Умные парни (сборник)

НАШИ ДЕВОЧКИ НАШЛИ ПЕНТАКВАРК И НЕ ИСПУГАЛИСЬ

Материя устроена совсем не так, как мы думали

Между Большой Черемушкинской улицей и Севастопольским проспектом находится огороженная и строго охраняемая территория. Сквозь забор можно увидеть дворец, английский парк, старинные постройки, но чудесный пруд уже не увидишь. Эта богатая усадьба принадлежала поочередно Прозоровским, Голицыным, Якунчиковым, здесь давали концерты Скрябин и Рубинштейн. В 1946 году, когда развернулись работы по Атомному проекту, усадьбу передали Институту теоретической и экспериментальной физики. Сейчас здесь работает 11 членов Российской академии наук, таких институтов немного. На последних выборах из Института теоретической и экспериментальной физики в РАН прошли четыре человека – это маленький рекорд. И именно в ИТЭФе получен самый выдающийся результат в отечественном естествознании в 2003 году.

Ленин учил, что атом столь же неисчерпаем, как Вселенная. Может быть, это одно из немногих положений классика, которое оправдалось, хотя сам Ленин о строении материи не знал почти ничего. В 1964 году нобелевский лауреат американец Мюррей Гелл-Манн предположил, что все адроны (так советский физик академик Лев Окунь, заведующий теоретическим отделом ИТЭФа, назвал класс частиц, которые способны к ядерным взаимодействиям) состоят из кварков. Слово «кварк» Гелл-Манн нашел в романе Джойса «Поминки по Финнегану», где во время похищения Тристаном Изольды чайки непрерывно кричат: «Три кварка для мистера Марка!» В этом романе изобретен особый язык сновидений с примесью всех наречий мира.

Выяснилось, что адроны (их открыто уже несколько сотен, наиболее известны протоны и нейтроны) состоят либо из трех кварков, либо из пары кварк-антикварк. Как и в нашей человечьей жизни – либо мужской коллектив из трех человек, либо семья из мужчины и женщины. (Пикантный образ принадлежит ученому секретарю ИТЭФ Валерию Васильеву) При этом заряд кварка равен либо плюс двум третям, либо минус одной трети заряда электрона. Дробный заряд, когда известно, что заряд электрона неделим, – это чудовищно. Вроде половины собаки или двух третей кобылы. Мерещится даже гоголевский Нос, ухаживающий за девушками на Невском проспекте. При этом электрон вечен и никогда не распадается.

Удивительно, что самих кварков никто ни в одном эксперименте не наблюдал. Этот основополагающий кирпичик мироздания вытащить, отделить от собратьев невозможно. Впервые в истории науки ученые столкнулись с парадоксальной ситуацией: целое нельзя разложить на части, хотя составляющие определены. Как заметил заместитель директора ИТЭФ член-корреспондент РАН Михаил Данилов, отныне выражение «состоит из» вовсе не означает «можно разделить на».

Хотя кварки по отдельности не гуляют, выявлено несколько их разновидностей. Физики-ядерщики – люди романтичные, это выдают имена, которые они присваивают кваркам. Наиболее распространены кварки u (up) и d (down). Есть еще четыре разновидности, которые встречаются только в космических лучах или в сложных экспериментах: s (strange – странный), с (charm – очарованный), b (beautiful – прекрасный), t (top – высший).

Несколько лет назад теоретик из Санкт-Петербургского института ядерной физики Дмитрий Дьяконов высказал гипотезу о возможности существования адронов не из двух, не из трех, а из пяти кварков – это частица тета-плюс-барион, которая состоит из двух ир-кварков, двух down-кварков и одного «антистранного» кварка. Но в чем отличие между теоретиком и экспериментатором? Результату теоретика не верит никто, кроме него самого. (Паули не верил в существование предсказанного им нейтрино.) Результату экспериментатора доверяют все, кроме самого экспериментатора – примеров море, начиная с Герца и Бора. Так и на публикацию Дьяконова, несмотря на все его международные премии, внимания не обратили.

В 2000 году на конференции в Австралии Дьяконов за академическим бизнес-ланчем заинтриговал своей теорией известного японского физика Такаси Накано из Центра ядерной физики в Осаке. Японцы решили искать следы пентакварка в уже поставленных экспериментах. Одновременно один из сотрудников ИТЭФ, приехав из-за границы, рассказал о гипотезе Дьяконова (кривые пути научной информации – яркое свидетельство бедственного состояния российской науки). В ИТЭФе тоже решили искать пентакварк в результатах экспериментов 1986 года – этим занялся доктор физико-математических наук Анатолий Долголенко. Японцы ставили эксперименты на новейшем оборудовании, искали новую частицу с помощью компьютеров. У нас была доисторическая пузырьковая камера, которую изобрели еще в 1952 году, а сейчас повсюду в мире отправили в музеи. Результаты мы обрабатывали, по существу, вручную. За три года в ИТЭФе было просмотрено 1,5 миллиона фотографий. Это был труд подвижников.