2012/09/26

Хүч – Сул хүч

Тэгэхээр физикт үндсэн 4 хүч байдаг юм байна. Татах хүч, Цахилгаан соронзон хүч, Сул хүч, Их хүч.

Жирийн бид Татах хүч, Цахилгаан соронзон хүчний тухай бол ерөнхийдөө гадарладаг.

– Тэгвэл Сул хүч гэж юу вэ?


Юуны өмнө, хүн ч бай, чулуу ч бай, ертөнц дээрх бүхий л биетүүд нь Атомуудын цугларалаас тогтож байдаг. Харин тэр атом нь, төвдөө эерэг цэнэг бүхий Цөм, түүнийг тойрсон тодорхой тооны сөрөг цэнэг бүхий Электрон гэсэн бүтэцтэй байдаг.


Энэхүү атомын цөм нь ахиад цаашаагаа '+' цэнэг бүхий хэдэн тооны Протон,  саармаг цэнэг бүхий мөн тооны Нейтрон гээчээс бүрэлддэг. Жишээ нь, атомын цөм дотор
– 2 ширхэг протон байвал, нейтрон бас 2 ширхэг
– 4 ширхэг протон байвал, нейтрон бас 4 ширхэг
байна гэсэн үг.

За тэгээд, атом нь өөрөө цахилгаан цэнэгийн хувьд тогтвортой (саармаг буюу 0 цэнэгтэй) байхын тулд, эерэг сөрөг цэнэгийн хэмжээ ижилхэн байх шаардлагатай. Тэгэхийн тулд, атомын цөмийг тойрч эргэх электроны тоо нь цөм доторх протоны тоотой ижил байхад болох юм.
Ойлгомжтой биз?
2 Протон(+) дээр 2 электрон(-)  = цахилгаан цэнэг 0

Нэг ёсондоо 4 залуу байвал, 4 хүүхэн хэрэгтэй гэсэн үг. Тэхгүй, эр эмийн тоо зөрвөл гарцаагүй тогтворгүй байдал үүсч таарна.
– Ээ, Хэлээд байхад даа. Тоо нь таарахгүй байна шдээ? Одоо тэгээд яахын бээ??? Чамаас болж байгаа юм...

Тэгэхээр энэ хүртэл бүх юм ойлгомжтой биз? Сайн байна.
Ямар нэгэн асуулт байна уу?

– Байна. Нэг зүйлийг ерөөсөө ойлгосонгүй.

Атомыг бүхэлд нь харвал 0 цэнэгтэй буюу тогтвортой гэдгийг ойлголоо. Тэгвэл атомын цөмийг дангаар бодоод үзэхээр, дотор нь зөвхөн '+' цэнэг л байгаа биз дээ?  Зөвхөн '+' цэнэгтэй юм яаж оршин тогтноод байгаа хэрэг вэ?

Мэдээж, зөвхөн '+' цэнэгтэй биетүүд байвал хоорондоо түлхэлцээд сарнидаг. Тийм бол, цөм доторхи протонууд ч хоорондоо түлхэлцээд, цөм нь задарчих баймаар.

Гэтэл бодит байдал дээр, протонууд цөм гэдэг давчуухан орон зай дотор чихэлдээд байж байдаг. Зүйрлүүлж хэлбэл
– Хөрслөг, хөлслөг, шивэрлэг эрчүүд, нэг ч хүүхэн байхгүй давчуу өрөөн дотор, тетрисний блок шиг шамбааралдаад хэвтэж байгаа
мэт харагдана.

Энэ бол үнэхээр хачирхалтай. Үүний цаана ямар нэгэн шалтгаан байхаас зайлахгүй.

Ингээд физикчид дээрхи хөрслөг эрчүүд (протон)–ийг холбож байгаа тэр ХҮЧ нь яг юу юм бол гэдгийг судалж гарсан байна.

Тэгэхээр, физикчидийн түүхийг дахин нэг дурьдая.
Атомын цөм нь протон болон, түүнтэй ижил тооны нейтроноос тогтдог гэсэн.

Гэтэл тэр нейтрон гээч нь, зүгээр орхичихоор хэсэг хугацааны дараа өөрөө задарчихдаг гэнэ.
Тодруулж хэлбэл, нейтроны задралаар электрон болон Антинейтрино (antineutrino буюу эсрэг нейтрино) ялгарч, протон үлддэг байна. Энэ задралын үед гарч ирэх электроныг Бэта цацраг гэж нэрлэх тул, уг задралыг Бэта задрал гэнэ.

Антинейтрино гэдэг нь, Нейтрино гэдэг бөөмийн эсрэг шинжтэй бөөм бөгөөд, ...энэ тухай дараа ярья.

Тэгэхээр
Нейтрон = "протон + электрон + антинейтрино"
болж, нейртон гэдэг нь ямар ч тусгай бөөм бус, зүгээр л дээрх 3 бөөмсийн нэгдэл болж таарав.

Эндээс, физикчид ингэж бодож
– Аан тэгвэл, протонд электрон антинейтриног нийлүүлж орхивол нейтрон болчих юм биш үү?
Тэр бол мэдээж. Үнэхээр ч тийм юм болов.

– Тэгвэл атомын цөм дотор ийм юм болоод байгаа юм биш үү?

Юу гэхээр,

  • Эхлээд протон А болон нейтрон В байж байг.
  • Тэгтэл нейтрон В задарч, электрон болон антинейтрино ялгарна.
  • Протон А нь тэр электрон антинейтрино хоёрыг өөртөө авч нийлүүлээд нейтрон болно.
  • Ингээд А нь нейтрон болж, В нь протон болоод, ахиад дээрхи процесс өрнөнө.
Энэ процессийг хөндлөнгөөс ажвал, хоёр протон хоорондоо электрон, антинейтриногоор харилцаж тоглож байгаа мэт юм.

Жинхэнээсээ, дээрхийн адилаар, хоёр бөөм хоорондоо нэг бөөмийг солилцох үед, тэр хоёр бөөмний хооронд хүч үйлчилэх бөгөөд, түүнийг солилцох хүч гэнэ. Энэ нь нэг ёсондоо,
– Хоёр залуугийн хооронд нэг хүүхэн нааш цаашаа гүйж байгаа төлөв
гэж хэлж болох юм.

Тэр сонин хүүхэн (электрон), залуу А–ийн найз охин юм уу гэж бодох гэтэл, залуу В–гийн гэрээс гарч харагдаад, залуу В–ийн найз охин юм байна гэж бодох гэтэл, тэндээсээ шууд залуу А–ийн гэр лүү харайлгах жишээтэй юм.

Тэгэхээр залуу нь хүүхэнтэйгээ байх төлөвийг нейтрон гэж нэрлээд, ганцаараа байх төлөвийг нь протон гэж хэлээд байгаа гэхэд болно.

Гэвч абсолют физикийн хууль ёсоор, хүүхэнтэйгээ байгаа залуу хэсэг хугацааны дараа гарцаа байхгүй
– Одоо болъё, чамаас залхаж байна
гэсээр хүүхнийг амбаардаж орхино (Бэта задрал).
Тэгэнгүүт, чөлөөтэй болсон хүүхэн өөр залуугийн өвөрт шургах боловч, хэсэг хугацааны дараа салсан залуу нь
– Ааа, хүүхэнтэй болохымсаан
гэж хар толгойгоо шаасаар, нөгөө хүүхнээ чөлөөтэй болохыг нь амдаж байгаад, буцаагаад өөрийн болгоод авчихна.

...Гэвч, хэсэг хугацааны дараа, "Одоо болъё, чамаас залхаж байна" гэж хэлээд, дахиад хөөгөөд явуулна (Бэта задрал).

Үүнээс цааш дээрхийг эцэс төгсгөлгүй давтана.

– Энэ хоёр залуу үргэлж хоорондоо муухай харалцах мөртлөө, дандаа л цугтаа байх юм тэ?
– Ээ тэнэгээ, чи мэддэггүй юм уу? Энэ хоёр чинь дундаа нэг хүүхэнтэй, тэгээд, юу яагаад... нөгөө...
– Хөөх, тийм байсан юм уу? Тэгээд дандаа цугтаа байдаг юм уу? Ямар балиар хоёр вэ, тээ?
гэсэншүү юм болдог байх гэж физикчид төсөөлж л дээ.

Гэтэл, энэхүү протонуудыг хооронд нь холбох электроны хүчний хэмжээг бодитоор хэмжээд үзтэл, '+' цэнэгтэй хоёр протоны түлхэлцэх хүчнээс хамаагүй сул хүч болохыг олж тогтоосон байна.

Тэр нь ч аргагүй. Электрон гэдэг чинь протонтой харьцуулахад хамаагүй жижигхэн, хөнгөхөн эд юм чинь. Тийм болохоор ийм сул хүчээр хоёр протоныг барьж тогтооно гэвэл яавч хүрэлцэхгүй.

– Яг тийм. Эрчүүд ийм энгэр задгай хөнгөн хүүхэнээр дамжуулж, андын барилдлага хийнэ гэвэл, ёстой гонжийн жоо.

– Тэгвэл энэ хоёрыг тэгээд хэн холбоод байгаа хэрэг вэ?
– Энэ хоёрыг холбож байгаа өөр нэг Их хүч гарцаагүй байж таараа.
Ийнхүү физикчидийн их аян цааш үргэлжилж одов.

Дашрамд хэлэхэд Сул хүч (weak interaction) гэж яагаад ийм доожоогүй нэртэй юм бэ? гэж гайхаж болох юм.
Атомын дотор үйлчилж байгаа хоёр төрлийн хүчийг анзаарсан эрдэмтэд, нэр өгөхөөсөө өмнө хооронд нь ялгаж ойлголцох санаатай, хүчтэй нь сул нь гэж ярилцаж байх хооронд албан ёсны нэр нь Их хүч, Сул хүч гээд тогтчихсон бололтой юм билээ.
Яг л нөгөө, "энэ хүүгийн нэр хэн бэ?" гэхээр "Одоохондоо нэргүй" гэсээр байгаад, төрсний гэрчилгээн дээр Нэргүй гэж бичдэгтэй ижил гэх үү дээ.
Тэгээд ийм сонин жул нэрнүүдийг ямар нөгөө лаг лаг action, sci-fi кинонууд ашиглалтай нь биш.
– Сансарын хамгаалагч Волтрон, сул хүчээ ачаалж...
гээд ярьвал сонин биз дээ тэ?
Тийм болохоор жирийн бидэнд төдийлөн танил биш байдаг байх.

Аа бас, яагаад Бэта задрал явагдаад байдаг юм бэ? гэж гайхаж магадгүй юм.
Ерөөс Бэта задрал явагддаггүй байсан бол, энэ бүх хүчнүүд ч үүсэхгүй байсан биз. Тэгэхээр дээрхи хүчнүүдээс ч илүүтэйгээр, Бэта задрал нь ертөнцийн суурь үзэгдэл гэж хэлж болно.
Харин орчин үеийн физикт
"Сул хүч" = "Нейтроны бэта задралыг үүсгэгч хүч"
гэж тодорхойлдог.
Тэгвэл, ер нь яагаад тэр хүүхэнтэй залуу,,, бишээ нейтрон нь задарчихдаг юм бол? гэвэл, үүнийг ойлгохын тулд Кваркийн онолыг судлах хэрэгтэй юм гэнэ лээ шүү.

Үргэлжлэл: Их хүч


2 comments:

  1. Anonymous14/1/15 18:46

    Эрэгтэй эмэгтэй хүмүүсийн хоорондын харилцаан дээр жишээ авч тайлбарлаад л хүмүүст илүү ойлгомжтой байж болохин тэ :)

    ReplyDelete
  2. enenees sn oilgogdoh jishe bhgv bho xD

    ReplyDelete