2-Бөлүм: Атомдун Түзүлүшү

Аба, суу, тоолор, айбандар, өсүмдүктөр, денеңиз, отурган креслоңуз, кыскача айтканда, эң оорунан эң жеңилине чейин көзүңүзгө көрүнгөн, кармаган, сезген нерселериңиздин баары атомдордон куралган. Колуңуздагы китептин ар бир бети миллиарддаган атомдон турат. Атомдор ушунчалык кичинекей бөлүкчөлөр болгондуктан, эң күчтүү микроскоптор менен да бир даанасын көрүү мүмкүн эмес. Бир атомдун чоңдугу миллиметрдин миллиондо бириндей гана.

Мынчалык кичинекей нерсени бир адам анча элестете да албайт. Ошондуктан муну бир мисал менен түшүндүрүүгө аракет кылалы:

Мунун кичинекейлигин түшүнүү жана бүт жердин кандайча атомдор менен толо экенин көрө алуу үчүн дагы бир мисал берели:

Мынчалык кичинекей бир түзүлүштүн ичинде эмне бар?

Ушунчалык кичинекей болгону менен, атомдун ичинде ааламда көрүлгөн системадай кемчиликсиз, теңдешсиз жана комплекстүү бир система бар.

Ар бир атом бир ядро менен ядродон абдан алыс орбиталарда айланып жүргөн электрондордон турат. Ядронун ичинде болсо протон жана нейтрон деп аталган башка бөлүкчөлөр бар.

Бул бөлүмдө жандуу-жансыз бүт нерсенин негизин түзгөн атомдун кереметтүү түзүлүшүн жана атомдордун кандайча биригип молекулаларды, натыйжада затты пайда кылганын карайбыз.

a) Atom b) Protons and electrons are made up of groups of three quarks. c) A set of three quarks – these make up a proton – would have strings at their heart.

Ядродо сакталган күч

Ядро атомдун дал ортосунда жайгашкан жана атомдун сыпатына жараша белгилүү санда протон менен нейтрондон турат. Ядронун диаметри атомдун диаметринин он миңден биринчелик. Сан менен айтсак; атомдун диаметри 10^-8 (0,00000001) сантиметр, ядронун диаметри болсо 10^-12 (0,000000000001) сантиметрге барабар. Ошондуктан ядронун көлөмү атомдун көлөмүнүн 10 миллиардда бирин түзөт.

Бирок мындан да таң калыштуу бир жагдай бар: көлөмү атомдун 10 миллиарддан бири болгону менен, ядронун массасы атомдун массасынын 99,95%ын түзөт. Бирок, бир нерсе кандайча болуп бир тараптан массанын дээрлик баарын түзүп, экинчи тараптан дээрлик эч орун ээлебейт?

Мунун себеби мындай: атомдун массасын түзгөн тыгыздык бүт атомго бирдей тараган эмес, б.а. атомдун бардык массасы атомдун ядросунда чогулган. Айталы, сиздин 10 миллиард метр квадраттык бир үйүңүз бар жана бул үйдүн бүт буюмун 1 метр квадраттык бир бөлмөгө топтошуңуз керек. Муну кыла аласызбы? Албетте кыла албайсыз. Бирок атом ядросу дүйнөдө теңдеши жок, абдан чоң бир күч менен муну кыла алууда. Бул күчтүн булагы мурдакы бөлүмдө айтылгандай, ааламдагы төрт негизги күчтүн бири болгон «күчтүү ядролук күч».

Бул күчтүн табияттагы күчтөрдүн эң күчтүүсү катары бир атомдун ядросун чогуу кармаарын, аны чачылуудан сактаарын айткан элек. Ядродогу протондордун баары оң зарядга ээ жана электромагниттик күч себебинен бир-бирин түртүшөт. Бирок күчтүү ядролук күч алардын түртүү күчүнөн 100 эсе чоң болгондуктан, электромагниттик күч таасирсиз болуп калат. Ушундайча протондор чогуу тура алышат.

Кыскача айтканда, көз менен көрүүгө мүмкүн болбогондой кичинекей бир атомдун ичинде бир-бирине таасир берген эки чоң күч болот. Бул күчтөрдүн так чоңдуктары урматында ядро бүтүн абалда кала алат.

Атомдун көлөмүн жана ааламдагы атомдордун санын эске алганда, кереметтүү бир тең салмактуулук жана планды көрбөй койуу мүмкүн эмес болот. Ааламдагы негизги күчтөрдүн абдан өзгөчө бир абалда, улуу бир илим жана кудурет менен жаратылганы айдан ачык. Каапырлардын бул жаратылууну көрмөксөн болуу үчүн корголонгон жалгыз жолу – ушулардын баарынын «кокустуктар» натыйжасында пайда болгонун айтуу гана болууда. Чынында болсо ыктымалдуулук эсептөөлөрү ааламдагы тең салмактуулуктардын «кокустан» пайда болуу ыктымалынын «нөл» экенин илимий жактан далилдөөдө. Булардын баары Аллахтын бар экендигинин жана кемчиликсиз жаратуусунун апачык далилдери.

Атомдогу боштук

Мурда да айтылгандай, бир атомдун абдан көп бөлүгү боштуктан турат. Бул жерде ар бир адамдын оюна бир суроо келет: мынчалык чоң бир боштук эмне үчүн бар? Мындай ойлонуп көрөлү: атом, жөнөкөй кылып айтканда, ичинде бир ядро менен анын айланасында айланган электрондордон турат. Ядро менен электрондор арасында башка эч нерсе жок. Бул «эч нерсе жок» микроскопиялык чоңдук негизи атомдун көлөмүнө салыштырганда абдан кенен. Бул кеңдикти мындай мисал менен көрсөтүүгө болот: диаметри 1 см болгон кичинекей бир шар ядрого эң жакын электрон болсо, ядро бул шардан 1 км алыста болот.17 Бул чоңдукту жакшыраак элестетүү үчүн мындай бир мисал берүүгө болот:

The space between the protons and electrons of the atom is as wide as the area marked on the above map.

Мына ушул жерде ааламда белгилүү болгон эң чоң мейкиндик менен эң кичинекей мейкиндик арасында бир окшоштук чыкканын байкайбыз. Көзүбүздү жылдыздарга бурсак, ал жакта да атомдукуна окшош бир боштукту көрөбүз. Жылдыздар арасында да, галактикалар арасында да миллиарддаган киллометрлик боштуктар бар. Бирок бул боштуктардын экөөсүндө тең адам акылына сыйгыс бир тартип орун алган.

Ядронун ичи: протон жана нейтрондор

1932-жылга чейин ядро протон менен электрондордон турат деп кабыл алынган. Ядронун ичинде протон менен бирге электрондор эмес, нейтрондор бар экени ошондо гана аныкталган (атактуу илимпоз Чадвик (Chadwick) 1932-жылы ядронун ичинде нейтрон бар экенин далилдеген жана бул ачылышы менен Нобель сыйлыгын алган). Адамзат атомдун чыныгы түзүлүшү менен ушунчалык жакын жылдары гана таанышты.

Атом ядросунун канчалык кичинекей экенин жогоруда айткан элек. Атом ядросунун ичине бата алган бир протондун чоңдугу болсо 10-15 метрге барабар.

Мынчалык кичинекей бир бөлүкчөнүн адам жашоосунда көп деле мааниси жок деп ойлошуңуз мүмкүн. Бирок адам акылына жакшы сыйбаганчалык кичинекей бул бөлүкчөлөр негизи айланабызда көзүбүзгө көрүнгөн бүт нерсенин негизин түзөт.

Ааламдагы ар түрдүүлүктүн булагы

Ушул кезге чейин аныкталган 109 элемент бар. Бүт аалам, дүйнөбүз, жандуу-жансыз бүт нерселер ушул 109 элементтин ар кандай түрдө биригишинен түзүлгөн. Буга чейин бүт элементтердин бир-бирине окшош атомдордон тураарын көрдүк; атомдор болсо бирдей бөлүкчөлөрдөн турат. Б.а. бүт протон, нейтрон, электрондор бирдей. Элементтерди түзгөн бүт атомдор бирдей бөлүкчөлөрдөн турса, анда элементтерди айырмалуу кылган, чексиз ар түрдүү заттарды пайда кылган нерсе эмне?

Элементтерди бир-биринен айырмалуу кылган нерсе – бул атомдордун ядролорундагы протондордун саны. Эң жеңил элемент болгон суутек атомунда бир протон, экинчи эң жеңил элемент болгон гелий атомунда эки протон, алтын атомунда 79 протон, кычкылтек атомунда 8 протон, темир атомунда 26 протон бар. Алтынды темирден, темирди кычкылтектен айырмалаган өзгөчөлүк – мына ушул атомдордун протон сандарындагы айырмалар гана. Дем алган абабыз, денебиз, кандайдыр бир өсүмдүк же бир жаныбар же космостогу бир планета, жандуу-жансыз, ачуу-таттуу, катуу-суюк бүт баары... Булардын баары түпкүрүндө протон-нейтрон-электрондордон турат.

Физикалык материянын чеги: кварктар

1) 10-9m molecule 2) 10-10m atom 3) 10-14m atomic nucleus 4) 10-15m proton 5) 10-18m electron 6) 10-18m kuark

From the structure of the atom to the structure of the quark, it is possible to analyse the smallest particles forming the atom using modern accelerators. The diagram above illustrates this relationship in a progressive fashion.

The protons and neutrons in the nucleus of the atom are formed from smaller particles called quarks.

Мындан 20 жылдай мурдага чейин «атомдорду түзгөн эң кичинекей бөлүкчөлөр – бул протондор менен нейтрондор» деп кабыл алынып келген эле. Бирок жакында эле атомдун ичинде бул бөлүкчөлөрдү түзгөн андан да бир топ кичинекей бөлүкчөлөр бар экени аныкталды.

Бул ачылыштан соң атомдун ичиндеги «астыңкы бөлүкчөлөр (суб-бөлүкчөлөр)» жана алардын өзгөчө кыймылын изилдөө үчүн «Элементардык бөлүкчөлөрдүн физикасы» аттуу бир физика тармагы пайда болду. Элементардык бөлүкчөлөр физикасы жасаган изилдөөлөр төмөнкү чындыкты көрсөттү: атомду түзгөн протон менен нейтрондор түпкүрүндө «кварк» деп аталган андан да астыңкы бөлүкчөлөрдөн турушат.

Адам акылына сыйгыс кичинекей протонду түзгөн кварктардын чоңдугу болсо андан да таң калыштуу: 10^-18 (0,000000000000000001) метр.

Протондун ичиндеги кварктарды бир-биринен алыстатуу эч мүмкүн эмес; себеби ядронун ичиндеги бөлүкчөлөрдү чогуу кармаган «күчтүү ядролук күч» ал жерге да таасир берет. Бул күч кварктар арасында бир резина лентадай кызмат аткарат. Кварктардын арасы алыстаган сайын бул күч өсөт жана эки кварк бир-биринен эң көп 1 метрдин квадрильондон бириндей алыстай алат. Кварктар арасындагы бул резина боолор күчтүү ядролук күч алып жүргөн глюондор урматында пайда болот. Кварктар менен глюондор бир-бири менен абдан күчтүү байланышта турушат. Бирок илимпоздор бул байланыштын кантип ишке ашаарын али аныктай алышпады.

«Элементардык бөлүкчөлөр физикасы» тармагында тынымсыз суб-бөлүкчөлөр дүйнөсүн ачуу үчүн изилдөөлөр жасалууда. Бирок адамзат колундагы акылы, аң-сезими жана маалыматына карабастан, өзү да кошо бүт нерсени түзгөн маңызды эми эми эле ача алууда. Болгондо да бул маңыздын ичине кирген сайын абал андан да татаалдашууда, адам кварк деп атаган бөлүкчөнүн 10^-18 метрлик чегине такалууда. Бул чектин да астында эмне бар?

Учурда илимпоздор бул жөнүндө ар кандай гипотезаларды айтышууда, бирок жогоруда да айтылгандай, бул чек физикалык ааламдын акыркы чекити. Мунун астындагы бүт нерсе зат менен эмес, энергия менен гана түшүндүрүлөт. Эң негизгиси – бул адамдын бүт технологиялык мүмкүнчүлүктөрүнө карабастан, жаңы гана ача алган бир жерде абдан чоң бир тең салмактуулуктардын, физика мыйзамдарынын ансыз да бир саат сыяктуу иштеп жатышы. Болгондо да, бул жер ааламдагы бүт заттын жана адамдын да курулуш материалын түзгөн атомдун ичи.

Адам болсо өз денесиндеги органдарда, системаларда ар секунда иштеген бул кемчиликсиз механизмдерден жаңы гана кабардар болуп баштады. Буларды түзгөн клеткалардын механизмдерин болсо акыркы бир канча он жыл ичинде гана түшүнө алды. Клетканын түпкүрүндөгү атомдордун, атомдордун ичиндеги протон менен нейтрондордун, жана булардын да ичиндеги кварктардын механизмдериндеги жогорку жаратылуу болсо, ыймандуу болсун болбосун, бүт адамдарды таң калтыра турган бир кемчиликсиздикте. Бул жерде эң негизгиси бүт ушул кемчиликсиз механизмдердин адам жашоосунун ар бир секундасында, адамдын кандайдыр бир кийлигишүүсү болбостон, толугу менен анын башкаруусунан тышкары кемчиликсиз иштеп жатышы жөнүндө ойлонуу керек. Булардын баарынын улуу бир күч жана илим ээси Аллах тарабынан жаратылганы жана аларды башкаруунун да Аллахка тиешелүү экени – акылы жана абийири бар ар бир адам үчүн апачык бир чындык.

Асмандарда жана жердегилердин баары Андан сурайт. Ал күн сайын бир иште. Демек Раббиңердин кайсы немат-жакшылыктарын жалганга чыгара аласыңар? (Рахман Сүрөсү, 29-30)

1) topaz 2) pyrite 3) titanium 4) limestone 5) yellow sapphire 6) blue sapphire	7) calcite 8) talc 9) copper 10) fluoride 11) topaz 12) emery stone	13) iron 14) coal 15) galena 16) quartz 17) barium sulfate 18) feldspar	19) diamond 20) apatite 21) feldspar 22) quartz 23) rock salt 24) gold
What causes the difference between the elements is the number of protons in the nuclei of their atoms. It is this difference that makes the materials shown above appear so different from each other.

Атомдун экинчи жагы: электрондор

In the diagram to left, you see four different types of orbits made by electrons, depending on the wave motion. Electrons follow orbits in much the same way as the planets move around the sun depending on the properties of their particles. These different motions of the electrons prevent their precise definition.

Эң күчтүү микроскоптор да көрө албаганчалык кичинекей бир жерде айланып турган ондогон электрон атомдун ичинде абдан баш аламан бир жол сызат. Бул жерде эң кызыктуусу ядрону электрдик заряддан турган бир соот сыяктуу орогон бул электрондор атомдун ичинде кичинекей бир кырсыкка да себеп болушпайт. Болгондо да атомдун ичиндеги кичинекей бир кырсык да атом үчүн бир балекет болушу мүмкүн. Бирок мындай кырсык эч болбойт; бүт процесс кемчиликсиз бир тартип жана система ичинде уланат. Ядронун айланасында секундасына 1000 км сыяктуу акылга сыйгыс бир ылдамдык менен эч токтобостон айланган электрондор бир-бирин бир жолу да сүзүшпөйт. Бир-биринен эч айырмасы жок бул электрондордун башка башка орбиталарда жүрүшү абдан таң калыштуу. Массалары жана ылдамдыктары бир-биринен айырмалуу болгондо, ядронун айланасында башка башка орбиталарга тизилиши балким кадыресе кабыл алынмак.

Күн системабыздагы планеталардын тизилиши мына ушул логикада. Б.а. бир-биринен масса жана ылдамдык жагынан толугу менен айырмалуу болгон планеталар табигый түрдө күндүн айланасында башка башка орбиталарга жайгашышкан. Бирок атомдогу электрондордун абалы бул планеталардан толугу менен башкача. Баары бирбирдей болгон электрондор эмне үчүн ядронун айланасында башка башка орбиталарга ээ, бул орбиталарда кандайча жаңылбастан жүрүшөт, акылга сыйгыс кичинекей жерде акылга сыйгыс чоң ылдамдыктары менен кантип сүзүшүп кетишпейт деген суроолор бизди бир жоопко гана алып барат. Бул теңдешсиз тартип жана кылдат тең салмактуулукта алдыбызга чыккан жалгыз чындык – бул Аллахтын кемчиликсиз жаратуусу:

Электрондор – бул нейтрон менен протондордун дээрлик эки миңден бириндей кичинекей бөлүкчөлөр. Бир атомдо протондор менен бирдей санда электрон болот, жана ар бир электрон ар бир протон алып жүргөн оң (+) зарядга барабар чоңдукта терс (-) зарядга ээ. Ядродогу жалпы оң (+) заряд менен электрондордун жалпы терс (-) заряды бир-бирин тең салмактайт жана атом нейтралдуу болот.

Электрондор алып жүргөн электрдик заряды жагынан кээ бир физика эрежелерине баш ийиши керек. Бул физика эрежелери «бирдей электрдик заряддардын бир-бирин түртүшү жана карама-каршы заряддардын бир-бирин тартышы».

Биринчиден, кадимки шарттарда баары терс заряддуу болгон электрондор бул эрежеге баш ийип, бир-бирин түртүшү жана ядронун айланасынан таркап кетиши зарыл. Бирок мындай болбойт. Эгер электрондор ядронун айланасынан таркап кеткенде, бүт аалам боштукта жүргөн протон, нейтрон жана электрондордон турмак. Экинчиден; оң зарядга ээ болгондуктан ядро терс заряддуу электрондорду өзүнө тартышы жана электрондор болсо ядрого жабышышы керек эле. Натыйжада ядро бүт электрондорду тартмак жана атом өз ичине чөкмөк.

Бирок булардын эч бири болбойт. Электрондордун жогоруда айтылган (1000 км/сек) кереметтүү алыстоо ылдамдыгы, булардын бир-бирине болгон түртүүчү күчү менен ядронун электрондорго болгон тартуу күчү ушунчалык кылдат чоңдуктарда болгондуктан, бул үч карама-каршы фактор бир-бирин кемчиликсиз тең салмактайт. Натыйжада атомдогу бул кемчиликсиз система таркап чачылбастан уланып келүүдө. Атомго таасир берген бул күчтөрдүн бир даанасынын талап кылынгандан бир азга көбүрөөк же бир азга азыраак болушу атомдун эч качан пайда болбошуна себеп болмок.

Бул факторлордон тышкары, ядродогу протондорду жана нейтрондорду чогуу кармаган ядролук күчтөр болбогондо, бирдей зарядга ээ болгон протондор жабышуу мындай турсун, бир-бирине жакындай да алмак эмес эле. Ошол сыяктуу нейтрондор да ядрого эч качан бириге алмак эмес. Мунун натыйжасында ядро, натыйжада атом деген нерсе болмок эмес.

Бүт бул кылдат эсептер бир даана атомдун да ээн баш эмес, Аллахтын кемчиликсиз башкаруусунда кыймылдап жаткандыгынын бир көрсөткүчү. Антпесе, биз жашап жаткан аалам башталбай жатып кыйрамак. Али башталыш кезинде эле бул процесс тескериге айланып, аалам пайда болмок эмес эле. Бирок бүт нерсенин Жаратуучусу, чексиз күч жана илим ээси Аллах, ааламдагы бүт тең салмактуулуктар сыяктуу, атомдун ичинде да абдан так тең салмактуулуктар курган жана мунун урматында атом кемчиликсиз бир тартип менен жашап келе жатат.

Аллах жараткан бул тең салмактуулук илимпоздор тарабынан көп жылдар бою изилденип ачылып баштады жана аягында байкоо жасалган кубулуштарга ар кандай аттар гана берилген: «электромагниттик күч», «күчтүү ядролук күч», «алсыз ядролук күч», «гравитациялык күч»... Бирок китептин кириш сөзүндө да айтылгандай, эч ким «эмне үчүн?» деген суроо жөнүндө ойлонгон эмес. Мисалы, эмне үчүн бул күчтөр белгилүү күчкө, белгилүү эрежелерге жараша болууда? Эмне үчүн бул күчтөрдүн таасир чөйрөлөрү, баш ийген эрежелери жана бул күчтөрдүн күчү улуу бир төп келүүчүлүк ичинде?

Бүт бул суроолор алдында илимпоздор чарасыз калышууда. Себеби колдорунан окуялардын кандай катар менен ишке ашаарын божомолдоо гана келүүдө. Бирок жүргүзгөн изилдөөлөрү натыйжасында талашсыз бир чындык ортого чыкты. Ааламдын бүт тарабында бир даана атомду да ээн баш таштабаган бир акыл жана эрк ээсинин кийлигишүүсү көрүнүп турат. Ушундайча бүт күчтөрдү бир гармонияда чогуу кармаган жалгыз бир күч бар, ал – бүт күч жана кудурет Өзүнө тиешелүү болгон Аллах. Аллах каалаганда, каалаган жерде кудуретин көрсөтүүдө. Эң кичинекей атомдон учу-кыйырсыз галактикаларга чейин бүт аалам да Аллахтын каалоосу жана дайыма сактап турушу менен гана жашап жатат.

Electrons revolve around the nucleus in a very delicate equilibrium just as planets revolve around the sun.

Аллах Куранда Өзүнөн башка күч-кудурет жок экенин кабар берүү менен бирге, муну аңдап-түшүнбөстөн Ал жараткан алсыз нерселерди (жандуу болсун, жансыз болсун) Андан көз-карандысыз бир күч-кудурети бардай ойлоп, ошол жаратылган нерселерге кудай сыпатын ыйгаргандардын акыбетин мындайча кабар берүүдө:

Ушул күнгө чейин эч бир илимпоз атомдогу, натыйжада ааламдагы күчтөрдүн себебин, булагын жана эмне үчүн белгилүү учурларда белгилүү күчтөрдүн пайда болгонун түшүндүрө алган жок. Илимдин кылган иши – бул чындыктарды байкоо жана аларды ченеп, аларга бир «ат» койуу гана.

Мындай «ат койуулар» илим дүйнөсүндө чоң ачылыштар катары бааланат. Бирок, илимпоздор ааламда жаңы бир тең салмактуулукту жасоого, жаңы бир системаны курууга эмес, ааламда бар болгон тең салмактуулукту аңдап-түшүнүүгө гана аракет кылышууда. Жасалган иш да көбүнчө Аллахтын ааламдагы сансыз жаратуу кереметинин бирөөсүнө бир жагынан байкоо жүргүзүп, ага ат койуудан гана турат. Аллах жараткан жогору бир системаны же түзүлүштү аныктаган бир илимпоз ар кандай илимий сыйлыктарга татыктуу табылып, атак-даңкка жетет жана адамдар ага суктанышат. Демек чындыгында, бул түзүлүштү жоктон жараткан, акылга сыйгыс даражада кылдат, так тең салмактуулуктар жана татаал эсептөөлөр менен жабдыган жана ушул сыяктуу дагы сансыз, кереметтерди жараткан Рахман жана Рахим болгон Аллахтын макталышы керек экени талашсыз.

The accelerator and detector technologies, whose sophistication increasingly progressed from the 1950's on, made very high-energy collisions possible. The study of these collisions by advanced detector systems gave way to the discovery that protons and neutrons, known as the basis of matter, have a sub-structure composed of particles called quarks. Measurements made at high energy levels gave scientists the opportunity to study the composition of matter at distances as small as one hundredth of the radius of the proton. Accelerator laboratories are found only in a few centres in the world as their foundation and operation are very costly. The most important ones are CERN (Geneva), DESY (Hamburg), Fermilab-FNAL (Chicago) and SLC (California).

CERN's physicists carry out experiments using several enormous underground particle accelerators, the largest of which is 27 km (17 mi) in circumference.

Highenergy physicists participate in experimental studies in these centres in large groups and study the secrets of the atom. Among these laboratories, the SLC is 3 km in diameter and CERN 27 km. However, the champion in the competition for size is the US project SSC which is being constructed in the centre of Texas in the USA, with a perimeter diameter of about 85 kilometres. The cost of the machinery increases in direct proportion to size (For SSC, this figure will be approximately 6 billion dollars).20

Электрондордун орбитасы

Эң күчтүү микроскоптор да көрө албаганчалык кичинекей бир жерде айланып турган ондогон электрон, жогоруда да айтылгандай, атом ичинде кыйма-чийме кыймылдайт. Бирок бул жол эң системалуу шаар жолдоруна да салыштыргыс, абдан тартиптүү жана электрондор эч качан бир-бири менен сүзүшпөйт. Себеби электрондордун ар биринин өз орбитасы бар жана бул орбиталар эч качан бир-бирин кеспейт.

Атом ядросунун айланасында 7 орбита бар. Эч өзгөрбөгөн бул 7 орбитадагы электрон саны да бир математикалык формула менен белгиленген: 2n². Атомдордун бүт орбиталарында боло ала турган эң көп электрон саны мына ушул формула менен туруктуу кылынган (формуладагы «n» тамгасы орбита номерин көрсөтөт).

Electrons in The Service of Mankind

Electricity is one of the most important parts of our life. We apparently cannot do anything without it. Our lives are tied to electricity when we eat, watch TV, go from one place to another or do cleaning. We push a button and everything around us is lit up. We push another button and all electrical devices start working. This form of electricity we use each moment of our lives is called the electric current. What make this current possible are the electrons we have been reviewing since the beginning of this book. Electricity is the charged current formed as a result of the movement of negative (-) charged electrons and ions. Devices like television and the refrigerator in ordinary use draw 1-2 ampere electricity. So, what does this amount mean? A current of 1 ampere per second means the transmission of 6 billion times a billion electrons from a given section per second. This figure is one million times more for a bolt of lightning.

Electrons follow an extremely complex orbit within the atom. Although a much more crowded environment than city traffic is formed in such a small place, not even one accident takes place.

Ааламды түзгөн чексиз сандагы атомдун электрон орбиталарынын эч жаңылбастан 2n² формуласына ылайык белгилүү бир санда турушу бир тартиптин көрсөткүчү. Электрондор абдан катуу ылдамдыкта кыймылдашса да, атомдун ичинде эч кандай баш аламандыктын чыкпашы да бул теңдешсиз тартиптин бир уландысы. Бул – кокустуктар эч түшүндүрө албай турган бир тартип. Бул тартиптин бар болушунун жалгыз түшүндүрмөсү – Куранда билдирилгендей, Аллахтын бүт нерсени кудуретинин бир көрсөткүчү катары тартиптүүлүк ичинде жараткандыгы. Аллах Өзү жараткан бул тартиптүүлүктү Куран аяттарында мындайча кабар берген:

Аяттардан көрүнүп тургандай, ааламдардын Рабби Аллах бүт нерсени кемчиликсиз бир өлчөм, эсеп жана тартип ичинде жараткан. Бул өлчөм менен эсеп атомдун эң кичинекей бөлүкчөсүнөн космостогу ири асман телолоруна, күн системаларына, галактикаларга чейин, алардын арасындагылар да кошо, бүт заттар ааламын камтыйт. Бул Аллахтын чексиз күчүнүн, илиминин, чеберчилигинин жана хикматынын бир натыйжасы. Аллах Өзү жараткан нерселердеги жана системалардагы кемчиликсиз өлчөм, тартип, тең салмактуулук жана эсептер менен бул сыпаттарын адамдарга таанытат. Чексиз кудуретин көз алдыга тартуулайт. Бүт илимий изилдөөлөр, эсептөөлөр адамды алып барышы керек болгон чыныгы чындык мына ушул.

Толкунбу, бөлүкчөбү?

Электрондор жаңы ачылганда, булар да ядронун ичиндеги протон менен нейтрон сыяктуу бөлүкчөлөр деп кабыл алынган. Бирок кийинчерээк жасалган эксперименттерде жарык бөлүкчөлөрү, б.а. фотондор сыяктуу толкун өзгөчөлүктөрүн да көрсөтөөрү аныкталган.

Signs from The Qur'an

When studying the subject of electron shells, one must also think over a verse pointing to this subject in the Qur'an. There are 7 electron shells around the nucleus of the atom. On each shell are electrons in fixed numbers. Could it be that the expression "the seven heavens" used in the Qur'an to describe the layers forming the heavens, may also be pointing to the orbits electron shells that are as if the heavens of the atom?

He Who created the seven heavens in layers. You will not find any flaw in the creation of the All-Merciful. Look again – do you see any gaps? (Surat al-Mulk: 3)

This figure never changes. It never becomes 6 or 8. Here, the really miraculous thing is that this figure of seven electron shells is in total harmony with the verse.

Жарыктын, көлмөгө ташталган бир таштын суу бетинде пайда кылган толкундары сыяктуу жайылаары белгилүү. Бирок жарык кээде заттык бир бөлүкчө өзгөчөлүктөрүн да алып жүрүүдө жана терезенин айнегине тийген жамгыр тамчылары сыяктуу үзүк үзүк, интервалдуу соккулар абалында байкалууда. Мына ушундай дилемма эми электрондо да аныкталган. Албетте бул илим дүйнөсүндө чоң баш аламандыкты пайда кылды. Бул баш аламандык атактуу теориялык физика профессору Ричард П. Фейнмандын (Richard P. Feynman) сөздөрү менен төмөнкүчө чечилди:

Илимпоздор электрондордун мындай кыймылын эч түшүндүрө албагандыктан, чечүү жолу катары бул кыймылга жаңы бир ат ыйгарышкан:

Бирок бул жерде Фейнман айткан «жарга такалган жол» негизи андай эмес. Бул жерде кээ бирлеринин натыйжага жете албашынын жалгыз себеби – алардын ортодогу ачык далилдерге карабастан, бул кереметтүү системалардын жана тең салмактуулуктардын жогорку бир Жаратуучу тарабынан жаратылганын кабыл ала албашы. Бирок абал толук апачык: Аллах ааламды жоктон бар кылып, укмуштуу тең салмактуулуктарга таянган жана өрнөксүз жараткан. Эч натыйжага жете албаган, түшүнүксүз жана илимпоздор ар мүмкүнчүлүктө «бирок бул кандай болушу мүмкүн?» деп өздөрүнө узаткан суроонун жообу бүт нерсенин Жаратуучусунун Аллах экендигинде жана бүт нерсенин Анын «БОЛ» деши менен гана пайда болгондугунда жатат.

Асмандарды жана жерди (өрнөксүз) Жаратуучу. Ал бир иштин болушун кааласа, ага «БОЛ» деп гана айтат, ал ошол замат болуп калат. (Бакара Сүрөсү, 117)

Электрондор эшик ачкан түркүн түстүү дүйнө

Капкара бир дүйнөдө жашоо кандай болмок эле деп ойлонуп көрдүңүз беле? Денеңиз, айланаңыздагы адамдар, деңиздер, асман, дарактар, гүлдөр, кыскача айтканда, бүт нерсенин капкара экенин бир элестетип көрүңүз. Мындай бир жерде эч жашагыңыз келмек эмес туурабы?

Жер жүзүн түстүү кылган эмне? Дүйнөбүздү укмуштуу кооз кылган түстөр кантип пайда болууда?

Заттын түзүлүшүндөгү кээ бир өзгөчөлүктөр биздин затты түстүү кылып көрүшүбүзгө жол ачат. Ооба; түстөр электрондордун атом ичиндеги кээ бир кыймылдардын табигый бир натыйжасы катары пайда болот. Бул жерде «электрондордун кыймылы менен түстөрдүн кандай байланышы бар?» деп ойлошуңуз мүмкүн. Бул байланышты кыскача түшүндүрөлү.

Электрондор белгилүү орбиталарда гана айланышат. Бул орбиталар жетөө деп жогоруда айтканбыз. Ар бир орбита белгилүү бир энергия деңгээлине ээ. Бул энергия деңгээли орбитанын ядродон болгон алыстыгына жараша өзгөрөт. Бир орбита ядрого канчалык жакын болсо электрондун энергиясы ошончолук аз, ядродон канчалык алыс болсо энергиясы ошончолук жогору болот.

70% of the rays reaching our earth from the sun are just appropriate for the existence of life on the earth.

Электрондордун орбиталарынын ар биринин астында болсо «суб-орбиталар» бар. Электрондор турган орбитасынын «суб-орбиталары» арасында тынымсыз кыймылдашат.

Электрон орбиталар арасында саякат кылышы үчүн сырттан энергия алышы керек. Бул энергиянын булагы болсо «фотон».

Фотон эң жөнөкөй айтканда – бул «жарык бөлүкчөсү». Ааламдагы жылдыздардын баары фотон булактары болуп саналат, дүйнөбүз үчүн болсо эң негизги булак – албетте, күн. Фотондор күндөн секундасына 300.000 км ылдамдык менен бүт космоско таралышат.

1) Radio Waves 2) Micro Waves 3) Infrared rays 4) Visible light 5) Ultra violet rays 6) X Rays 7) Gama Rays

A great variety of rays arrive on the earth from the sun. As seen in the electromagnetic spectrum to left, we only perceive a very small portion of these rays.

Күндөн дүйнөгө келген бул фотондор жер жүзүндөгү заттардын атомдоруна тийгенде, атомдордун электрондорунда саякат башталат. Бул энергия колдоосу урматында саякат кыла алган электрондор өз орбиталарына кайра кайтканда көзүбүзгө келген түстү пайда кыла турган фотонду сыртка жиберишет. Биз бир канча сүйлөм менен кыскача баяндаган бул процесстердин баары эч үзгүлтүксүз алгач жаратылгандан бери уланып келатат. Ар бир баскычы абдан улуу план жана тартип ичинде иштейт. Электрондор менен фотондор арасындагы бул системанын бир бөлүмүнүн эле иштебеши түссүз, ал тургай, караңгы бир ааламдын болушуна себеп болмок.

Караңгы аалам ордуна түстүү бир аалам пайда болушу үчүн бир план менен тартип ичинде иштеши керек болгон бул баскычтарды кайрадан катары менен карайлы:

Бүт бул процесстердин натыйжасында бир заттын түсү чынында ал заттан чагылып көзүбүзгө жеткен ушул жарык бөлүкчөлөрүнүн бир аралашмасы болот. Көбүнчө өзү нур чыгарбаган жана күндөн алган нурду чагылткан бир заттын түсү алган нурунан да, бул нурдун ага берген таасиринен да көз-каранды болот. Ак нур менен жарык кылынган нерсе «кызыл» көрүнүп жатса, мунун себеби – күн нурунан ага келген аралашманын көп бөлүгүн сиңириши жана кызылды гана чагылтышында. Бул жерде «сиңирүүнүн» мааниси мындай:

Жогоруда да айтылгандай, атомдогу ар бир орбитанын астында «суб-орбиталар» бар жана электрондор бул суб-орбиталар арасында саякат кылышат. Ар орбитанын белгилүү бир энергия деңгээли бар жана электрондор өздөрү турган суб-орбитанын энергия деңгээлиндей энергия алып жүрүшөт. Орбиталар ядродон алыстаган сайын ээ болгон энергиялары да жогорулайт. Электрон өзү турган суб-орбитадан жогорудагы башка бир суб-орбитада бир электрондук бош орун болгондо бир заматта жок болот. Жана жогорураак энергиясы бар суб-орбитада пайда болот. Бирок электрон бул кыймылды жасай алышы үчүн энергиясын өзү өткөн суб-орбита талап кылган энергияга чыгарышы зарыл. Электрон энергиясын күндөн келген фотон бөлүкчөлөрүн сиңирүү (жутуу) менен көбөйтөт.

Муну бир канча мисал менен тереңирээк түшүндүрөлү: бир морфо көпөлөктү карайлы. Көпөлөктөгү пигменттер бүт күн нурун сиңирип көк түстү чагылтышат. Чагылтылган бул түскө тиешелүү жарык бөлүкчөлөрү көздөгү торчого жеткенде, көк катары кабылдана турган абалда торчодогу конус клеткалар тарабынан электрдик сигналга айлантылат жана мээге жөнөтүлөт. Жана көк түс мээде пайда болот.

Б.а. бир нерсенин түсү жарык булагынан келген нурдун өзгөчөлүгүнөн жана ал заттын бул нурдун канчасын сыртка чагылтканынан көз-каранды. Мисалы, бир көйнөктүн түсү күн нурунда караганда башка, бир дүкөндө караганда башка көрүнөт. Бир нерсе мээбиз тарабынан кара катары кабылданып жатса, анда бул нерсе күндөн келген бүт жарыкты сиңирип жатат жана сыртка эч жарык чыгарбай жатат дегенди билдирет. Ошол сыяктуу эгер зат күндөн келген жарыктын баарын чагылтып, эч жарык сиңирбесе мээбиз тарабынан ак түстө кабылданат. Бул жерде төмөнкүлөр жөнүндө жакшылап ойлонуу керек:

Бул жерде дагы бир жолу токтоп ойлонолу.

Көзгө көрүнбөгөндөй кичинекей бир зат болгон атомдун ядросунун айланасында укмуштуу бир ылдамдыкта айланган электрондор турган орбиталарынан бир заматта жоголуп суб-орбита деп аталган башка бир жерге өтүшөт. Мындай өтүү үчүн суб-орбитада бош бир орун да болушу шарт. Бул кезде муктаж болгон энергияны фотон сиңирүү менен камсыздашат. Анан өз орбиталарына кайра кайтышат. Мындай кыймыл учурунда адам көзү кабылдай ала турган түстөр пайда болот. Болгондо да саны триллиондорду түзгөн атомдор секунда сайын эч токтобостон муну жасашат. Биз болсо мунун урматында эч үзгүлтүксүз бир «сүрөттөлүш» алабыз.

The superior design in the formation of colours leads us to a single fact: the universe has been created in a great harmony and order from its smallest to its largest particles. The artistry in the colours is one of the signs of Allah's perfect creation.

Бул укмуштуу механизм адам жасаган эч бир машинанын иштешине окшобойт. Мисалы, бир саат да абдан комплекстүү бир механизмге ээ жана саат туура иштеши үчүн бүт бөлүкчөлөрү (чарктар, тиштер, шуруптар, гайкалар ж.б.) туура жерде, туура абалда турушу шарт. Бул механизмдеги кичинекей эле кемчилик сааттын иштешине зыян берет. Бирок атомдун түзүлүшүн жана электрондордун жогоруда баяндалган иштөө механизмин ойлогондо, бир сааттын түзүлүшүнүн канчалык жөнөкөй экени апачык көрүнөт. Жогоруда айтылгандай, бул механизм адам колу менен жасалган эч бир системага салыштырууга мүмкүн болбогончолук комплекстүү жана кемчиликсиз. Албетте, эстен тандыра турганчалык комплекстүү болгон жана ушунчалык кемчиликсиз иштеген бир системанын, материалист илимпоздор айткандай, өзүнөн-өзү, кокустуктар натыйжасында пайда болушу мүмкүн эмес. Эми мындай бир суроо узаталы: эч ким жашабаган бир чөлдө баратып жерде иштеп турган бир саат көрсөңүз, бул саат чаң, топурак, кум менен таштардан кокустан пайда болду деп ойлойт белеңиз? Эч ким минтип ойлобойт, себеби сааттагы долбоор менен акыл бүт жагынан көрүнүп турат. Ал эми бир даана атомдогу долбоор менен акыл, жогоруда айтылгандай, адам жасаган эч бир механизмге салыштырууга мүмкүн болбогондой жогору. Бул акылдын ээси болсо улуу илим ээси, бүт нерсени билген, көрүп турган жана жараткан Аллах.

Аллах биз көргөн жана көрө албаган нерселердин баарын чексиз бир чеберчилик менен жараткан жана биздин кабарыбыз да болбогон сансыз себептерди биздин буйругубузга берген. Мурда биз эч билбеген, балким үйрөнөбүз деп оюбузга да келбеген түстөр темасы илим алга жылган сайын бүт майда-бараты менен көз алдыбызга тартылды. Илимий өнүгүүлөрдүн акылы жана абийири бар ар бир адамдын Аллахтын бар экенине ишенишине себепчи болоору анык чындык. Бирок бүт ушуларга карабастан, ааламдын бүт тарабында көрүлгөн улуу чеберчиликти жана акылды көрмөксөн болгондор да болууда. Атактуу илимпоз Луи Пастер (Louis Pasteur) бул жөнүндө кызыктуу бир сөз айткан: «Илимдин азы Аллахтан алыстатат, бирок көбү Ага алпарат.»23

Адам айланасын курчаган жаратуу мисалдары жөнүндө маалыматы көбөйгөн сайын, Аллахтын аны бүт тараптан курчап турганын, асмандан жерге чейин бүт иштерди Анын жөнгө салганын, башкарып турганын, анын жанынын бир күнү сөзсүз алынаарын жана бул дүйнөдө кылгандарынан сөзсүз сурак берээрин бир топ жакшыраак түшүнүшү мүмкүн. Биздин да айланабызда болуп жаткан сансыз окуялар жөнүндөгү маалыматыбыз көбөйгөн сайын Аллахтын илимине болгон суктануубуз да өсүүдө. Бул суктануу болсо Аллахтын чексиз кудуретин, күчүн мүмкүн болушунча түшүнүү жана натыйжада Андан жакшылап коркуп-тартынуу жолунда абдан маанилүү бир кадам болууда. Аллах Куранда мындайча билдирет:

Аллахтын асмандан суу түшүргөнүн көрбөдүңбү? Ушундайча Биз аны менен түркүн түстүү мөмөлөр чыгардык. Тоолордон ак, кызыл түстөрдө ар түрдүү жана кара жолдор (кылдык). Адамдардан, жаныбарлардан жана майда мүйүздүү жандыктардан (кой-эчки сыяктуу) да ар кандай түстөгүлөрү бар. Кулдары арасынан болсо Аллахтан жалаң гана илимдүүлөр «ичтери титирөө менен коркушат». Шек жок, Аллах – улук жана күчтүү, кечиримдүү. (Фатыр Сүрөсү, 27-28)

Бөлүкчөлөрдүн программаланган кыймылы

Бул жерге чейин атомду түзгөн бөлүкчөлөрдүн өзгөчөлүктөрүн карадык. Эми бул бөлүкчөлөрдүн буга чейин айтылбаган орток бир өзгөчөлүгүн карайбыз: «Спин айланышы».

Атомду түзгөн бөлүкчөлөрдүн өз огу айланасында укмуштуу бир ылдамдык менен айланышы «спин (spin)» деп аталат. Ааламдагы көп системада спин кыймылы маанилүү роль ойнойт. Атомдун ичиндеги бөлүкчөлөрдөн космостогу жылдыздарга чейин бүт системалар ушул кыймылга таянат. Бөлүкчөлөрдүн спин кыймылы болсо алгач 1925-жылы байкалды жана бул айлануу «Паули (тыюу) принциби» деп аталып башталды. Бул принцип боюнча, эки окшош бөлүкчө бирдей абалда боло албайт, б.а. белгисиздик принциби белгилеген чектер ичинде бирдей абалда жана бирдей ылдамдыкта боло алышпайт. Бул эрежени мындайча түшүндүрүүгө болот: белгилүү болгондой, атом абдан кичинекей бир түзүлүш жана ал кичинекей түзүлүштүн ичинде болсо абдан комплекстүү бир жолдор бар. Эгер бул түзүлүштү түзгөн бир-бирине окшош бөлүкчөлөр бирдей ылдамдыктар жана бир багытта кыймылдаса эмне болмок, бир ойлонолу:

Көрүнүп тургандай, «спин» кыймылы буга чейин каралган бүт өзгөчөлүктөр сыяктуу, ааламдын пайда болушунда абдан зор мааниге ээ. Стивен Хокинг муну мындайча айткан:

Илим учурда (атом-асты) суб-бөлүкчөлөрдүн бул укмуштуу кыймылын ачты, бирок бөлүкчөлөрдүн эмне үчүн мындай кыймылдаарын эч түшүндүрө албоодо. Бул аң-сезимсиз бөлүкчөлөр спин абалында кыймылдашы үчүн мындай кыймыл натыйжасында атомду пайда кылаарын билүүлөрү керек. Муну билген соң кандай кыймылдаарын чечиши, б.а. бир стратегия түзүшү шарт. Кайсы бөлүкчөнүн кайсы багытта жана кандай ылдамдыкта кыймылдаары абдан кылдат аныкталышы зарыл. Андан соң кезек бул стратегияны ааламды түзгөн чексиз сандагы бөлүкчөгө угузуу жана баарынын бул стратегияга баш ийишин камсыз кылууга келет. Стратегия бүт бөлүкчөлөргө угузулат жана бүт бөлүкчөлөр кандай кыймылдашы керек экенин билип калышат.

Эми жооп берүү керек болгон абдан маанилүү бир суроо бар; бул суроо бизди эң баш тарапка кайтарат: эмне үчүн бүт бөлүкчөлөр бул стратегияга баш ийишүүдө? Эмне үчүн бир бөлүкчө да бул эрежеге каршы чыкпоодо? Бүт бул бөлүкчөлөрдүн бул жерде саналгандарды жасай турган аң-сезими, акылы, эрки жана мээси барбы? Албетте, жок. Массасы да жок, энергиядан гана турган бул бөлүкчөлөрдүн, албетте, акылдары да, өзүнчө бир эрки да жок. Бул жерде биз көргөн Аллахтын чексиз акылы, чексиз күчү жана чексиз илими. Аллах бүт бөлүкчөлөрдү моюн сундурган жана ушундайча ааламды жараткан. Бир аятта бул чындык бизге мындайча билдирилет: