Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Глэшоу Ш.Л. -> "Очарование физики" -> 63

Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.

Глэшоу Ш.Л. Очарование физики — Ижевск: НИЦ, 2002. — 336 c.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка): ocharovaniefiziki2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 133 >> Следующая


Известно, что природа использует три разновидности кварков (и, d и s), каждая из которых имеет три цвета. В количестве цветов мы уверены: как эксперимент, так и теория требуют, чтобы цветов было три. К сожалению, современная теория не достаточно эффективна, чтобы предсказать количество разновидностей кварков. А эксперимент говорит лишь то, что для описания известных адронов необходимы три кварка. Однако вполне могут существовать и другие виды кварков, образующие еще неоткрытые адроны.

Эстетические соображения привели нас с доктором Дж. Д. Бьерке-ном к предположению существования четвертого кварка более десяти лет назад. Поскольку лептоны и кварки являются наиболее элементарными и поскольку существует четыре разновидности лептонов, не должны ли так же быть и четыре разновидности кварков? Свое создание мы назвали очарованным кварком, ибо мы были очарованы и довольны симметрией, которую он привносил в субатомный мир. 160

в поисках кварка 160

Доводы в пользу очарования — или четвертого кварка — стали гораздо более прочными, когда мы поняли, что в современной трех-кварковой теории, которая предсказывала, что странные частицы иногда должны распадаться таким образом, каким они никогда не распадались, присутствует серьезный недостаток. Почти как по волшебству существование четвертого кварка запрещает эти нежелательные распады и приводит теорию в согласие с экспериментом. Таким образом, мои последние коллеги, Джон Илиопулос, Лучано Майани, и я обосновываем другое определение очарования как волшебного устройства для предотвращения зла.

К весне 1974 года многие физики убедились в необходимости существования очарования и адронов, содержащих очарованные кварки. Илиопулос заключал пари на несколько ящиков хорошего вина о том, что его открытие неминуемо; я предложил съесть свою шляпу, если этот кварк не получит экспериментального подтверждения в течение двух лет. Писались длинные статьи, объясняющие, как лучше всего искать очарование.

Первое великое экспериментальное откровение произошло в ноябре 1974 года, причем новый адрон открыли одновременно в Брукхей-венской национальной лаборатории и в Стэнфордском центре линейного ускорения частиц. Сегодня все (но не единогласно) принимают, что новый адрон состоит из одного очарованного кварка и одного очарованного антикварка. Теория очарования требовала, чтобы новый адрон являлся членом семейства частиц, и предсказала приблизительные свойства других его членов. Весной 1975 года экспериментаторы ответили на это открытием предсказанных частиц, тем самым опять подтвердив теорию очарования.

Оригинальный новый адрон люди, его открывшие, называют по-разному: J или ф. Некоторые теоретики, проталкивающие аналогию с позитронием, который является «атомом», состоящим из электрона и позитрона, называют его чармонием1. (Другие, не в силах сдержать восторг, предлагают назвать его «pandemonium»2.)

Открытие чармония было событием чрезвычайной важности в физике элементарных частиц. В течение многих лет не происходило события столь волнующего. Для тех, кто верит в кварки, новая частица была первым экспериментальным указанием на реальное существование четвертого кварка. Успешная интерпретация чармония как частицы, образованной комбинацией кварка и антикварка, вместе с невозможностью

1B английском языке «очарование» — charm, отсюда производное charmonium — «чар-моний». — Прим. пер.

2 Ад, обитель демонов. — Прим. пер. в поисках кварка

161

найти привлекательную альтернативную гипотезу, привела многих сомневающихся к пониманию своих ошибок. В результате открытия ip-J и ее семейства кварковая модель стала ортодоксальной философией.

Согласно правилам игры очарованный кварк должен обладать способностью объединяться с новыми кварками, образуя новый вид материи, а также со своей собственной античастицей, образуя чармоний. Очарованные адроны — это адроны, содержащие всего один очарованный кварк или антикварк, и в настоящее время проводятся или придумываются эксперименты с целью их обнаружения.

Если эта теория правильна, то столкновения нейтрино, обладающих очень высокой энергией, с атомными ядрами время от времени должны создавать очарованные частицы. Никто не ждет, что эти частицы будут стабильными; из-за слабого взаимодействия они должны распадаться на другие частицы, оставляя характеристические сигналы своего кратковременного существования. Если столкновение наблюдается в пузырьковой или искровой камере, то продукты распада очарованной частицы можно распознать. За два последних десятилетия в лабораториях как этой страны, так и других скопились подобные косвенные свидетельства существования очарованных частиц. Наблюдалось нечто новое и волнующее, но было ли это именно очарование, оставалось неясным до совсем недавнего времени.

Именно при высокоэнергетических столкновениях электронов с позитронами, движущимися в противоположных направлениях, физики предвосхитили обильное создание очарованных частиц. Существует всего две лаборатории, где можно провести подобный эксперимент: это SPEAR в Стэнфорде, Калифорния, и DORIS в Гамбурге, Германия. Восьмого мая 1976 года Герсон Гольдхабер — один из группы ученых, работающих в SPEAR, — позвонил мне, чтобы сообщить, что наконец-то найдены убедительные доказательства существования очарованной частицы. Эта частица выказывала именно те свойства, которые были предсказаны. Информация была передана мне конфиденциально, так как экспериментаторы еще не были готовы объявить о своем открытии. Я мог сделать все, что угодно, но только не хранить эту тайну. Как-никак, вино Джона и моя шляпа были спасены как раз вовремя. Теперь у экспериментаторов полно работы на несколько лет: они будут искать другие очарованные частицы и заносить их свойства в каталоги.
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed