Atom fabrikalari
Atomlarning barchasi birdaniga bir vaqtda paydo bo‘lmagan.
Murakkab
8 min
17.08.2023
Fizika va astronomiya

Astrofizik Ser Fred Xoyl (1915–2001) 1940-yillar boshida galaktikalarning tuzilishini tadqiq qilar ekan, bir gʻalati faktga eʼtibor qaratdi: maʼlum boʻlishicha, ogʻir yadroli elementlar eski, ʼʼqariyaʼʼ galaktikalarda koʻproq va, aksincha, yangi, nisbatan yosh galaktikalarda kamroq uchrar ekan. Xoyl shunday xulosaga keldi: demak, atomlarning hammasi ham birdaniga bir vaqtda paydo boʻlmagan. Quyosh tizimi massasining 99% dan ziyod qismini Quyoshning oʻzi tashkil qiladi. Quyosh esa, asosan, vodorod va geliy plazmasidan tashkil topgan. Biroq mazkur elementlar sayyoralarda, aytaylik, Yerda nisbatan kam tarqalgandir. Sayyoralar tarkibida, nisbatan ogʻir va murakkab atomli elementlar koʻproq uchraydi. Xususan, Yerimizda kislorod, uglerod va temir kengroq tarqalgan. Ushbu elementlar qayerdan kelib qolgan? Atomlar Ulkan portlash vaqtida paydo boʻlgan degan fikr notoʻgʻri. Harqalay, atomlar Ulkan portlash sodir boʻlgan lahzaning oʻzida yoki undan keyinoq vujudga kelmagan. Endigina paydo boʻlgan, hali qaynoq va shiddatli koinotda massa va energiya oʻzaro differensiallanib ulgurmagan va mohiyatan ular hali yaxlit fenomen edi. Koinotning kengayishi boshlanib, ushbu jarayon mobaynida uning zichligi kamayib, harorati ham pasayib bordi. Bu jarayonda esa atomlarning tarkibiy qismlari boʻlmish kvarklar, elektronlar va boshqa turli tuman zaryadlangan va yoki neytral zarrachalar paydo boʻla boshladi. Ulardan baʼzilari hatto ʼʼoʻz iforigaʼʼ [aromat] ham ega (fiziklar jargoni). Aynan shu jarayonning oʻzida koinotda mazkur zarrachalarga teng miqdorda, shuningdek, antimateriya ham shakllana boradi. Bular pozitronlar (antielektronlar), antikvarklar va boshqa antizarralardir. Materiya va antimateriya bir vaqtning oʻzida bir joyda mavjud boʻla olmaydi va oʻzaro uchrashgan chogʻda oʻzaro annigilyatsiyalanib, nurlanishga aylanib ketadi. Lekin koinot paydo boʻlgan oʻsha ilk zamonlarda annigilyatsiya u darajada keng koʻlamli va umumiy boʻlmagan, shekilli, harholda, antimateriya va materiya bir-birini annigilyatsiya qilib tugatmadi. Hozirgacha olimlar uchun jumboq boʻlib qolayotgan nomaʼlum sababga koʻra, koinotda zarralar va antizarralarning miqdori koʻproq boʻlib chiqqan va ushbu zarralar keyinchalik biz koʻrib, his qilib turgan moddiy dunyolarni: galaktikalar, yulduzlar, sayyoralar va boshqa trillion-trillion obyektlarni yaratgan. Ehtimol, koinotning faqat antimoddadan tashkil topgan hududlari ham boʻlishi mumkin, lekin bunday hududlarni hali beri hech kim payqamadi va kuzatmadi ham. Zarra-antizarra annigilyatsiyasi koinot paydo boʻlgan lahzadan boshlab uzogʻi bilan 10 soniya davom etgan deb baholanadi. Annigilyatsiya jarayonidan keyin koinotda qolgan subatom zarrachalar oʻz vazifalarini bajarishga kirishishgan va atomlarni tashkil qila boshlashgan. Kvarklar uchligi birlashib protonlarni hosil qilgan. Protonlar dastlabki atom yadrolariga aylanishgan. Taxminan 370 000 yil oʻtib, koinotning harorati yetarlicha darajada pasayganidan soʻng, ushbu musbat zaryadlangan protonlar elektronlar bilan birlasha boshlagan va ilk vodorod atomlarini hosil qilgan. Shunga qaramay, hali yetarlicha qaynoq boʻlgan Koinotda tartibsiz har tomonga uchib yurgan vodorod atomlari ham bir-biri bilan toʻqnashib, geliy atomlarini hosil qila boshlagan. Oʻsha paytda hosil boʻlgan vodorod hozirda ham butun koinot boʻylab sochilib yotibdi va uni har joyda uchratish mumkin. Bugungi kunda ham koinotni tashkil qiluvchi atomlarning toʻrtdan uch qismi Ulkan portlashdan soʻng, koinot tugʻilgan paytdan keyin yuzaga kelgan eng dastlabki vodorod atomlaridan iboratdir.

orbita.uz

Keyingi milliard yillar mobaynida vodorod atomlari koinotda ulkan gaz bulutlarini hosil qila boshlagan va borgan sari bunday bulutlar ulkan sharlarga aylanib, gravitatsiya ham shu darajada ulkan boʻlib borganki, natijada bunday vodorod sharlarining qaʼrida yadroviy sintez jarayoni yuzaga kelgan…

Fred Xoyl (1915–2001)

1950-yillar boshida er-xotin astrofiziklar Jeffri va Margaret Berbijlar hamda ularning hamkasblari Uilyam Fauler va Fred Xoyllardan iborat toʻrtlik yulduzlar evolyutsiyasi boʻyicha nazariy tadqiqotlar yuritishga kirishishgan. Odatda, oʻz ilmiy ishlarini B2FH tarzida jamoaviy imzolaydigan ushbu olimlar guruhi, avvallari boshqa olimlar tomonida yadro qurolini hosil qilish qoʻllanilgan kompyuter modellashtirish dasturini qoʻlga kiritishdi va undan yulduzlar qaʼrida sodir boʻladigan termoyadro reaksiyalarini modellashtirish uchun foydalanishdi. Shu asnoda ular nukleosintez nazariyasi asoslarini barpo qilishdi. Aynan nukleosintez jarayoni tufayli yulduzlar ichida vodorod va geliydan keyingi ogʻir elementlar atomlari shakllangan. Yulduzlardagi vodorod zaxirasi cheksiz emas va u tugab borishi bilan yulduz plazmasida geliy hukmronlik qila boshlaydi. Geliy vodoroddan taxminan 4 marta ogʻir boʻlib, yulduzning termoyadro reaksiyalari kechadigan yadrosida yigʻila boshlaydi. Qoldiq vodorod esa geliyli yadroni qoplab turgan yupqa qatlam hosil qilib yonishda davom etadi. Natijada yulduzning tashqi qatlamlari sezilarli darajada kengayadi va soviydi. Bu jarayon tufayli yulduz qizil gigantga aylanadi. Gigant deyilishining sababi bunday yulduz oʻzining boshlangʻich holatiga nisbatan oʻlchamlari jihatdan juda kattalashib ketgan boʻladi. Qizil deyilishining sababi esa bunday yulduzning sirti boshlangʻich holatiga nisbatan ancha sovuq boʻladi. Chunki issiqlik energiyasi endi nisbatan katta sirt boʻylab yoyilib, oʻz intensivligini sezilarli darajada yoʻqotadi. Koinotdagi barcha yulduzlarning taqdiri mana shunday. Xususan, bizning Quyoshni ham oxir-oqibat shunday qismat kutib turibdi. Bu voqea taxminan 5 milliard yildan keyin sodir boʻladi.

Qizil gigantning yadrosida uchta geliy atomlari oʻzaro birlashib, uglerod atomini hosil qilishi mumkin. Yadroda geliy zaxirasi ham tugab borishi bilan, uglerod, kislorod, natriy, neon kabilarga aylanib boradi. Ushbu elementlardan esa oʻz navbatida yanada ogʻirroq elementlar — oʻrta ogʻirlikdagi elementlarning deyarli bir butun oilasi, xususan, temir va nikel kabilar shakllanadi. Aksar yulduzlarda yadroviy sintez aynan shu bosqichda yakuniga yetadi va yulduz oq mittiga (oq karlikka) aylanib, fazoda daydib yuradigan sovuq yadroli obyektga aylanadi. Lekin oʻta gigant ulkan yulduzlar bu bosqichdan ham bemalol oʻtib, juda kuchli va katta quvvatli portlash orqali oʻta yangi yulduzga aylanadi va temir va nikeldan ham ogʻirroq hamda kamyob (siyrak) elementlarni hosil qiladi. Aynan shu jarayonda oltin, simob yoki uran kabilar hosil boʻladi. Xulosa qilib aytadigan boʻlsak, borliqda deyarli hamma moddiy narsalar, shu jumladan, siz va bizning tanamizni tashkil qiluvchi atomlar ham yulduzlar qaʼrida tugʻilgan.

reddit.com

Bu qiziq:

Yuqorida qayd etilgani singari kimyoviy elementlarning paydo boʻlishiga oid astronomik nazariyalarning yuzaga kelishidan bir necha oʻn yillar avval olimlar turli elementlarning atomlarini oʻzaro sunʼiy toʻqnashtirish orqali oqibatda nima boʻlishini kuzatishga kirishgan edilar. Toʻqnashgan atomlar oʻzaro birlashadimi, yoʻqmi; agar mabodo birlashsa, natijada nima boʻladi? Yangi element sintez qilinadimi? kabi savollar fizik-yadroshunos olimlarni zarralarning tezlatkichlarini barpo qilib, qiziq amaliy tajribalar oʻtkazishga undagan. Atomlarni toʻqnashtirish uchun dastlabki paytlarda kuchli elektr maydoniga ega tezlatkichlardan foydalanishgan. Dastlabki shunday tezlatkichlarni siklotronlar deb atashgan. Unda ogʻir atomlar tezlatkich toʻrida nishon sifatida qoʻyilgan va ularni yengil atomlar bilan bombardimon qilingan. Yengil atomlar spiralsimon trayektoriya boʻylab uchib borib, ogʻir atomlar bilan toʻqnashib, birlashib ketgan va shu tarzda tarixda ilk sunʼiy kimyoviy elementlar sintez qilingan. Dastlabki tezlatkichlar toʻgʻri chiziqli shaklda boʻlgan. Ulardan biri quyidagi rasmda tasvirlangan boʻlib, u 1947-yilda qurilgan edi. Keyinchalik bunday toʻgʻri nishonli tezlatkichlar tibbiyot sohasiga ham tatbiq etildi. Radiatsion terapiya uskunalarining ishlash mohiyati aynan shu tezlatkichlar bilan bir xildir. Hozirda esa zarrachalarni tezlatish va toʻqnashtirish uchun nisbatan murakkab tezlatkichlar qurilgan. Ulardan biri aylana shaklidagi tezlatkich Katta adron kollayderidir.


Maqola orbita.uz saytidan olindi. Original maqola → Yashil nur
Muqova surat: freepik.com

Matnda xato topdingizmi? Kerakli matnni belgilang va CTRL+ENTER tugmalarini bosing.

Eng so‘nggi maqolalarni o‘tkazib yubormang!
Telegram kanalamizni kuzatib boring!