Владимир Тимофеев - Три кварка (из 2012 в 1982)

– Если ты помнишь, Андрей, кварковая модель строения адронов в настоящий момент предполагает наличие шести типов фундаментальных частиц, отличающихся определенными квантовыми числами. То бишь барионным и электрическим зарядами, спином, изотопическим спином, а также странностью, очарованием, красотой и истинностью. Каждое такое число – это так называемый «аромат», присущий каждому типу и отличающий его от соседа. Помимо этого, согласно зарядовому сопряжению, существуют еще и антикварки. Пары кварк-антикварк образуют короткоживущие мезоны, а кварковые тройки – гораздо более устойчивые барионы. Что это такое, думаю, тебе объяснять не нужно.

С последним утверждением я был не вполне согласен, но кое-что все-таки помнил и, зная, что каждый лектор обожает вовремя заданные вопросы, заполнил образовавшуюся паузу:

– А как же тогда быть с принципом запрета Паули? Ведь три одинаковых кварка не могут находиться вместе в одном состоянии?

– Правильно. Но кто сказал, что кварки с одинаковым квантовым числом одинаковы? Цвет – вот что держит их привязанными друг к другу. Три цвета, три отличия, которые связывают воедино все во Вселенной и одновременно являются настоящим проклятием для тех кварков, что хотят получить свою маленькую, но очень фундаментальную свободу.

Шурик на секунду прервался, чтобы перевести дух, и мне опять пришлось вклиниться в монолог:

– Ну да, эффект антиэкранирования вроде бы не предполагает видимого распада адронов на свободные кварки.

– Ты абсолютно прав, Андрей. Асимптотическая свобода, нелинейное глюонное поле, этот «светящийся свет» моментально подбирает любому освободившемуся кварку антисобрата или парочку разноцветников, и чем дальше частицы друг от друга, тем сильнее их взаимное притяжение. Но при тех энергиях, что доступны здесь, на Земле, мы можем только наблюдать итоги встреч и расставаний самых «ароматных» частиц во Вселенной. Однако их самих – увы, сие нам не доступно.

– Но как же ты тогда собираешься их обнаружить?

– О, вот тут начинается самое интересное. В момент так называемого «большого взрыва» все фундаментальные частицы имели совершенно безумные, немыслимые скорости-энергии. По мере расширения и остывания нашей Вселенной сильно замедлившиеся кварки уже могли соединяться и образовывать пары-мезоны и троицы-барионы. Те мезоны, конечно, уже распались, а вот многие барионы и теперь составляют большую часть существующего ныне природного вещества. Но ведь вот в чем загвоздка, Андрей. Не все кварки смогли найти себе достойную пару или двух подходящих собутыльников, и потому они вынуждены вечно скитаться по пространству-времени. Причем, по самым скромным оценкам, их концентрация во Вселенной ничуть не уступает таковой, скажем, у платины или, например, золота.

Шура задумался, а затем решительно махнул рукой в опасной близости от своей чашки:

– Черт возьми, но почему же их до сих пор так никто и не обнаружил!? Ведь частица с дробным электрическим зарядом не может остаться не замеченной! Да и вероятность встречи двух или нескольких реликтовых кварков тоже не такая, блин, маленькая величина.

– Действительно. Странно, что их до сих пор не нашли.

– Странно, говоришь? Хм, по этому поводу, дорогой мой Андрей Николаевич, я тебе вот что скажу. Мы не можем их обнаружить по одной простой причине: свободные кварки вовсе не являются абсолютно свободными. Их обязательно должна окружать некая грань, некая область сингулярности, за которую не может проникнуть ни одна глюонная пара. А какие области сингулярности существуют в нашем мире? – мой друг артистично изобразил руками сжимающийся шар и вопросительно посмотрел на меня.

Подвести его было бы непростительно:

– Неужели… черные дыры?

– В самую точку. Только, конечно, не те черные дыры – астрообъекты, о которых пишут фантасты, а «кажущиеся черные дыры» – области пространства, которые поглощают любое излучение, но не скрывают навечно информацию о поглощенной массе. Поверь, Андрей, вакуум может спонтанно создавать такие чудеса, какие мы даже представить не можем. А наличие свободного кварка легко определяется за счет излучения одного из элементов в паре кварк-антикварк, ну или одного из двуцветных глюонов. Поскольку второй элемент при определенных условиях имеет возможность проникнуть за горизонт событий сингулярной области и для нас как бы исчезнуть. И вот здесь я как раз и пытаюсь удовлетворить свое любопытство, создавая эти самые условия.