Знание-сила, 2006 № 02 (944) - [24]
В таких магнитных ловушках накапливали античастицы
Через несколько лет, второго августа 1932 года, в одном из экспериментов "антиэлектрон" был действительно обнаружен. За свой положительный — позитивный — заряд он был удостоен имени "позитрон". В 1955 году были примечены и "антипротоны". Теперь известно, что у всех элементарных частиц есть свои антиподы — античастицы. Знаменитый физик Вернер Гейзенберг назвал открытие антивещества "самым неожиданным открытием XX века".
Так приотворилась дверца в неведомый мир, с которым мы прежде не соприкасались. Ведь любой контакт с ним гибелен. При встрече частиц и античастиц они аннигилируют, уничтожаются. Как пошутил немецкий астроном Рудольф Киппенхан, если человек влюбится в существо из антивещества, пусть их любовь останется платонической, иначе беды не миновать. Что родится от такого союза? Лишь сноп лучей.
Автоматический зонд, работающий на антивеществе, мог бы долететь до ближайшей звезды за 40 лет
Когда в 1933 году Пель Дирак (тогда еще трщщатиоднолетний!) получал Нобелевскую премию, он произнес речь, в которой обмолвился, что Земля по чистой случайности состоит из вещества, а не из антивещества. "Возможно, — фантазировал он, — с некоторыми небесными телами все обстоит как раз наоборот". Иными словами, в представлении Дирака, где-то в неизведанной космической дали свершали свой бег антипланеты, обращаясь вокруг антизвезд. По этим антипланетам разгуливали наши зеркальные двойники, антилюди. В своих антигосударствах, шутили записные юмористы от физики, они отстаивали свои антиправа, боролись за свое антидостоинство и увлекались новейшими идеями в области антинауки.
Что же подвигло британского ученого на такой смелый вывод? Ее величество Симметрия, пронизывающая все мироздание. С незапамятных времен философы всех народов почитают симметрию, являющую всякой сущности ее отражение, всякому естеству — его противоположность. Даже в индуистских Ведах, древнейшем памятнике культуры индоевропейцев, заходит речь о таинственном равновесии субстанций, слагающих мироздание, — пракрита (веществе) и пуруше (своего рода антивеществе).
В начале 1960-х годов эта всепроникающая Симметрия лежала в основе современной физики, описывавшей акт сотворения Вселенной — Большой Взрыв. В это мгновение, когда Ничто превратилось в Нечто, родился в высшей степени симметричный объект. Вещества в нем было столько же, сколько и антивещества.
Однако эта же модель немедленно полагала предел мирозданию. Частицы встречались с античастицами, вещество с антивеществом — и аннигилировали, аннигилировали... Лишь гамма-вспышки проносились по вмиг опустевшему космосу.
Почему же в первые микросекунды после Большого Взрыва все частицы не уничтожились, встретившись со своими античастицами? Почему существует этот — такой реальный, такой зримый — мир, сложенный из элементарных частиц? Где затерялись их двойники?
Однако в нашей Вселенной изначально был изъян. По какой-то причине Великая Симметрия, рождающая и стирающая миры, нарушилась. Законы природы для частиц и античастиц стали разниться. Количество вещества несколько превысило запасы антивещества. И после вселенского фейерверка, выжегшего, возможно, почти все антивещество, остался результат нарушения Симметрии — звезды, галактики, мы.
По общепринятому теперь сценарию (его творцом является А. Д. Сахаров, великий "антиученый" Советского Союза, человек, несовместимый со сложившейся к 1970-м годам в СССР общественной системой), всего через миллионную долю секунды после Большого Взрыва почти все вещество в нашем мироздании (99,99999999 процента), аннигилировало, соприкоснувшись с антивеществом. История сотворения Вселенной началась с истории ее разрушения.
Этот космический "судный миг" пережили, по некоторым оценкам, всего по одной элементарной частице из каждых 30 миллиардов. Все это—незримые семена, из которых пророс наш — такой необъятный — мир. Из этой горстки частиц соткана даль мироздания с ее звездами, планетами и гигантскими галактическими скоплениями. Из крох, уцелевших в Микрокосме, возведен величественный Макрокосм.
Итак, мы обязаны своим существованием нарушению симметрии, этому дефекту законов природы? В Божественный план, по которому создавался космос, изначально вкралась ошибка? Мир должен быть рожден, как рождаются в вакууме виртуальные пары частиц и античастиц, — рождаются, чтобы сразу исчезнуть? Здесь это правило не сработало.
Но если наш мир обязан своим существованием асимметрии, то где именно она вкралась в скрижали законов природы? Почему череда частиц оказалась протяженнее когорты античастиц? Почему одних много, других мало?
Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи CERN не так давно сравнили массу протонов и антипротонов. По всем физическим законам масса тех и других должна быть одинакова. В противном случае пришлось бы говорить о нарушении Стандартной модели физики.
В самом деле, массы протонов и антипротонов совпали, по крайней мере, вплоть до десятого знака после запятой. Итак, симметрия соблюдена? Предположительно. Исследования будут продолжены в ближайшие годы. Пошатнут ли они привычную теорию? Поколеблют ли полувековой фундамент физики?
