2012-nji ýylyň 4-nji iýulynda ylymda üstüniň açylandygy bildirilen higgs bölejigi fizikanyň standart modeliniň çäklerinde düşündirilýän we biziň fiziki dünýägaraýşymyzyň esaslandyrylmagy üçin zerur bolan iň soňky nätanyş bölejik hasaplanylýar.
Älemdäki beýleki bölejikleriň nädip massaly bolýandygy barada indi ýarym asyra golaý wagt bäri jogap tapylman gelinýän köp sowallary şu elementar bölejik bilen düşündirip bolýar. Gürrüň bu ýerde biziň agramymyz barada baranok. Agyrlygy döredýän ilkinji nobatda atomlaryň özara dartyş güýji. Mundan tapawutlylykda, higgs bölejigi Älemiň absolýut zerur elementi.
Bu elementar bölejigiň barlygynyň subut edilmeginiň häzirkizaman fizikanyň gazananlarynyň iň möhümleriniň biridigi, onuň globallaşan, ägirt uly serişdeler bilen üpjün edilen giň gerimli ylmy barlaglaryň gazanan ýeňşidigi şübhesiz. Ýöne ýeňiş nähili uly bolsa-da, gözlegler we öwrenmeler heniz soňlanar ýaly däl.
“Täze dünýäniň” kynçylyklary
Higgs bölejiginiň tapylmagy bilen diňe ozalky teoriýa ýene bir gezek tassyklandy. Emma indi ylymda täze, nätanyş bir dünýä gadam basylýar. Bu gadam basylýan dünýäde bolsa, häzirki bize belli bolan deňlemelerdir formulalar alymlara çelgi bolup ýa-da ýol görkezip bilenok. Bu dünýä aralaşjak bolsak, ilki bilen tebigatyň bize nätanyş kanunlarynyň üsti açylmaly.
Täze dünýä ýol açaýmagy mümkin esasy çözgütler “Älem näme üçin antimateriýadan däl-de, materiýadan durýar”, “Älem döränden soň, antimateriýanyň ykbaly nähili bolupdyr” diýen ýaly soraglaryň çözgütlerinde ýatyr. Alymlar indi şu köne soraglara jogap tapmaly.
Ylymdaky şu pikirden ugur alynsa, onda Uly Partlamada materiýa bilen deň mukdarda onuň ekiztaýy ýa-da aýnada görünýän şekili hökmünde barlygyň beýleki formasy – antimateriýa-da emele gelen bolmaly. Bularyň häsiýetlerinde hiç bir tapawut bolmaly däl.
Antimateriýanyň bardygyny postulat hökmünde kabul eden ilkinji teoriýalarda, şeýle hem kwant elektrodinamikasy, kwant hromodinamikasy ýaly häzirkizaman teoriýalarda materiýa we antimateriýa bölejikleriniň şol bir fiziki kanunlara boýun egmelidigi aýdylýar.
Antisuw edil suw ýaly şaglap akmaly, antiösümlik edil ösümlik ýaly gögerip, miwe bermeli, antidünýä bilen biziň dünýämiziň arasynda hem görnüp duran tapawut bolmaly däl. Ýöne bir ýagdaý bilen bular biri-birine galtaşyga geläýse welin, ýyldyrym çakan ýaly ýagdaý döräp, ikisi-de energiýa öwrülip, gürüm-jürüm bolmaly. Şu nukdaýnazardan, bular dörände, tebigat olaryň ikisine-de birek-biregi ýok etmäge başarnyk bermek bilen, öňünden olaryň ölümini taýynlapdyr.
Teoretikleriň deňlemelerinde materiýa bilen antimateriýanyň ikisi-de deňhukukly rol oýnaýarlar. Emma gözegçilik edip bolýan fiziki kosmosda antimateriýadan kän bir alamat ýok. Älem özüniň häzirki formasynda tutuşlygyna diňe materiýadan durýana meňzeýär.
Öňde duran sowallar
Antimateriýanyň anyklap bolmaz ýaly ýagdaýda gürüm-jürüm bolmagy nähili kanunyň esasynda mümkin bolýarka? Materiýa bilen antimateriýanyň aýnada görünýän iki şekil ýaly deň hereket etmän, olaryň käbir häsiýetleriniň biri-birinden üýtgeşik bolmagy-da mümkinmikä? Älemde materiýa antimateriýadan has agdyklyk hem edýärmikä?
Fizika ylmynyň dürli ugurlarynda iş alyp barýan alymlar onlarça ýyl bäri şu syrlaryň üstüni açmaga synanyşýarlar. Aýratyn-da elementar bölejikleri öwrenýän fizikler dürli synaglary geçirýärler.
Bu ugurda alnyp barlan işler Älemiň kanunalaýyklyklary barada käbir täze zatlara göz ýetirilmegine mümkinçilik beren bolsa-da, esasy maksada entek ýetilenok. Fizikler antimateriýanyň anyklap bolmaz ýaly ýagdaýda gürüm-jürüm bolmagyna sebäp bolan mehanizmiň üstünden entek baranoklar.
Geçirilýän tejribelerde ilkinji nobatda üns merkezinde durýan zat – antiwodorod. Ol materiýa bilen antimateriýanyň arasyndaky käbir tapawutlara göz ýetirmek üçin iň amatly synag obýekti hasaplanylýar. Ýewropanyň ylmy-barlag merkezi SERN-iň ALPHA topary antiwodorodyň atomlaryny jikme-jik öwrenip bolsa, onuň bu aratapawudy barlamak üçin güýçli gural bolmagy mümkin diýen pikirden ugur alýar.
Antiwodorod antimateriýanyň iň ýeňil, iň ýöntem elementi. Ol negatiw ýükli (zarýadly) antiproton bilen pozitiw zarýadly pozitrondan, ýagny elektronyň anti bölejiginden durýar.
Daşynda bir elektron aýlanýan protondan ybarat adaty wodorodyň atomy Älemde näçe diýseň bar. Kosmosdaky adaty materiýanyň takmynan dörtden üç bölegini emele getirýän wodorod fizikada iň oňat düşünilen sistemalaryň biri. Antiwodorod bolsa gaty seýrek duş gelýär. Ony öndürmek aňsat däl, öndüreniňden soň hem ony dargatman saklamak has-da kyn. Sebäbi antimateriýanyň çak edilýän ähli elementleri ýaly, antiwodorodyň atomy-da materiýa bilen galtaşan badyna dargaýar.
Antimateriýa boýunça häzirki ylmy gözlegler britaniýaly fizik Pol Dirakyň 1931-nji ýylda antielektronlaryň bardygyny hasaplap çykarmagy bilen başlanypdy. 1995-nji ýylda SERN-de ilkinji gezek antiwodorodyň atomlary öndürildi. Şonda antiprotonlar bilen ksenon atomlarynyň çaknyşdyrylmagy netijesinde 3 hapdäniň dowamynda dörän 9 atomyň ömri diňe bir sekundyň 40 milliarddan bir bölegine ýetipdi.
Ondan soňraky ýyllarda geçirilen synaglarda dowamly öňegidişlikler boldy. 2010-njy ýýla ALPHA toparyna 38 sany antiwodorod atomyny 0.17 sekuntlap magnit meýdanlary bilen gabap saklamak başartdy. Üstümizdäki ýylyň mart aýynda bolsa, alymlar 300-den agdyk antiatomy 17 minuda golaý wagtlap magnit duzagynda manipulirläp saklamak arkaly, antiatomlaryň üstünde spektroskopik analizleri alyp bardylar we olaryň häsiýetlerine göz ýetirmegiň umuman mümkindigini anykladylar.
SERN ylmy merkezinde ýörite kollaýder arkaly üstümizdäki ýylyň aýagyna çenli protonlary çakyşdyrmak işi dowam etdiriler. Ýene iki ýyla golaý wagtdan soňra bolsa, bu kollaýder häzirkisinden iki esse köp kuwwat bilen işläp başlanda, antimateriýa dünýäsine aralaşmaga köpri bolup hyzmat etmegi mümkin uly massaly elementleriň öndürilmegine umyt edilýär.
Araz Perwiş Germaniýada ýaşaýan žurnalist, syýasy ylymlaryň doktory.
Çeşmeler:
1. http://cmsinfo.web.cern.ch/cmsinfo/Physics/Antimatter/index.html
2. http://dev1-press.web.cern.ch/press-releases/2012/03/cern-experiment-makes-spectroscopic-measurement-antihydrogen
3. http://www-dev1.web.cern.ch/about/timeline/first-observation-antihydrogen
4. http://www.science20.com/news_articles/do_matter_and_antimatter_obey_same_laws_physics-79562
5. http://cerncourier.com/cws/article/cern/44839
Älemdäki beýleki bölejikleriň nädip massaly bolýandygy barada indi ýarym asyra golaý wagt bäri jogap tapylman gelinýän köp sowallary şu elementar bölejik bilen düşündirip bolýar. Gürrüň bu ýerde biziň agramymyz barada baranok. Agyrlygy döredýän ilkinji nobatda atomlaryň özara dartyş güýji. Mundan tapawutlylykda, higgs bölejigi Älemiň absolýut zerur elementi.
Bu elementar bölejigiň barlygynyň subut edilmeginiň häzirkizaman fizikanyň gazananlarynyň iň möhümleriniň biridigi, onuň globallaşan, ägirt uly serişdeler bilen üpjün edilen giň gerimli ylmy barlaglaryň gazanan ýeňşidigi şübhesiz. Ýöne ýeňiş nähili uly bolsa-da, gözlegler we öwrenmeler heniz soňlanar ýaly däl.
“Täze dünýäniň” kynçylyklary
Higgs bölejiginiň tapylmagy bilen diňe ozalky teoriýa ýene bir gezek tassyklandy. Emma indi ylymda täze, nätanyş bir dünýä gadam basylýar. Bu gadam basylýan dünýäde bolsa, häzirki bize belli bolan deňlemelerdir formulalar alymlara çelgi bolup ýa-da ýol görkezip bilenok. Bu dünýä aralaşjak bolsak, ilki bilen tebigatyň bize nätanyş kanunlarynyň üsti açylmaly.
Täze dünýä ýol açaýmagy mümkin esasy çözgütler “Älem näme üçin antimateriýadan däl-de, materiýadan durýar”, “Älem döränden soň, antimateriýanyň ykbaly nähili bolupdyr” diýen ýaly soraglaryň çözgütlerinde ýatyr. Alymlar indi şu köne soraglara jogap tapmaly.
Ženewanyň golaýyndaky SERN ylmy merkezinde protonlaryň çaknyşdyrylmagynda dörän täze bölejikler. Ženewa, mart, 2010.
Häzirki ylmyň tassyklamagyna görä, 13.7 milliard ýyl mundan ozal Uly Partlamada Älem dörände, energiýadan elementar bölejikler bilen birlikde antibölejikler-de peýda bolupdyr. Her bir bölejigiň özüne görä antibölejigi bar. Bularyň massalary deň, diňe elektrik ýükleri (zarýadlary) gapma-garşylykly.Ylymdaky şu pikirden ugur alynsa, onda Uly Partlamada materiýa bilen deň mukdarda onuň ekiztaýy ýa-da aýnada görünýän şekili hökmünde barlygyň beýleki formasy – antimateriýa-da emele gelen bolmaly. Bularyň häsiýetlerinde hiç bir tapawut bolmaly däl.
Antimateriýanyň bardygyny postulat hökmünde kabul eden ilkinji teoriýalarda, şeýle hem kwant elektrodinamikasy, kwant hromodinamikasy ýaly häzirkizaman teoriýalarda materiýa we antimateriýa bölejikleriniň şol bir fiziki kanunlara boýun egmelidigi aýdylýar.
Antisuw edil suw ýaly şaglap akmaly, antiösümlik edil ösümlik ýaly gögerip, miwe bermeli, antidünýä bilen biziň dünýämiziň arasynda hem görnüp duran tapawut bolmaly däl. Ýöne bir ýagdaý bilen bular biri-birine galtaşyga geläýse welin, ýyldyrym çakan ýaly ýagdaý döräp, ikisi-de energiýa öwrülip, gürüm-jürüm bolmaly. Şu nukdaýnazardan, bular dörände, tebigat olaryň ikisine-de birek-biregi ýok etmäge başarnyk bermek bilen, öňünden olaryň ölümini taýynlapdyr.
Teoretikleriň deňlemelerinde materiýa bilen antimateriýanyň ikisi-de deňhukukly rol oýnaýarlar. Emma gözegçilik edip bolýan fiziki kosmosda antimateriýadan kän bir alamat ýok. Älem özüniň häzirki formasynda tutuşlygyna diňe materiýadan durýana meňzeýär.
Öňde duran sowallar
Antimateriýanyň anyklap bolmaz ýaly ýagdaýda gürüm-jürüm bolmagy nähili kanunyň esasynda mümkin bolýarka? Materiýa bilen antimateriýanyň aýnada görünýän iki şekil ýaly deň hereket etmän, olaryň käbir häsiýetleriniň biri-birinden üýtgeşik bolmagy-da mümkinmikä? Älemde materiýa antimateriýadan has agdyklyk hem edýärmikä?
Fizika ylmynyň dürli ugurlarynda iş alyp barýan alymlar onlarça ýyl bäri şu syrlaryň üstüni açmaga synanyşýarlar. Aýratyn-da elementar bölejikleri öwrenýän fizikler dürli synaglary geçirýärler.
Bu ugurda alnyp barlan işler Älemiň kanunalaýyklyklary barada käbir täze zatlara göz ýetirilmegine mümkinçilik beren bolsa-da, esasy maksada entek ýetilenok. Fizikler antimateriýanyň anyklap bolmaz ýaly ýagdaýda gürüm-jürüm bolmagyna sebäp bolan mehanizmiň üstünden entek baranoklar.
Geçirilýän tejribelerde ilkinji nobatda üns merkezinde durýan zat – antiwodorod. Ol materiýa bilen antimateriýanyň arasyndaky käbir tapawutlara göz ýetirmek üçin iň amatly synag obýekti hasaplanylýar. Ýewropanyň ylmy-barlag merkezi SERN-iň ALPHA topary antiwodorodyň atomlaryny jikme-jik öwrenip bolsa, onuň bu aratapawudy barlamak üçin güýçli gural bolmagy mümkin diýen pikirden ugur alýar.
Antiwodorod antimateriýanyň iň ýeňil, iň ýöntem elementi. Ol negatiw ýükli (zarýadly) antiproton bilen pozitiw zarýadly pozitrondan, ýagny elektronyň anti bölejiginden durýar.
Daşynda bir elektron aýlanýan protondan ybarat adaty wodorodyň atomy Älemde näçe diýseň bar. Kosmosdaky adaty materiýanyň takmynan dörtden üç bölegini emele getirýän wodorod fizikada iň oňat düşünilen sistemalaryň biri. Antiwodorod bolsa gaty seýrek duş gelýär. Ony öndürmek aňsat däl, öndüreniňden soň hem ony dargatman saklamak has-da kyn. Sebäbi antimateriýanyň çak edilýän ähli elementleri ýaly, antiwodorodyň atomy-da materiýa bilen galtaşan badyna dargaýar.
Antimateriýa boýunça häzirki ylmy gözlegler britaniýaly fizik Pol Dirakyň 1931-nji ýylda antielektronlaryň bardygyny hasaplap çykarmagy bilen başlanypdy. 1995-nji ýylda SERN-de ilkinji gezek antiwodorodyň atomlary öndürildi. Şonda antiprotonlar bilen ksenon atomlarynyň çaknyşdyrylmagy netijesinde 3 hapdäniň dowamynda dörän 9 atomyň ömri diňe bir sekundyň 40 milliarddan bir bölegine ýetipdi.
Ondan soňraky ýyllarda geçirilen synaglarda dowamly öňegidişlikler boldy. 2010-njy ýýla ALPHA toparyna 38 sany antiwodorod atomyny 0.17 sekuntlap magnit meýdanlary bilen gabap saklamak başartdy. Üstümizdäki ýylyň mart aýynda bolsa, alymlar 300-den agdyk antiatomy 17 minuda golaý wagtlap magnit duzagynda manipulirläp saklamak arkaly, antiatomlaryň üstünde spektroskopik analizleri alyp bardylar we olaryň häsiýetlerine göz ýetirmegiň umuman mümkindigini anykladylar.
SERN ylmy merkezinde ýörite kollaýder arkaly üstümizdäki ýylyň aýagyna çenli protonlary çakyşdyrmak işi dowam etdiriler. Ýene iki ýyla golaý wagtdan soňra bolsa, bu kollaýder häzirkisinden iki esse köp kuwwat bilen işläp başlanda, antimateriýa dünýäsine aralaşmaga köpri bolup hyzmat etmegi mümkin uly massaly elementleriň öndürilmegine umyt edilýär.
Araz Perwiş Germaniýada ýaşaýan žurnalist, syýasy ylymlaryň doktory.
Çeşmeler:
1. http://cmsinfo.web.cern.ch/cmsinfo/Physics/Antimatter/index.html
2. http://dev1-press.web.cern.ch/press-releases/2012/03/cern-experiment-makes-spectroscopic-measurement-antihydrogen
3. http://www-dev1.web.cern.ch/about/timeline/first-observation-antihydrogen
4. http://www.science20.com/news_articles/do_matter_and_antimatter_obey_same_laws_physics-79562
5. http://cerncourier.com/cws/article/cern/44839