Квантовый возраст - [93]

Шрифт
Интервал

В 1964 г. Гелл-Маном и Цвейгом была предложена гипотеза, согласно которой все адроны состоят из кварков: барионы — из трех кварков, мезоны — из кварка и антикварка. Кварковая схема оказалась очень удобной, а сама ситуация напоминала успешное объяснение всех свойств различных элементов таблицы Менделеева на языке трех частиц. Сначала и кварков было три. «Три кварка для мастера Марка», — это из романа Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану». Оттуда и был извлечен Гелл-Маном термин «кварк». Что означает «кварк», никто не знает и знать не может, потому что слово это придумал Джойс, хотя и пишут сейчас иногда, что это какой-то сорт то ли простокваши, то ли глины. Это неважно. Важно, что кварки сегодня считаются фундаментальными частицами. Экспериментально измерены их заряды, массы и спин. Экспериментально было подтверждено существование предсказанного теорией четвертого кварка, экспериментально был обнаружен пятый кварк. Теоретики считают, что должен быть еще и шестой кварк, но он пока фигурирует со знаком вопроса. Правда, название он получил самое надежное: истинный.

Все кварки, так же как и лептоны, разбиты на три пары (названия, полученные кварками, хотя и имеют свою историю, но главным образом являются продуктом произвола): верхний u(+>2/>3) и нижний d(–>1/>3), очарованный с(+>2/>3) и странный s(–>1/>3), истинный t(+>2/>3) и красивый b(–>1/>3). Кварки имеют полуцелый спин и несут дробный электрический заряд. В скобках рядом с обозначениями кварков стоит величина заряда. Из этих шести кварков строятся все адроны. Например, нейтрон состоит из одного u-кварка и двух d-кварков и читается как udd, протон — как duu.

Как заряды и массы, так и все остальные квантовые характеристики адронов, получающиеся в кварковой схеме, совпадают с соответствующими величинами, полученными из экспериментов. Но при таком построении мы сталкиваемся с одной важной проблемой. Дело в том, что для всех частиц с полуцелым спином справедлив принцип запрета Паули, который всем частицам с полуцелым спином, так же как и электрону, для которого он был введен, запрещает находиться в одном и том же состоянии. Так что два d-кварка, входящие в состав нейтрона, например, должны отличаться друг от друга каким-то свойством, которого мы не знаем. Отметим, что дело не только в принципе Паули. Введение состояний по новому свойству имеет и другие серьезные причины. Оказалось, что для составления всего многообразия элементарных частиц достаточно всего трех различных состояний по новому свойству. Это свойство было названо «цветом». Таким образом, кварки, кроме электрического заряда, должны нести еще «цветовой» заряд. По аналогии с тремя основными цветами спектра, воспринимаемыми глазом, эти три различные состояния были окрашены в «красный», «зеленый» и «голубой» цвета. Так что кварков оказалось не шесть, а 18; каждый из шести кварков может быть красным, зеленым и голубым. Цветовые заряды в адронах комбинируются так, чтобы адроны оставались в смысле цветового заряда нейтральными, т. е. белыми.

Мы привели очень поверхностную схему. В действительности все гораздо сложнее. Так или иначе, на сегодняшний день фундаментальными составляющими материи принято считать 24 частицы: шесть лептонов и 18 кварков.

В Москве есть замечательная группа молодых художников. У каждого из них своя манера письма, своя тема. Объединяет их плакат. Плакат — удивительное искусство, очень сложное, требующее от художника особого таланта. Плакат — это крик. А как изобразить крик, чтобы он брал за живое, а не раздражал? У этих художников есть плакат на тему «Природа и мы»: на холсте изображен тигр — только его голова — с прямым взглядом. Выписан каждый волосок, каждая деталь так, что трудно отличить картину от цветной фотографии. Внизу крупными плакатными буквами написано: В СТРАНЕ ОСТАЛОСЬ 24 ТИГРА.

Двадцать четыре тигра — это угрожающе мало. Двадцать четыре фундаментальных частицы — много. Такое большое число «кирпичиков», из которых должно быть сложено все живое и неживое, вызывает естественную тревогу: природа не может быть такой сложной. А что, если и эти 24 частицы обладают внутренней структурой и состоят из каких-то пречастиц, которых тоже окажется много и они тоже окажутся составными? Прямо как душа Кощея Бессмертного: на краю света белого есть море-океан, на море на океане есть остров, на том острове дуб стоит, под дубом сундук зарыт, в сундуке — заяц, в зайце — утка, в утке — яйцо, в яйце — желток, в желтке — душа Кощея Бессмертного. А в каком она виде, и сам Кощей не знает, знает только, что там его жизненная сила и, доберись до нее кто-нибудь, не станет Кощея.

И возникает вопрос: а может, нет этих самых «неделимых» частиц? Может быть, нет той самой одной, двух или трех частиц, из которых мы хотим все построить? Может быть, частиц много и они все «делимы»? Может быть, не частиц мало, а мало сил, которые действуют между различными составляющими материи? Все это и есть предел — теория, которая объединила бы все элементарные частицы со всеми силами, существующими в природе. И тогда можно было бы получить окончательный ответ на вопрос: из чего сделана материя: мы с вами, Земля и Вселенная. Ответ бы выглядел просто: в природе существует Одна Сила. Она одна и ответственна за все: за Солнечную систему; за то, что горят звезды; за то, что Вселенная расширяется так, что галактики разлетаются со страшными скоростями; за то, что подсолнух поворачивается за солнцем; за то, что идут химические реакции; за то, что после первого трудного года ребенок зачинает говорить.


Рекомендуем почитать
Дневник Гуантанамо

Тюрьма в Гуантанамо — самое охраняемое место на Земле. Это лагерь для лиц, обвиняемых властями США в различных тяжких преступлениях, в частности в терроризме, ведении войны на стороне противника. Тюрьма в Гуантанамо отличается от обычной тюрьмы особыми условиями содержания. Все заключенные находятся в одиночных камерах, а самих заключенных — не более 50 человек. Тюрьму охраняют 2000 военных. В прошлом тюрьма в Гуантанамо была настоящей лабораторией пыток; в ней применялись пытки музыкой, холодом, водой и лишением сна.


Хронограф 09 1988

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Операция „Тевтонский меч“

Брошюра написана известными кинорежиссерами, лауреатами Национальной премии ГДР супругами Торндайк и берлинским публицистом Карлом Раддацом на основе подлинных архивных материалов, по которым был поставлен прошедший с большим успехом во всем мире документальный фильм «Операция «Тевтонский меч».В брошюре, выпущенной издательством Министерства национальной обороны Германской Демократической Республики в 1959 году, разоблачается грязная карьера агента гитлеровской военной разведки, провокатора Ганса Шпейделя, впоследствии генерал-лейтенанта немецко-фашистской армии, ныне являющегося одним из руководителей западногерманского бундесвера и командующим сухопутными силами НАТО в центральной зоне Европы.Книга рассчитана на широкий круг читателей.


Гранд-отель «Бездна». Биография Франкфуртской школы

Книга Стюарта Джеффриса (р. 1962) представляет собой попытку написать панорамную историю Франкфуртской школы.Институт социальных исследований во Франкфурте, основанный между двумя мировыми войнами, во многом определил не только содержание современных социальных и гуманитарных наук, но и облик нынешних западных университетов, социальных движений и политических дискурсов. Такие понятия как «отчуждение», «одномерное общество» и «критическая теория» наряду с фамилиями Беньямина, Адорно и Маркузе уже давно являются достоянием не только истории идей, но и популярной культуры.


Атомные шпионы. Охота за американскими ядерными секретами в годы холодной войны

Книга представляет собой подробное исследование того, как происходила кража величайшей военной тайны в мире, о ее участниках и мотивах, стоявших за их поступками. Читателю представлен рассказ о жизни некоторых главных действующих лиц атомного шпионажа, основанный на документальных данных, главным образом, на их личных показаниях в суде и на допросах ФБР. Помимо подробного изложения событий, приведших к суду над Розенбергами и другими, в книге содержатся любопытные детали об их детстве и юности, личных качествах, отношениях с близкими и коллегами.


Книжные воры

10 мая 1933 года на центральных площадях немецких городов горят тысячи томов: так министерство пропаганды фашистской Германии проводит акцию «против негерманского духа». Но на их совести есть и другие преступления, связанные с книгами. В годы Второй мировой войны нацистские солдаты систематически грабили европейские музеи и библиотеки. Сотни бесценных инкунабул и редких изданий должны были составить величайшую библиотеку современности, которая превзошла бы Александрийскую. Война закончилась, но большинство украденных книг так и не было найдено. Команда героических библиотекарей, подобно знаменитым «Охотникам за сокровищами», вернувшим миру «Мону Лизу» и Гентский алтарь, исследует книжные хранилища Германии, идентифицируя украденные издания и возвращая их семьям первоначальных владельцев. Для тех, кто потерял близких в период холокоста, эти книги часто являются единственным оставшимся достоянием их родных.


Эрмитаж. Науки служат музам

Эрмитаж известен всему миру. Его коллекциям, архитектуре зданий посвящено большое количество альбомов и книг. Гораздо менее известны инженерные аспекты деятельности Эрмитажа, направленные на обеспечение сохранности коллекций и нормальное функционирование всех звеньев сложного музейного организма. На основании обширных архивных материалов в книге прослеживается эволюция технического оснащения зданий Эрмитажа на протяжении более двухсот лет, отражающая этапы развития отечественной техники. Занимателен материал о первой промышленной электростанции в России, о внедрении систем электрического освещения, создании воздушного отопления и кондиционирования воздуха, а также о сегодняшней реконструкции Эрмитажа.


Колесо времени

Как давно первобытный человек оторвал взгляд от Земли и, однажды подняв глаза к Небу, вдруг нашел в себе достаточно чувств и разума, чтобы замереть в изумлении? Там, в беспредельном пространстве темно-голубого купола, светлым днем неторопливо проплывал ослепительно жаркий диск Солнца, а в темной ночи сияли мириады многоцветных звезд и яркая, но холодная, с причудливо переменчивым ликом Луна… К самым жгучим проблемам древнейшей истории относится интригующая загадка — насколько далеко в глубь тысячелетий уходит то, что можно определить волнующими словами: «истоки цивилизации».


Размагничивание кораблей Черноморского флота в годы Великой Отечественной войны

Книга посвящена труду советских ученых, военных моряков, инженеров и рабочих, обеспечивших защиту кораблей от магнитных и магнитно-акустических мин и торпед противника на Черноморском флоте во время Великой Отечественной войны. Рассмотрены разработка научных основ размагничивания кораблей в довоенный период, внедрение их в практику в первые месяцы войны и организация службы размагничивания.Для научных сотрудников, инженеров, моряков и других читателей, интересующихся историей науки и техники.