Читаем Безумные идеи полностью

Небольшие простые числа, выражающие квантовые законы сохранения, позволили создать новую, более четкую классификацию восьми десятков частиц, подверженных сильным взаимодействиям. Некоторые свойства частиц определяются не непосредственно квантовыми числами, а их комбинацией. В этом случае для упрощения записей пришлось прибегнуть к буквенным обозначениям – каждая из греческих букв заменяет определенную комбинацию квантовых чисел. Новая классификация позволяет расположить все известные сейчас частицы в четком порядке, который, в свою очередь, полезен в сложном процессе «предсказания» неизвестных еще частиц. В связи с тем, что для новой классификации избраны греческие буквы, некоторые частицы пришлось переименовать, так как большинство ранее известных частиц было обозначено тоже буквами греческого алфавита. Например, ка-частица стала каппа-частицей. Интересно, что в новой классификации греческие буквы расположены не по алфавиту, а совершенно хаотически. Иначе и быть не могло. Ведь первоначальные наименования давались частицам по мере их открытия и в соответствии с прежними воззрениями или даже по прихоти первооткрывателя. Естественно, что после создания новой классификации были две возможности: примириться с этим несущественным хаосом или переименовать заново большинство частиц. Переименование обеспечило бы порядок в таблицах, но потребовало бы переучивания и запоминания новых названий. Оно могло привести к путанице и недоразумениям, и ученые избрали хаос.


Простые числа, связанные между собой простыми соотношениями и не вполне осознанными правилами, позволяют, как мы видели на примере восьмиступенного пути, на основе свойств известных частиц предвидеть некоторые свойства неизвестных, например их массу, заряд, странность и другие. Но никто не может сказать, почему электрические заряды частиц всегда одинаковы и различаются лишь знаком или равны нулю. До сих пор никто не может сказать, завершен ли список микрочастиц, или нам предстоят новые открытия. Никто не может определить, какие из них элементарны. Неясно, какие частицы считать элементарными, какие сложными.


Опыт последних лет заставил ученых склониться к мысли о том, что ни одна из частиц, подверженных сильным взаимодействиям, даже совершенно устойчивый протон, не является действительно элементарной. Возможно, все они, так же как и ядра атомов всех элементов, являются лишь различными состояниями единой формы (сильно взаимодействующей) материи.


Правда, часть ученых все же продолжает считать протон элементарной частицей, а остальные сильно взаимодействующие частицы его детищами. Но отстаивать эту точку зрения становится все труднее.


Против нее эффективно борется новая гипотеза, известная под названием гипотезы «сапожных шнурков». Это название связано с тем, что в основе гипотезы лежит сложное переплетение свойств барионов, которое при графическом изображении может вызвать ассоциацию со шнуровкой ботинок.


В этой области у ученых есть очень интересные предположения.


Представьте себе, что быстрый нейтральный пион столкнулся с протоном. Что явится результатом этого взаимодействия? Физик скажет – протон и нейтрон. Не противоречит ли это закону сохранения вещества, ведь протон и нейтрон много тяжелее, чем протон и пион? Нет, не противоречит. Ведь еще Эйнштейн доказал, что энергия тоже обладает массой и при подведении баланса нужно ее учитывать. Здесь, в процессе столкновения, произошло превращение энергии движения пиона в недостающее вещество.


Можно ли на основании этой реакции считать какую-либо из участвующих в ней частиц элементарной? Ясно, что ни нейтрон, ни пион не заслуживают этой чести. Нейтрон здесь как бы родился из пиона и его энергии. А в обратной реакции – столкновении протона с нейтроном – пион рождается из нейтрона. Может показаться, что протон, остающийся здесь неизменным, элементарен. Но столкновение нейтрона с положительным пионом, очень похожее на только что описанное, приводит к «рождению» протона, а «сохранится» при этом нейтрон.


Множество таких примеров заставило физиков предположить, что ни одна из частиц, подверженных сильным взаимодействиям, не является простой, а значит, их нельзя считать элементарными.


Физики предполагают, что и протон и нейтрон и другие родственные им частицы состоят из чрезвычайно малого ядра (которое для отличия от ядра атомов иногда называют немецким словом керн), окруженного облаком пионов (частиц, являющихся носителем сил, удерживающих протоны и нейтроны внутри атомных ядер). Если это положительные пионы, мы имеем протон, если они нейтральны – образуется нейтрон, если отрицательны – антипротон.


Имеются основания считать, что и другие тяжелые частицы – барионы состоят из керна и пионов, но отличаются лишь запасом внутренней энергии. Чем больше эта скрытая энергия, тем тяжелее частица.


Перейти на страницу:

Похожие книги

Тайны нашего мозга или Почему умные люди делают глупости
Тайны нашего мозга или Почему умные люди делают глупости

Мы пользуемся своим мозгом каждое мгновение, и при этом лишь немногие из нас представляют себе, как он работает. Большинство из того, что, как нам кажется, мы знаем, почерпнуто из «общеизвестных фактов», которые не всегда верны...Почему мы никогда не забудем, как водить машину, но можем потерять от нее ключи? Правда, что можно вызубрить весь материал прямо перед экзаменом? Станет ли ребенок умнее, если будет слушать классическую музыку в утробе матери? Убиваем ли мы клетки своего мозга, употребляя спиртное? Думают ли мужчины и женщины по-разному? На эти и многие другие вопросы может дать ответы наш мозг.Глубокая и увлекательная книга, написанная выдающимися американскими учеными-нейробиологами, предлагает узнать больше об этом загадочном «природном механизме». Минимум наукообразности — максимум интереснейшей информации и полезных фактов, связанных с самыми актуальными темами; личной жизнью, обучением, карьерой, здоровьем. Приятный бонус - забавные иллюстрации.

Сандра Амодт , Сэм Вонг

Медицина / Научная литература / Прочая научная литература / Образование и наука
А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания
А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, как человечество смогло выжить в этом полном опасностей мире, то вы по адресу. Генетик и врач Шарон Моалем выдвинул смелую гипотезу: выжить человечеству помогли… болезни! Мы не догадываемся о том, что все заболевания и то, как мы на них реагируем, – это многовековой результат нашего совместного следования по пути эволюции.[ul]Что общего у диабетика с древесной лягушкой?Как самостоятельно активировать у себя направленные мутации?Как солнцезащитные очки провоцируют солнечный ожог?Как научиться получать полезный витамин D из вредного холестерина?[/ul]На эти и многие другие вопросы вы найдете ответы в этой удивительной и, пожалуй, самой неоднозначной книге по генетике!Внимание! Информация, содержащаяся в книге, не может служить заменой консультации врача. Перед совершением любых рекомендуемых действий необходимо проконсультироваться со специалистом.

Шарон Моалем

Научная литература / Прочая научная литература / Образование и наука