Всего лишь кинематика - Копылов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
понять сущность многих предсказаний кинематики.
Эта книга и ставит своей целью ввести читателя в "кухню" многих важных
открытий в физике элементарных частиц. Если вы соберетесь с духом и
дочитаете ее до конца, если вы дадите себе труд вникнуть в суть
7
выкладок и доводов, вы обнаружите, что поняли механику многих открытий.
Правда, законы и выводы кинематики - лишь первый, самый легкий шаг в мир
элементарных частиц. Но всякий путь начинается с первого шага.
Глава 2
НРАВЫ МИКРОМИРА
Иногда говорят об уровнях, иногда о мирах. Начинают с общественного и
шагают по уровням как по ступенькам: биологический, клеточный,
молекулярный, атомный, ядерный, уровень элементарных частиц. А можно
говорить и о мирах: мир звезд, мир человека, мир бактерий, мир атома и т.
д. В каждом мире свои законы, свои проблемы, и до проблем соседнего мира
им в общем-то дела нет.
Наверное, природа поступила мудро, когда ввела такой порядок, отделив
разные миры невидимой и почти непроницаемой границей, дав каждому свои
законы. Может быть, этим достигается преемственность, непрерывность
развития: катастрофа в одном мире происходит в других мирах незамеченной,
все идет своим чередом. А может, природа просто хотела продемонстрировать
свою нетривиальность.
Но люди очень неохотно идут на признание нетри-виальности природы. Все
остальные миры - атомный, звездный и другие - они возводят по знакомым
образцам. Магнит назвали aimant - любящий; в планетах увидели богов.
Потом пошли более утонченные уподобления одних миров другим: атом,
доказывали, похож на Солнечную систему, человек-на тепловую машину,
световые волны - на морские; думали, что законы падения электрона на ядро
можно вывести из законов падения яблока на Землю, а весь мир целиком - из
головы философа...
И даже сейчас, когда мы как будто понимаем, что в каждом мире свои
проблемы, свои законы, инерция человеческого разума очень препятствует
конкретному проникновению в конкретные миры. Познание идет через
преодоление привычных представлений, через отказ от самоочевидного в
пользу чего-то непонятного и необычного (так выглядят порой новые законы
при первом знакомстве).
8
Чем дальше друг от друга эти два мира - мир субъекта и мир объекта
науки,- тем труднее этой науке развиваться, тем сильнее приходится
человеку принуждать свое воображение и привычную логику. С этой точки
зрения самые трудные науки - физика элементарных частиц и астрономия.
Почему при этом они все же вырвались вперед, обошли те науки, которые
изучают человека, сказать трудно.
То ли гуманитарные науки не смогли воспользоваться своим
привилегированным положением, то ли мир одного человека отличается от
мира другого человека сильнее, чем от мира атома.
Начинать популярную книгу о кинематике превращений элементарных частиц
надо, видимо, со знакомства с миром этих частиц. Пожалуй, лучше всего
будет выбрать самого характерного обитателя этого мира н рассказать о его
повадках и способностях, чтобы стало ясно, каковы характерные
метаморфозы, происходящие с элементарными частицами, и как можно в
принципе, не зная законов превращений, а только опираясь на закон
сохранения энергии и количества движения, ограничить круг этих
превращении. Более детальное понимание метаморфоз и их общих законов
придет йотом, по мере чтения книги.
Один из многих
Самым солидным положением пользуется в микромире протон. Во-первых, он
очень массивен, Когда-то протон вообще считали единственной массивной
частицей, но потом пришлось признать, что у него есть уйма родственников,
Все они носят одну и ту же фамилию - б а р и о н, но разные имена:
нейтрон, лямбда, сигма, кси, изобара и пр. И хотя все они массивнее
протона, превосходство в численности по-прежнему остается за ним (и за
нейтроном). Нели вы совершите прогулку по микромиру, то из барнонов вам
чаще всего встретятся протон и нейтрон, а все остальные члены семейства
будут попадаться лишь изредка. Вместе с нейтроном протон входит в состав
атомного ядра, т. е. образует основу всех прочих более сложных миров.
Во-вторых, протон стабилен. Это значит, что ему гарантировано личное
бессмертие. Если позаботиться о том, чтобы весь прочий мир никак не
воздействовал
9
(пли действовал слабо) па него, то он способен существовать вечно,
пережить и звезды, и галактики, А все его собратья рано или поздно
погибают: свободный нейтрон - в среднем за 16 мни. лямбда или кси - за
10-JU с, изобара даже за 10-23 с. Эго случается так. Член семьи бариоиов
исчезает внезапно и без какой-либо видимой причины, а вместо него
возникает другой ба-рион, но только не такой массивный. Это
сопровождается появлением нескольких (одного-двух) членов других семейств
частиц: мезонов, лептонов
или фотонов. Новорожденный барион тоже должен распасться, следуя тому же
правилу. Так как самый легкий из барионов - протон, то любой более
тяжелый барион рано или поздно превращается в протон и в этом качестве
наконец успокаивается и обретает право на бессмертие.
