Любознательный Ламер.

Загадки микромира. "Не мытьем, так катаньем!"

Продолжение. Начало здесь.

"Не мытьем, так катаньем", - говорит народная поговорка. "Не можем создать, так будем искать", - решили ученые.
По теории один из трех кварков должен быть стабильным. И если кварки хоть изредка, да образуются в атмосфере, то, постепенно тормозясь, они будут накапливаться в обычной материи. В почве, в морской воде, в воздухе, во всем, что нас окружает, могут находиться свободные остановившиеся кварки либо же ядра, присоединившие к себе такой кварк.
Но чем отличается, например, капля воды, заряженная кварками, от капли, заряженной электронами? Первая имеет дробный электрический заряд, а вторая - кратный заряду электрона.
И проблема поисков кварков превратилась в проблему поисков дробного электрического заряда в частичках угля, в метеоритах, в капельках воды и в воздухе. Методы, традиционные для физики элементарных частиц, уступили место традиционным методам макрофизики.
Таким образом, стремление обнаружить еще более элементарные частицы материи привело ученых к опытам с макрообъектами. Группа физиков Московского университета с большой точностью измерила заряды угольных пылинок, капелек воды, но дробного заряда не обнаружила. Не обнаружили его и американские и итальянские исследователи.
Общий вывод, к которому пришли ученые, такой: если кварки и существуют в природе, то их в 10¹⁷ - 10¹⁸ раз меньше, чем нуклонов. Да, малость этой цифры производит удручающее впечатление. Но не на самих ученых.
Поиски кварков продолжаются до сих пор.
И вот что интересно. Советские физики-теоретики Я. Зельдович, Л. Окунь и С. Пикельнер сделали попытку теоретически подсчитать: сколько же замедлившихся кварков может быть на Земле? Оценка дала мизерную величину: кварков в 10¹⁰ - 10¹³ раз меньше, чем нуклонов.
По признанию члена-корреспондента АН СССР Е. Фейнберга: "Это уже снимает некоторую тяжесть с души: понятно, почему их до сих пор не замечали, даже если кварки - реальность".
Весной 1971 года в журналах появилось новое сообщение о наблюдении дробного заряда. Ниобиевый шарик, охлажденный до температуры жидкого гелия, "подвешивался" на магнитных силовых линиях между обкладками конденсатора в вакууме. Шарик попеременно обстреливали положительными и отрицательными электронами из радиоактивных источников, автоматически подводившимися к нему.
После такой операции заряд шарика, кратный электронному, должен был полностью компенсироваться. Но когда к обкладкам конденсатора подвели высокочастотное поле, шарик повел себя так, будто у него дробный заряд, равный 1/3 заряда электрона. Значит, кварки найдены?
Трудно сказать. Этому опыту, как и результатам Маккаскера, не хватает доказательности.
"По-видимому, можно утверждать, что нет таких частиц с массой меньше 6 - 8 Гэв (то есть в 6 - 8 раз тяжелее нуклонов)", - пишет академик Я. Зельдович. "Либо они не столь уж тяжелы (скажем, масса кварка приблизительно равна 2,5 массы протона), но сильно взаимодействует с пи-мезонами и потому... в ходе конкуренции разных процессов уступают место пионам", - такого мнения придерживается член-корреспондент АН СССР Е. Фейнберг.
"Сомнительно, что кварки существуют в свободном состоянии. Так же, как звук не существует в пустоте, так и кварки не могут существовать в свободном состоянии, хотя возможно, что они играют важную роль в структуре элементарных частиц", - сказал член-корреспондент АН СССР Д. Блохинцев.
Спустя полгода после создания кварковой модели ее автор, американский ученый М. Гелл-Манн, приехал в Дубну на Международную конференцию по физике высоких энергий. На заданный ему вопрос: "Существуют ли кварки?" - он ответил совсем коротко: "Кто знает?"
"Боюсь, что нужно было бы другое перо - перо писателя, чтобы передать все, что он вложил в эти два коротких слова. Здесь звучало огромное уважение к эксперименту, который в последнем счете решает и ведет науку вперед; здесь была и присущая М. Гелл-Манну интеллектуальная смелость, и чувство нового, и готовность принять все, что дает природа, и создать из этого новую теорию, вызвать к жизни новые эксперименты", - так оценил ответ М. Гелл-Манна академик Я. Зельдович.

18 Декабря 2001 (13:05:31)

Окончание здесь.

Обсуждение этой лекции вы можете найти здесь:

http://book.by.ru/cgi-bin/book.cgi?book=dekanat&i=