ПЕРВЫЕ СЛЕДЫ НЕИЗВЕСТНОГО ВЕЩЕСТВА

Казалось бы, квантовую физику могли выдумать лишь те физики, которые окончательно отмежевались от лирики. Абстрактный мир призрачных кварков, пионов, каонов, безымянных короткоживущих частиц и вообще Бог знает чего. Но, видно, даже такие аскетично настроенные мученики науки почувствовали себя в этом мире не очень уютно, раз решили выдумать квантовую хромодинамику. Согласно этой теории, точно так же, как в атомах заряженные частицы подвергаются действию электромагнитных сил, так внутри этих частиц кварки образуют достаточно стабильные образования благодаря комплементарности своих ... цветов. Правда, не исключена вероятность, что для создания настоящего «букета» кваркам необходима еще и комплементарность их запахов, считает Боб Джеффи, который в 1977 году составил рецепт очередного такого «букета», получившего название дибарион H. Обычные протон и нейтрон, согласно теории квантовой хромодинамики, состоят из трех кварков, верхних и нижних, стабилизированных именно по цветовому признаку. А вот дибарион, в течение двадцати лет остававшийся лишь продуктом напряженного мыслительного процесса своего создателя, должен был представлять собой изящную упаковку сразу шести кварков, два из которых к тому же должны были быть странными.

Сила цветовой комплементарности необычайно высока, так что дибарион можно было бы считать образцом совершенства с точки зрения прочности связывающих его компоненты сил, однако оставалась надежда, что так называемые слабые взаимодействия могли бы преобразовать один из его странных кварков в нижний кварк. Тогда бы дибарион распался на нейтрон и так называемую лямбду, крайне нестабильную частицу, содержащую один верхний кварк, один нижний и один - странный кварк. Такая частица могла бы просуществовать одну миллиардную долю секунды - срок достаточно большой, так что его можно было бы зафиксировать в эксперименте на ускорителе. Дело оставалось за малым - нужно было лишь получить эти короткоживущие частицы, содержащие в себе странные кварки. В редких случаях эти частицы могли сталкиваться между собой с образованием дибариона.

В 1992 году лауреат Нобелевской премии Валь Фич предложил искать следы распада особой частицы, известной под названием каон, среди которых мог затесаться и дибарион. Посылая пучок протонов в медную мишень и затем отделяя заряженные частицы при помощи магнитов, на Брукхевенском ускорителе получают поток нейтральных частиц самой высокой интенсивности в мире. Так как дибарион тоже нейтрален, Фич решил, что именно здесь его и надо искать. Причем сигналом обнаружения дибариона должен стать распад нейтральной частицы на другие нейтральные частицы.

Получив разрешение на проведение эксперимента, Фич со своим помощником стал выискивать следы возникновения двух частиц лямбда, а сотрудничающие с ним Шварц и Уейр занялись поисками следов распада дибариона на лямбду и нейтрон. Последним повезло больше, и за три года исключительно скрупулезных наблюдений они зарегистрировали два случая распада, которым никаких других природных объяснений, за исключением существования странных кварков, нет. «Однако два случая - это только два случая, - говорит участник эксперимента Боб Кузинс, - и могут еще появиться какие угодно неприродные объяснения, доказывающие, что это был вовсе не дибарион».

Следующие годы уйдут именно на то, чтобы отделить странное от неприродного. Правда, физики утверждают, что решить эту проблему им было бы намного легче, если бы чувствительность приборов была хотя бы в тысячу раз выше.

По материалам журнала Science