering, moddaning eng muhim zarralari - yugurishlar va elektronlar - bu xususiyatlarning to'liq to'plami bilan tavsiflanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, elektr zaryadi va spin materiya zarralarining asosiy xususiyatlari, ya'ni ularning raqamli qiymatlari har qanday sharoitda doimiy bo'lib qoladi.

ZARRALAR VA ANTIPARTIKULLAR

Har bir elementar zarraning o'ziga qarama-qarshi tomoni - "antipartikul" bor. Zarra va antizarraning massasi, spini va magnit momenti bir xil, lekin agar zarracha elektr zaryadiga ega bo'lsa, uning antizarrasi qarama-qarshi ishorali zaryadga ega bo'ladi. Proton, pozitron va antineytron magnit momentlari va spinlari bir xil, elektron, neytron va antiproton esa qarama-qarshi yo'nalishga ega.

Zarrachaning uning antizarrasi bilan o'zaro ta'siri boshqa zarralar bilan o'zaro ta'siridan sezilarli darajada farq qiladi. Bu farq zarracha va uning antizarrasi yo'q bo'lib ketishi, ya'ni ular yo'q bo'lib ketadigan jarayon va o'rniga boshqa zarralar paydo bo'lishida ifodalanadi. Demak, masalan, elektron va pozitronning annigilyatsiyasi natijasida fotonlar, protonlar va antiproton-pionlar va boshqalar paydo bo'ladi.

HAYOT PAYTIDA

Barqarorlik elementar zarrachalarning majburiy xususiyati emas. Faqat elektron, proton, neytrino va ularning antizarralari, shuningdek, fotonlar barqarordir. Qolgan zarralar to'g'ridan-to'g'ri, masalan, neytron bilan yoki ketma-ket transformatsiyalar zanjiri orqali barqaror bo'lganlarga aylanadi; masalan, beqaror manfiy pion avval muon va neytrinoga aylanadi, keyin esa muon elektron va boshqa neytrinoga aylanadi:

Belgilar "elektron" neytrinolar va antineytrinolardan farq qiladigan "muon" neytrinolar va antineytrinolarni bildiradi.

Zarrachalarning beqarorligi ularning "tug'ilish" paytidan boshlab parchalanish paytigacha bo'lgan vaqtlari bilan baholanadi; Bu ikkala nuqta ham o'lchash moslamalarida zarracha izlari bilan belgilanadi. Berilgan "turdagi" zarralarning ko'p sonli kuzatuvlari mavjud bo'lganda, "o'rtacha umr" yoki parchalanishning yarim davri hisoblanadi.

o'rtacha ishlash muddatini (zarrachalar soni bir omilga kamayadi) va yarim umrni hisoblashingiz mumkin.

(bu vaqt davomida bu raqam ikki barobarga kamayadi).

Shuni ta'kidlash qiziq:

1) neytrinolar va fotonlardan tashqari barcha zaryadsiz zarralar beqaror (neytrinolar va fotonlar boshqa elementar zarralar orasida o'zlarining tinch massasiga ega emasligi bilan ajralib turadi);

2) zaryadlangan zarralardan faqat elektron va proton (va ularning antizarralari) barqarordir.

Bu erda eng muhim zarralar ro'yxati (hozirda ularning soni o'sishda davom etmoqda) belgilari va asosiy belgilari ko'rsatilgan.

xususiyatlari; elektr zaryadi odatda elementar birliklarda beriladi massa - elektron massa spin birliklarida - birliklarda

(qarang skanerlash)

ZARRALARNING TASNIFI

Elementar zarrachalarni o'rganish shuni ko'rsatdiki, ularni asosiy xususiyatlar (zaryad, massa, spin) qiymatlari bo'yicha guruhlash etarli emas. Ushbu zarralarni turli xil "oilalarga" bo'lish kerak bo'ldi:

1) fotonlar, 2) leptonlar, 3) mezonlar, 4) barionlar

va ma'lum bir zarracha ushbu oilalardan biriga tegishli ekanligini ko'rsatadigan zarralarning yangi xususiyatlarini kiriting. Bu xususiyatlar shartli ravishda "to'lovlar" yoki "raqamlar" deb ataladi. To'lovlarning uch turi mavjud:

1) lepton-elektron zaryad;

2) lepton-myuon zaryadi

3) barion zaryadi

Ushbu zaryadlarga raqamli qiymatlar beriladi: va -1 (zarralar ortiqcha ishoraga ega, antizarralar minus belgisiga ega; fotonlar va mezonlar nol zaryadga ega).

Elementar zarralar quyidagi ikkita qoidaga bo'ysunadi:

har bir elementar zarra faqat bitta oilaga mansub va yuqoridagi zaryadlardan (raqamlardan) faqat bittasi bilan tavsiflanadi.

Masalan:

Biroq, har xil zarralarning ma'lum bir to'plami elementar zarrachalarning bir oilasiga tegishli bo'lishi mumkin; masalan, barionlar guruhiga proton, neytron va ko'p sonli giperonlar kiradi. Biz elementar zarrachalarning oilalarga bo'linishini keltiramiz:

leptonlar "elektron": Bularga elektron pozitron elektron neytrino va elektron antineytrino kiradi.

"Myuon" leptonlar: Bularga manfiy va musbat elektr zaryadli muonlar, muon neytrinolari va antineytrinolari kiradi.Bularga proton, neytron, giperonlar va ularning barcha antizarralari kiradi.

Elektr zaryadining mavjudligi yoki yo'qligi sanab o'tilgan oilalarning birortasiga mansubligi bilan bog'liq emas. Ta'kidlanishicha, spini 1/2 ga teng bo'lgan barcha zarralar yuqoridagi zaryadlardan biriga ega bo'lishi shart. Fotonlar (spin birlikka teng), mezonlar - pionlar va kaonlarda (spinlari nolga teng) na lepton, na barion zaryadlari mavjud.

Umuman jismoniy hodisalar, unda elementar zarralar ishtirok etadi - parchalanish jarayonlarida; tug'ilish, yo'q qilish va o'zaro o'zgarishlar, - ikkinchi qoidaga rioya qilinadi:

har bir zaryad turi uchun alohida raqamlarning algebraik yig'indilari doimo doimiy saqlanadi.

Bu qoida uchta saqlanish qonuniga teng:

Bu qonunlar, shuningdek, turli oilalarga mansub zarralar o'rtasida o'zaro o'zgarishlar taqiqlanganligini anglatadi.

Ba'zi zarralar uchun - kaonlar va giperonlar - g'alatilik deb ataladigan va Kaonlar bilan belgilanadigan yana bir xususiyatni qo'shimcha ravishda kiritish kerak bo'ldi - lambda va sigma giperonlari - xi-giperonlar - (zarralar uchun yuqori belgi, antizarralar uchun pastki belgi). G'alati zarrachalarning paydo bo'lishi (tug'ilishi) kuzatilgan jarayonlarda quyidagi qoidaga rioya qilinadi:

G'alatilikning saqlanish qonuni. Bu shuni anglatadiki, bitta g'alati zarraning paydo bo'lishi, albatta, bir yoki bir nechta g'alati antizarralarning paydo bo'lishi bilan birga bo'lishi kerak, shuning uchun raqamlarning algebraik yig'indisi oldingi va keyin bo'lishi kerak.

tug'ilish jarayoni doimiy bo'lib qoldi. Shuningdek, g'alati zarrachalarning parchalanishida g'alatilikning saqlanish qonuni kuzatilmasligi, ya'ni bu qonunning faqat g'alati zarrachalar hosil bo'lish jarayonlarida amal qilishi qayd etilgan. Shunday qilib, g'alati zarralar uchun yaratilish va parchalanish jarayonlari qaytarilmasdir. Masalan, lambda giperon (g'alatilik proton va manfiy pionga parchalanishiga teng:

Bu reaksiyada g'alatilikning saqlanish qonuni kuzatilmaydi, chunki reaksiyadan so'ng olingan proton va pion nolga teng g'alatilikka ega. Biroq, teskari reaksiyada, manfiy pion proton bilan to'qnashganda, bitta lambda giperon paydo bo'lmaydi; reaksiya qarama-qarshi belgilarga ega bo'lgan ikkita zarracha hosil bo'lishi bilan davom etadi:

Binobarin, lambda-giperon tug'ilish reaktsiyasida g'alatilikning saqlanish qonuni kuzatiladi: reaktsiyadan oldin va keyin "g'alati" sonlarning algebraik yig'indisi nolga teng. Faqat bitta parchalanish reaktsiyasi ma'lum, unda g'alati sonlar yig'indisining doimiyligi qondiriladi - bu neytral sigma giperonining lambda giperoniga va fotonga parchalanishi:

G'alati zarrachalarning yana bir xususiyati - ishlab chiqarish jarayonlarining davomiyligi (tartibi bo'yicha ) va ularning mavjudligining o'rtacha vaqti (taxminan) o'rtasidagi keskin farq; boshqa (g'alati emas) zarralar uchun bu vaqtlar bir xil tartibda.

E'tibor bering, lepton va barion sonlari yoki zaryadlarini kiritish zarurati va yuqoridagi saqlanish qonunlarining mavjudligi bizni bu zaryadlar har xil turdagi zarralar, shuningdek, zarralar va antizarralar o'rtasidagi sifat farqini ifodalaydi, deb taxmin qilishga majbur qiladi. Zarralar va antizarralarga qarama-qarshi belgili zaryadlarni belgilash zarurligi ular orasidagi o'zaro o'zgarishlarning mumkin emasligini ko'rsatadi.

Fiziklar va faylasuflarning e'tibori endi elementar zarralar masalasiga qaratilmoqda. Elementar zarralar nima? Sovet fizigi V. S. Barashenkov qanday ob'ektni "elementar" deb ataganini so'rashganida, shunday javob beradi: "Bu zarrachani boshqa zarralardan qurish mumkin emas, shuning uchun bu holda massa nuqsoni bu zarrachaning massasi yoki massalari bilan taqqoslanadi. komponent zarralari shunchalik kichikki, uni e'tiborsiz qoldirish mumkin" (31.1965.9.87). Biroz vaqt o'tgach, D. I. Bloxintsev bilan birgalikda ular shunday deb yozdilar: "Hozirda elementar zarralar guruhiga barcha zarralar kiradi, ularning har qanday mumkin bo'lgan parchalanishi ham haqiqiy, ham virtual, kattaligi bo'yicha dastlabki zarrachaning massasi bilan taqqoslanadigan massa nuqsoni bilan sodir bo'ladi. yoki massalari bilan zarralar parchalanadi» (74, 181).

Bizning fikrimizcha, elementar zarralar materiyaning shunday sifat jihatidan o'ziga xos turlari bo'lib, barcha ma'lum jarayonlarda bir butun sifatida diskret ta'sir qiladi. Aytish kerakki, "boshlang'ich" nomi juda achinarli. “Elementar” atamasi ko‘proq bilimlarimiz darajasini bildiradi, – deb yozgan edi mashhur italyan fizigi E. Fermi.“Umuman olganda aytishimiz mumkinki, fan rivojining har bir bosqichida tuzilmalari o‘zimizga xos bo‘lgan zarrachalarni elementar deb ataymiz. bilmaymiz va qaysini nuqta deb bilamiz” (151 , 9). Lekin haqiqatda, eng umumiy mulohazalar va eksperimental ma'lumotlarga asoslanib, har qanday elementar zarracha tuzilishga ega bo'lishi kerakligini ko'rsatish mumkin. Ushbu bayonot elementar zarrachalar ishtirok etadigan turli jarayonlar tahlilidan kelib chiqadi. Hozirgi vaqtda ba'zi elementar zarrachalarning boshqalardan tarqalishi, hosil bo'lishi, o'zgarishi, hosil bo'lishining ko'plab reaktsiyalari allaqachon ma'lum. Ushbu eksperimental ma'lumotlar elementar zarrachalarning ichki tuzilishga ega ekanligini tasdiqlash uchun asos bo'ladi. Elementar zarrachalarning tuzilishi tabiatdagi cheksiz ichki va tashqi bog`lanishlarning aks etishlaridan biri, materiya harakatining aksidir. Mikroob'ektlarning har biri nafaqat ma'lum tabiat hodisalarini keltirib chiqaradi, balki o'zi shartlangan va shuning uchun tuzilishga, tuzilishga ega. Elementar zarrachalarda strukturaning mavjudligi allaqachon elementar zarralarning bir yoki ikkita emas, balki ko'p bo'lishi bilan ko'rsatilgan.

Shuni ta'kidlash kerakki, deyarli barcha elementar zarralar mos keladigan antizarralarga ega. Biz ulardan ba'zilarini sanab o'tamiz: elektron- massasi 9,108 * 10 -28 g ga teng va manfiy elementar elektr zaryadli barqaror zarracha. Elektronlar barcha atomlarning ajralmas qismi bo'lgan moddaning tuzilishida eng muhim rol o'ynaydi.

Foton, yoki kvant elektromagnit nurlanish ixtiyoriy chastota (A. Eynshteyn tomonidan fotoelektrik effekt nazariyasiga kiritilgan tushuncha). Fotonning boshqa elementar zarralar bilan solishtirganda o'ziga xos xususiyati shundaki, u doimo doimiy tezlikda harakat qiladi - C = 3 * 10 10 sm / s (vakuumda). Uning tinch massasi yo'q va uning to'xtashi yutilishdan boshqa narsa emas, ya'ni foton sifatida mavjudligining tugashi.

Bu haqda ham aytish kerak proton- musbat zaryadlangan vodorod yadrosi, massasi elektron massasidan 1836 marta katta bo'lgan elementar zarracha. U barcha elementlarning yadrolarining ajralmas qismidir.

1932 yilda ochilgan neytron- massasi 1838 elektron massali elektr zaryadidan mahrum bo'lgan zarracha. Neytronlar protonlar bilan birga atom yadrolarining bir qismidir.

Xuddi shu yili u ochildi pozitron, bu elektronning antizarrasi. Pozitronning massasi elektronning massasiga teng, uning elektr zaryadi musbat va tengdir. elementar zaryad(elektron zaryad).

Elektr zaryadiga ega bo'lmagan juda qiziqarli elementar zarrachadir neytrino. Uning dam olish massasiga kelsak, bu savol hali ham ochiq qolmoqda: u nolga teng yoki juda kichik. SSSR Fanlar akademiyasining Nazariy va eksperimental fizika institutida (ITEP) V. A. Lyubimov, E. G. Novikov, V. Z. Nozika, E. F. Tretyakova va V. S. Kozik (V. S. Kozik) dan iborat guruh tomonidan tritiy parchalanish spektrining nozik va batafsil o'lchovlari amalga oshirildi. , 301) neytrinoning tinch massaga ega ekanligini ko'rsatadi. Ma'lumki, neytrinolarning qolgan massasini ochish bo'yicha ishlar uzoq vaqtdan beri davom etmoqda. 1949 yilda G. Xon va B. Pontekorvoning ishi nashr etildi, unda neytrino massasining chegarasi masalasi ko'rib chiqildi. 1972 yilga kelib, K. Berquist (207, 317) 55 eV ga yaqin bo'lgan kerakli chegarani aniqladi. 1973 yildan beri bu ish yuqorida tilga olingan sovet fiziklari guruhi tomonidan boshlangan. Ular tomonidan o'lchangan neytrinoning dam olish massasi juda kichik bo'lib chiqdi - 14 dan 16 eV gacha. Biroq, koinot sharoitida neytrinolarda bunday kichik dam massasining mavjudligi juda katta oqibatlarga olib keladi, koinotning tuzilishi va evolyutsiyasi haqidagi g'oyalarimiz o'zgarishiga olib keladi.

Agar biz issiq olamning zamonaviy modelidan kelib chiqadigan bo'lsak, unda hozir bir kub santimetrda ~ 500 ta relikt neytrino mavjud. Ularning massasini hisobga olgan holda hisoblash shuni ko'rsatadiki, koinotning butun massasining 90-99% neytrinolar massasi. Akademik Ya.B.Zeldovich yozganidek, bu biz neytrino olamida yashayotganimizni anglatadi. Neytrinolar massasi koinotning yoshiga ta'sir qiladi (u kichrayadi), og'ir neytrinolar uning kengayishini to'xtatadi va ~ 20-30*10 9 yil ichida siqilish natijasida olamning ulkan qulashi sodir bo'ladi. Neytrinolar uchun dam olish massasining mavjudligi allaqachon ma'lum bo'lgan elementar zarralarning yangi xususiyatlarini kashf qilish imkonini beradi. Juda engil neytrino, masalan, o'ta og'ir zarralar dunyosi mavjudligining ko'rsatkichi bo'lib xizmat qilishi mumkin 1 . Nazariy jihatdan bashorat qilingan neytrinoning umri (10-29 yil) koinot yoshidan (10-10 yil) taxminan 19 marta kattaroqdir. Neytrinolarda cheklangan massaning ochilishi (agar yuqoridagi ma'lumotlar tasdiqlansa) quyidagilardan biri bo'ladi. yirik kashfiyotlar zamonaviy fizikada.

1 (Bu jismoniy bashorat qarama-qarshiliklar birligining dialektik-materialistik tamoyiliga mos keladi.)

Elektr zaryadi, tinch massasi, magnit momentiga ega bo'lmagan neytrinolar boshqa zarralar bilan juda zaif ta'sir o'tkazadi va juda chuqur kiradi. Neytrino antineytrinodan o'zining "spiralligi", obrazli qilib aytganda, harakat yo'nalishiga nisbatan aylanish yo'nalishi bilan farq qiladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, quyosh energiyasining bir qismi kosmosga antineytrinolar ko'rinishida chiqariladi. yadro reaksiyalari quyosh qa'rida.

Elementar zarralar nazariyasini ishlab chiqishda sovet fiziklari, birinchi navbatda, M. A. Markov va B. M. Pontecorvo tabiatda ikki turdagi neytrinolar mavjudligini bashorat qilishdi. Hozirgi vaqtda neytrinolarning uch turi allaqachon ma'lum: v e, v m, v t va ularga mos keladigan antineytrinolar.

Koinot nurlarini oʻrganish (birlamchi kosmik nurlar asosan proton va a-zarrachalardan iborat), shuningdek, kuchli tezlatgichlarda oʻtkazilgan tajribalar qator yangi zarrachalarning ochilishiga olib keldi; Ular orasida elektron massasi va proton massasi o'rtasida oraliq massaga ega bo'lgan zarralar - mezonlar. 1937-yilda massasi 206,7 elektron massali, umri 2,22 * 10 -6 s bo'lgan m ± mezonlar ochildi.Bundan tashqari, hozirda p +, p-, p 0 mezonlar va K-mezonlar ma'lum bo'lib, katta guruh. deb ataladigan elementar zarralar giperonlar, uning massasi protonning massasidan kattaroqdir. Masalan, Ξ - minus giperon (kaskad giperon) ~2586 elektron massaga ega. DA o'tgan yillar birlashgan qisqa umr ko'radigan bir qancha zarrachalarni kashf etdi umumiy ism sabablar 1 .

1 (Ushbu bobning keyingi paragrafida zarrachalarning tasnifi haqida gapiramiz, biz ularning ro'yxatini davom ettiramiz.)

Hamma atomlar ekanligini bilish kimyoviy elementlar, tabiatda uchraydigan, elektronlar, protonlar, neytronlar va virtual n-mezonlardan "iborot" bo'lib, boshqa zarralar atomlar yoki ularning yadrolari tuzilishida rol o'ynamaydi, faqat turli xil reaktsiyalar paytida paydo bo'ladi degan xulosaga kelish mumkin. kosmik nurlar yoki laboratoriya sharoitlari. Biroq, bunday emas. Zarrachalarning ko'rsatilgan turlari bilan bir qatorda, atomlarda haqiqatda mavjud bo'lgan boshqa ko'plab zarralar mavjud va zarrachalarning o'zaro ta'sirini ta'minlaydigan maydonlar ham mavjud.

Haqiqatan ham, elektron asosan elektrostatik kuchlar (magnit va elektromagnit kuchlar ahamiyatsiz rol o'ynaydi) tufayli yadrolarga tortiladi. Ushbu maydonning kvantlari elektronlarning yuqori joydan o'tishi paytida fotonlar shaklida atomlar tomonidan chiqariladi. energiya darajasi pastki qismga yoki atomning boshqa atomlar bilan to'qnashuvida.

Elektromagnit maydon yadrolarda yashirin, nurlanmaydigan holatda ham mavjud bo'lib, protonlarning elektrostatik qaytarilishini va proton va neytronlarning magnit o'zaro ta'sirini (chunki ikkala turdagi nuklonlarning magnit momentlariga ega) va boshqa kichik qo'shimcha kuchlarni keltirib chiqaradi. . Bu uzoq vaqtdan beri ma'lum va yaqin vaqtgacha faqat turli xil kvantlar, ba'zi hollarda juda nozik va hisoblash qiyin va kuzatish qiyin tuzatishlar o'rnatildi.

Elektromagnit maydondan tashqari, atomlar yadrolarida yadrolardagi proton va neytronlarni ushlab turuvchi va tortishish kuchi ham, magnit ham bo'lmagan yadro kuchlari bilan bog'liq bo'lgan maxsus maydonlar ham mavjud.

Katta intensivlikka ega bo'lgan yadroviy kuchlar maydoni o'ziga xos xususiyatga ega. Bu massaga ega bo'lgan zarralar tufayli. Bu birinchi navbatda topilgan nazariy ishlar V. Geyzenberg, I. Tamm, D. Ivanenko va yapon fizigi G. Yukava. Atomni radiatsiya qilish, ya'ni yadro maydonini nuklonlardan yirtib tashlash juda qiyin bo'lib chiqdi; Bu bog'lanishning "kuchli" bo'lib, zarralar o'rtasida ma'lum bo'lganlarning eng kattasi ekanligi bejiz emas. Protonlar yoki neytronlar to'qnashuvida atom yadrolari chiqaradigan yadro maydonining kvantlari elektronlar va nuklonlar orasidagi massasi o'rtacha bo'lgan zarralar bo'lib chiqdi. Nazariy bashoratlar bilan chambarchas mos keladigan holda, ular butun songa, aniqrog'i, yo'qolib borayotgan spinga ega S = 0. Bu zarralar p- deb nomlangan. mezonlar, yoki " peonies". Ularning mavjudligi nazariy jihatdan bashorat qilingan.

Protonlar va elektronlar orasidagi elektr maydoni ularning zaryadlari bilan ta'minlanganidek, yadro ichidagi pionlar maydoni yadro kuchlarini ta'minlaydi. yadro kuchlari nuklonlar orasidagi bir nuklon virtual pion chiqaradi, ikkinchisi esa uni yutadi. Nuklonlar va pionlarning o'zaro ta'siri nazariyasi va tegishli tajribalar katta muvaffaqiyatlarga erishdi va biz hozirda pionlarning tarqalishi va ularning hosil bo'lishining ko'p jihatlarini tushunamiz. Yadro, asosan n-mezon kuchlari nazariyasi nuklonlar orasidagi oʻzaro taʼsirning koʻpgina muhim jihatlarini, xususan, ularning qisqa masofali, zaryadga bogʻliq boʻlmagan, markaziy boʻlmagan tabiatini va spinga bogʻliqlik shaklini ham tushuntira oldi.

Shunday qilib, biz yadro bilan birga atomlarning tarkibini o'rnatdik: elektronlar, protonlar, neytronlar va elektromagnit va mezon maydoni (p-mezon). Endi materiya tarkibini o'rganish tugallangan deb hisoblanishi mumkin. Biroq, so'nggi o'n yilliklarda bir qator yangi elementar zarralar kashf qilindi. Birinchidan, neytronlar va pionlar beqaror zarralar ekanligi ma'lum bo'ldi: ular o'z-o'zidan parchalanib, moddalarning tuzilishida bevosita rol o'ynamaydigan yangi zarrachalarni keltirib chiqaradi. Zaryadlangan p-mezonlar o'rtacha 2 * 10-8 soniyadan so'ng neytrinoga yoki mos ravishda antineytrinoga va mezon tipidagi yangi zarrachaga (m-mezon yoki "myuon") parchalanadi. ":

neytral muonlar noma'lum. Neytral pion juda tez, taxminan 10-16 s vaqtdan so'ng, ikkita g-fotonga parchalanadi:

Erkin neytron o'rtacha 12 daqiqa yashab, proton, elektron va neytrinoga (aniqrog'i, antineytrinoga) parchalanadi:

Chirish yadroviy neytronlar butun yadroning barqarorligiga bog'liq: bu holda hosil bo'lgan elektronlar beta zarralari (b) deb ataladi.

Ikkinchidan, allaqachon ma'lum bo'lgan yuqori energiyali zarralar (p, r, n, m va boshqalar) to'qnashganda, turli xil yangi zarralar, xususan, nuklonlar (proton va neytronlar) massasidan ortiq bo'lgan o'ta og'ir giperonlar va yangi zarralar hosil bo'ladi. K-mezons , pionlardan og'irroq. Bunday holda, oddiy zarrachalarning "oyna" tasvirlari bo'lgan turli xil "antizarralar" yoki zaryad bilan konjugatsiyalangan zarralar ham hosil bo'ladi. Masalan, energiyasi 1 million elektron voltdan ortiq bo'lgan fotonlarning o'tishi paytida yadro yaqinida bir juftlik paydo bo'lishi mumkin: elektron + pozitron.

Har bir elementar zarra xilma-xil xususiyatlarga ega va bu materiyaning tuganmasligi haqidagi marksistik-leninistik pozitsiyani tasdiqlaydi. Tabiatni cheksiz bilish jarayonida fan tomonidan kashf etilgan har qanday materiya moddiy ob'ektlarning tuzilishiga va ular orasidagi cheksiz ko'p bog'lanishlarga bog'liq bo'lgan juda ko'p turli xil xususiyatlarga ega.

Marksistik-lenincha falsafa har bir hodisa, har bir jismning o‘z mohiyatiga ega ekanligiga, bu hodisa va narsalarda namoyon bo‘lishiga e’tibor qaratadi. Elementar zarracha, aniqrog‘i, mikroobyekt o‘z mohiyatiga ega. Ammo bu mohiyat asosan ochilmagan, ma'lum emas, "o'z-o'zidan narsa". Mikroob'ektda mohiyatning mavjudligi tuzilishdan, murakkab ichki aloqalar mavjudligidan, ya'ni ushbu mikroob'ektni tashkil etuvchi materiya elementlari o'rtasidagi bog'lanish va o'zaro ta'sirlardan, uning turli xususiyatlarida namoyon bo'lganidan dalolat beradi.

Dialektik materializm tabiatdagi hamma narsa va hodisalarning o‘zaro bog‘liqligi va shartliligini ko‘rsatadi. Har qanday hodisani faqat atrofdagi dunyo bilan bog'liq holda to'g'ri tushunish mumkin. SHuning uchun ham mikroobyektning xossalarini o’rganishda tashqi aloqalarni, berilgan mikroobyektning boshqa jismlar va maydonlar bilan o’zaro ta’sirini o’rganish muhim o’rin tutadi.

Shunday qilib, agar ichki bog'lanishlar mikroob'ektning tuzilishini aniqlasa, uning tuzilishi tashqi bog'lanishlarda namoyon bo'ladi.

Bog'lanishlarning tashqi va ichki bo'linishi nisbiydir. Ammo, boshqa tomondan, havolalarni ichki va tashqi qismlarga bo'lish juda muhimdir, chunki u ushbu ob'ektni aniqlaydigan ob'ektning sifat xususiyatlarini ajratib ko'rsatishga imkon beradi.

Aloqalarni ichki va tashqi qismlarga ajratishga nima imkon beradi? Ushbu bo'linishning mezoni qayerda? S.T.Melyuxin "ichki va tashqi bo'linish juda nisbiy va asosan jismlarning fazoviy konfiguratsiyasi bilan belgilanadi" deb hisoblaydi (94, 202).

Bundan u quyidagi xulosaga keladi: “Nisbatan keskin fazoviy chegaralarga ega bo'lgan makroskopik ob'ektlar uchun bog'lanishlarning ichki va tashqi bo'linishi ko'p hollarda alohida qiyinchilik tug'dirmaydi.Ammo bu bo'linishni ba'zan mikroob'ektlar uchun amalga oshirish juda qiyin. Gap shundaki, elementar zarrachalarga keskin geometrik chegaralar ajratib bo'lmaydi, chunki ular qandaydir mikroskopik to'plar emas, balki ular ham bor. to'lqin xususiyatlari"(94, 202). Bizning fikrimizcha, bunday bo'linish ob'ektda sifat aniqligining mavjudligi natijasida mumkin. Tashqi jismlar bilan har qanday o'zaro ta'sirda ham ichki, ham tashqi bog'lanishlar namoyon bo'ladi. Lekin ba'zi hollarda ichki bog'lanishlar hal qiluvchi rol o'ynaydi, boshqalarda - tashqi.Bunda, shubhasiz, fazoviy konfiguratsiya ma'lum rol o'ynaydi.Ammo uni bunday kategorik xarakterga ega deb aytishga hech qanday asos yo'q.Masalan, atom misolida biz. Bog'larning bunday nisbiy bo'linishini ichki va tashqi bo'lish uchun juda aniq amalga oshirishi mumkin.Elementar zarrachalarga kelsak, hozirgi vaqtda buni amalga oshirish juda qiyin, chunki ular hali juda yaxshi o'rganilmagan, ammo ehtimoldan keyin elementar zarralar nazariyasini yaratishda shunday bo'linish mumkin.

Demak, “elementar zarralar” atamasi, bir tomondan, bilimimizning ma’lum darajasini aks ettirsa, ikkinchi tomondan, u ma’lum bir obyektiv mazmunga ham ega. V. I. Lenin shunday deb yozgan edi: “Mantiqiy tushunchalar oʻzlarining mavhum koʻrinishida “mavhum” boʻlib qolaverar ekan, subʼyektiv boʻlib, ayni paytda narsalarni oʻzida ifodalaydi.Tabiat ham konkret, ham mavhum, hodisa va mohiyat, moment hamdir. va munosabat.Inson tushunchalari o’zining mavhumligi, yakkalanishi bilan sub’ektivdir, lekin umuman olganda, jarayonda, natijada, oqimda, manbada obyektivdir” (2, 29, 190). “Elementar zarracha” tushunchasida obyektiv mazmun qanday aks etadi? Bu "elementar zarracha" tushunchasi materiyaning tegishli turlarining sifat jihatidan bo'linmasligini aks ettiradi, ularning ko'p xususiyatlarini kelajakda fan ochib beradi.

Mikrozarralar (elementar zarralar) ega bo'lgan ba'zi xususiyatlarni ko'rib chiqing.

Mikroob'ektlarning eng muhim xususiyatlaridan biri ularning mavjudligidir ommaviy.

Shuni e'tiborga olamizki, tinch massasi bo'lgan mikro-ob'ektlar har qanday tezlikda (noldan deyarli vakuumdagi yorug'lik tezligigacha) harakatlana oladi, tinch massasi bo'lmagan zarralar esa doimo yorug'lik tezligida harakat qiladi. Ko'rinib turibdiki, mikrodunyoni keyingi o'rganish mikroob'ektlarning qanday o'zaro ta'siri va qaysi turdagi moddalar o'rtasida bunday o'ziga xos xususiyatlarni namoyon qilishini tushuntirishga imkon beradi.

Ta'kidlash mumkinki, massa asosan ichki bog'lanishlar bilan belgilanadi va sub'ektning sifat aniqligining xususiyatlaridan biridir.

Mikrozarrachalarning yana bir muhim xossasidir elektr zaryadi bilan zarrachalarning ulanishini tavsiflovchi elektromagnit maydon. Turli zarralarda bir xil mutlaq zaryadning mavjudligi va ba'zi zarralarda elektr zaryadining yo'qligiga nima sabab bo'lganligi hali ham aniq emas. Ammo bu aniq, zarrachalar tuzilishidagi qandaydir chuqur ichki, hali kashf etilmagan qonuniyatning ko'rinishi, qandaydir umumiylikning ko'rinishidir.

Spin mikrozarrachalarning yana bir muhim xususiyatidir.

Zarrachalarning spini elementar zarralarning faqat ularga xos bo'lgan maxsus asosiy xususiyatidir. Spin haqida faqat makrokosmosdagi aylanishga o'xshatish orqali zarrachaning o'ziga xos "aylanishi" haqida gapirishimiz mumkin. Elementar zarrachaning spinini oshirish yoki kamaytirish mumkin emas. Spin h ning birliklarida o'lchanadi. Proton, neytron va elektronning spini S = 1/2, fotonning spini esa 1 ga teng. Spin elementar zarrachaning mohiyati bilan bog'liq bo'lgan va o'rtasida birlik mavjudligini ko'rsatadigan juda muhim xususiyatdir. zarrachalar soni ikki turdagi statistik ma'lumotlarning mavjudligi bilan ko'rsatiladi (Bose - Eynshteyn va Fermi - Dirak), ya'ni barcha ma'lum elementar zarralar uchun umumiy va maxsusni aks ettiruvchi qonuniyatlar. Yarim butun spinli zarralar Fermi-Dirak statistikasiga bo'ysunadi va deyiladi fermionlar, va butun spinli zarralar Bose-Eynshteyn statistikasiga bo'ysunadi va deyiladi bozonlar. Ma'lumki, bittadan ortiq fermion bir holatda bo'la olmaydi, ya'ni fermionlar o'zini "individualistlar" sifatida tutadi; bu qoida bozonlarga taalluqli emas va ular o'zlarini "kollektiv" kabi tutishadi. Elementar zarrachalarning xatti-harakatlaridagi bu xususiyatlarning ichki tabiati hali aniqlanmagan, garchi bu xususiyatlarning simmetriya va assimetriya xususiyatlari bilan bog'liqligi allaqachon o'rnatilgan.

Spin elektron yoki boshqa elementar zarracha harakatida ichki erkinlik darajasining namoyon bo'lishi sifatida qaraladi, shuning uchun u to'rtta erkinlik darajasi bilan tavsiflanadi: fazoviy siljishni ifodalovchi uchta tashqi va to'rtinchisi ichki spin. Spinning mavjudligi mikrozarrachalarda murakkab tuzilish va ma'lum turdagi ichki bog'lanish mavjudligini ham ko'rsatadi.

Elementar zarralarning yana bir muhim xususiyati shundaki magnit moment. Unga ham zaryadlangan, ham neytral zarralar ega. Zaryadlangan zarrachalarning magnit momentining ma'lum bir qismi ularning fazoviy siljishi bilan bog'liq deb taxmin qilinadi. Shunday qilib, proton va neytronlar atrofidagi mezon bulutlarining oqimlari ularning magnit momentlarini aniqlaydi, deb ishoniladi.