Загадки звездных островов. Книга 3 (сборник)

На школьной скамье мы узнаем о протоках и электронах — электрически заряженных частицах атома. Протон — как бы его сердцевина, простейшее атомное ядро. Природа наделила протон устойчивостью, и благодаря этому счастливому обстоятельству существуем мы с вами и окружающий мир. Протоны — своего рода кирпичи материального мира, из которых построена вся природа, как живая, так и неживая. Только в человеческом теле их 10^г9. Журналисты любят записывать числа во всем их великолепии, так для этого числа не хватило бы и строчки в газетном столбце, ибо пришлось напечатать подряд 29 нулей. Число это огромное, даже название для него. не. придумано. Представление о нем дает такое сравнение: размер нашей Вселенной больше толщины однокопеечной монеты в 10²⁹ раз.

«А вечна ли эта частица?» Этот вопрос интересует ученых, особенно в последнее, время. И вовсе не из-за боязни «конца света». Наоборот, они даже, заинтересованы найти следы ее распада. И вот почему.

Еще сравнительно недавно, в 60-х годах, в. физике элементарных частиц царило нечто вроде хаоса и беспорядка. Частиц, которых продолжали называть элементарными стало много — около 200, а вот общих принципов, которые легли бы в основу их классификации не было. И это обстоятельство лишало физиков душевного равновесия. Примерно так же чувствовали себя химики в прошлом веке, пока великий Менделеев не открыл периодический закон, указавший место, отведенное природой каждому химическому элементу. Известно, какое глобальное значение имел этот закон для дальнейшего развития химии и других, сопредельных наук.

Такой же порядок мечтали и мечтают навести у себя физики — выявить единство сил природы, описать иx едиными уравнениями. Это стремление имеет давнюю историю. Еще Ньютон показал, что силы, земного тяготения и управляющие движением планет описываются одними уравнениями. Максвелл воедино связал своими замечательными уравнениями электрические и магнитные силы. Затем многие выдающиеся исследователи, хотели объединить гравитацию, я электромагнитные силы. Полагали, что какая-нибудь гениальная до безумности идея станет ключом к единой теории поля. На увы!.. А тут еще физикам стали известны, два новых вида сил. — слабое и сильное взаимодействия. Если гравитация и электромагнитные силы дальнодействующие, то сильное и слабое взаимодействия проявляются на микроскопических расстояниях, го-раз до меньших, чем размеры атомного ядра. Казалось, задача еще более усложнилась.

Но вот в последнее десятилетие незаметно для нас — нефизиков — в этой науке происходит бесшумная революция. Если сравнить дорогу исканий с длинным темным туннелем, то теперь в его конце забрезжил свет. Появилась надежда создать единую теорию всех четырех сил природы: гравитационных, электромагнитных, сильного и слабого взаимодействий. Ключом к решению проблемы стала квантовая теория поля, в которой в последнее десятилетие произошел большой прогресс.

Уже теоретически и экспериментально подтверждено единство электромагнитного и слабого взаимодействий, которое назвали электрослабым. Создана модель, как называют физики, большого объединения, воедино связывающего сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Есть наметки, как распространить объединение на гравитационные силы.

Но в рамках теории большого объединения основной строительный материал нашего мира — протон — нестабилен. Вот почему физики так настойчиво ищут следы его распада. Это, пожалуй, единственная пока возможность экспериментально подтвердить теорию большого объединения. «Экспериментом века» назвали ученые начавшийся в 80-е годы поиск распада протона.

Что можно было предварительно сказать о времени жизни протона? Вся наша предыстория говорит о том, что протон — стабильная частица. Во всяком случае, ее жизнь на много порядков превышает 10¹⁵. или иначе миллион миллиардов лет. А это громадный возраст, временной интервал даже по сравнению с возрастом Вселенной, которая, по современным воззрениям, существует около десяти миллиардов лет. Если бы время жизни протона было бы меньше 10¹⁵ лет, то из 10²⁹ протонов нашего тела за один год их распалось бы более ста тысяч миллиардов, или иначе 10¹⁴. Никакой потери веса мы бы не ощутили, но вот доза радиации от такого распада была бы для человека, да и для любых сколь-нибудь крупных животных смертельна.

По теории же большого объединения время распада протона должно быть где-то в области 10³⁰—10³³ лет. Срок это огромный, практически бесконечный по сравнению с тем, сколько уже прожила наша Вселенная с момента своего рождения — Большого взрыва. Именно тогда, как считают ученые, и родились протоны. Но протон не обязательно живет столь долго. Это среднее время его существования. А вот сколько проживет каждый конкретный протон, сказать нельзя. Если он все-таки распадется, как полагают ученые, то время его жизни случайно. Таковы законы микромира. Протон может погибнуть гораздо раньше своих компаньонов, а может и пережить их всех.