Юрий Георгиевич Чирков - Охота за кварками

Юрий Георгиевич Чирков Охота за кварками

Введение

Они пристально вглядываются в будущее и ждут появления новой теории элементарных частиц, как юная Ассоль ждала принца на корабле с алыми парусами.

Альберт Вейник

В 1931 году чешский писатель Карел Чапек побывал в Голландии. В очерке «Знакомство с чужими странами» он писал: «В большинстве случаев нынешний путешественник проделывает в чужих странах, так сказать, обратный путь по истории. Начало его новым познаниям кладет центральный вокзал в столице; только после этого, постепенно, шаг за шагом он переходит к все более и более старинным предметам, как-то, скажем: кафедральные соборы, старинное искусство и амстердамское гетто, и только напоследок, в конце своих странствий, он открывает и голос самой страны, вроде мычания черно-белых коров или скрипа крыльев ветряных мельниц…»

Физиков, как, впрочем, и ученых других специальностей (наука едина: деление ее на отдельные дисциплины произвольно и временно!), тоже можно было бы уподобить путешественникам, отправившимся в некую условную страну. Как назвать ее? Страна Логики? Мекка Смысла? Царство Основных Законов?

И физики сначала различают в незнакомых краях лишь привычное, сходное с тем, что они оставили «дома»; и, как и обычные пилигримы, лишь постепенно начинают слышать «голос самой страны».

И все же аналогия эта не совсем точна! В книге речь пойдет о физике микромира, а значит, о мирах, масштабы которых — и временные и пространственные — становятся тем меньше, чем далее «путник» отходит от родных пенатов. Он простирает руки к «Африкам» и «Америкам», которых и в микроскоп-то не различишь — ко всем этим гиперонам, нейтрино, мезонам… Какое уж тут мычание черно-белых коров!

Гораздо лучше поиск физиков-ядерщиков сравнить с охотой. Но с охотой в особом, диковинном «лесу», заселенном невиданными чудищами и химерами, среди которых наиболее поразительны кварки.

Вот уже 20 лет как кварки продолжают интриговать ученых. Они многое объяснили и могли бы стать первоэлементами, из которых построен мир, если бы… если бы их удалось обнаружить! И охота за ними продолжается.

Как поймать африканского льва? Очень просто, шутят физики. Помещаем в заданною точку пустыни клетку, входим в нее и запираем изнутри. Затем производим инверсию пространства по отношению к клетке. Теперь лев внутри, а мы снаружи: лев пойман!

И шутки эти под стать их работе. Они тоже охотники, только необычные. Буквально стреляют из пушек по воробьям — многокилометровые ускорители построены для ловли крошек-невидимок. Часто не знают, на какого зверя отправляются охотиться. Порой не ведают, что делать с уловом, который, кстати, может исчезнуть у них на глазах…

О нетривиальности путей познания, которыми идут ученые, о фантастичности картины, открывающейся их глазам, о новейших научных приобретениях физики и будет рассказано в этой книге.

1. Элементарная неэлементарность

Мы пошли на площадь ученых. О, сколько там было ссор, разборов, схваток и погони друг за другом! Редко тут у кого-нибудь не было тяжбы с кем-нибудь иным; не только молодые (что можно было бы приписать незрелости), но и сами старики досаждали друг другу… Стоило кому-нибудь что-либо высказать, как другой тотчас шел на отпор, даже о снеге и то затевали спор: белый ли он, или черный, горячий ли, или холодный.

Ян Амос Коменский. Лабиринт мира и рай сердца

— Что ни сезон, то мезон, — любил подтрунивать над физиками-ядерщиками академик С. Вавилов. Дело было в конце 40-х годов.

А в 1971 году член-корреспондент АН СССР Д. Блохинцев в беседе с журналистами рассказывал: «Когда я начинал работать в Объединенном институте ядерных исследовании в 1956 году, вот эта полка, где стоят отчеты о международных встречах физиков-атомщиков, была почти пустой. Теперь, как видите, она буквально забита материалами о конференциях, симпозиумах, семинарах.

Открылась новая область исследований. Физики обнаружили целый мир элементарных частиц. Когда-то я сам для себя составлял таблицу таких частиц, и мне понадобился лишь один вечер. А сейчас это уже довольно сложная схема. Специальный международный центр выпускает сведения об элементарных частицах, и каждый год они составляют тетрадку объемом около 50 страниц. Но даже --">