Пути в незнаемое

Еще через несколько часов, когда я сидел за дисплеем ЭВМ и, глядя на экран, пытался принудить компьютер к осмысленным действиям, ко мне подсел невысокий и всегда улыбающийся Робин Кучке (как позднее я узнал, один из основных экспертов по ЭВМ) и предложил помочь. За полчаса он объяснил мне больше, чем я потом понял за месяц, самостоятельно изучая книги.

Такое доброжелательное внимание со стороны коллег очень помогло освоиться в непривычной обстановке, а разговоры — это, во-первых, практика в разговорном английском, а во-вторых — необходимая для работы информация. При работе большого международного сотрудничества, когда состав группы все время обновляется — одни уезжают, другие приезжают, — постоянное общение с коллегами — совершенно необходимая часть дела, благодаря которой каждый может узнать, что сделано другими, и поделиться своими достижениями. В таком общении и идет кооперативная исследовательская работа.

Основной темой всех бесед в день нашего приезда была «дзита» — частица, найденная на установке «Хрустальный шар».

ЧТО МОЖНО РАЗГЛЯДЕТЬ В «ХРУСТАЛЬНОМ ШАРЕ»?

Элементарных частиц известно уже много, больше трех сотен. Казалось бы, стало одной больше, что особенного? Но дело в том, что частицы бывают разные: одни отличаются от уже известных лишь количественно — массой, зарядом, другие обладают новыми, доселе неизвестными свойствами.

В 1974 году в опытах С. Тинга, профессора Массачусетского технологического института, и Б. Рихтера, президента Стенфордского университета, была впервые найдена частица, состоящая из неизвестных в то время кварков — «очарованных». Потом семейство «очарованных» частиц сильно разрослось, а первооткрыватели в 1976 году получили Нобелевскую премию.

Сегодня исследователям микромира известно шесть кварков — кирпичиков, из которых «сделаны» почти все элементарные частицы. Три легких — из них «сделаны» протоны, нейтроны, ка-мезоны, пи-мезоны и прочие. Массы этих частиц лежат в районе одного миллиарда электрон-вольт — ГэВа. Частицы, состоящие из четвертого кварка, группируются в районе от трех до четырех ГэВ. Семейство пятого — «прелестного» — кварка разместилось между 9,5 и 10,5. Между семействами — пустоты, частиц там нет, и теория не может объяснить их появление.

Новая частица из Гамбурга появилась как раз в том месте, где, по современным понятиям, ничего быть не должно.

Обнаружили ее, как уже было сказано, на установке «Хрустальный шар», стоящей в одном из двух мест встречи пучков ускорителя ДОРИС. В другом — стоит наш АРГУС.

Если бы можно было взглянуть на «Хрустальный шар» в разобранном состоянии, то более всего он напомнил бы свернувшегося в клубок метрового ежа, каждая из иголок которого — кристалл, где при прохождении частицы возникает свет. К хвосту каждой иглы прикреплен специальный прибор — фотоумножитель, собирающий кванты света.

«Хрустальный шар» лучше всего ловит фотоны, или, как их иначе называют, гамма-кванты. «Дзита» родилась именно при исследовании фотонов.

В столкновении электронов и позитронов из встречных пучков рождаются разные частицы, в том числе и из семейства пятого кварка, семейства ипсилон-частиц. Чтобы различать членов этого семейства, их метят штрихами: самый легкий обитатель семейства — просто «ипсилон», следующий — «ипсилон-штрих», потом — «ипсилон — два штриха» и так далее. Конечно, не очень удобно, но частиц стало так много, что персональной буквы для каждого просто не осталось.

Вновь рожденные частицы через очень короткое время распадаются, и по тому, как происходит распад, можно, во-первых, многое узнать об устройстве самих частиц, кварков и их взаимодействий, а во-вторых, поискать что-нибудь интересное и неожиданное среди продуктов распада.

Экспериментаторы «Хрустального шара» изучали распады ипсилона — самого легкого — на фотон плюс еще «что-то». Еж «Хрустального шара» с высокой точностью определяет энергию фотона, а в том, что такое это «что-то», не разбирается. Все члены семейства ипсилонов, как различные уровни атома, могут переходить друг, в друга, испуская фотон, и только самому легкому распадаться не на что. А в экспериментальных данных «Хрустального шара» было ясно видно, что он все же распадается на фотон плюс еще какую-то частицу, о рождении которой и было сообщено на конференции в Лейпциге.

НЕУДОБНАЯ «ДЗИТА»

Открытия бывают разные. Одних ждут годами — о них почти все известно заранее, и долгожданная находка увенчивает экспериментаторов заслуженными лаврами.

В конце шестидесятых годов директор Международного теоретического центра в Триесте Абдус Салам и американский теоретик Стивен Вайнберг предсказали существование промежуточного бозона — переносчика слабых взаимодействий.