Лоуренс Краусс - Таємниці походження всесвіту

Точно так само, як у дзеркалі ваша ліва рука виглядатиме як права, якщо ви подивитеся на дзеркальне відображення стрілки, що обертається, напрямок її руху буде протилежним, тобто, якщо в реальному світі стрілка від вас віддаляється, у дзеркалі вона рухатиметься до вас, проте напрямок її обертання не зміниться. Таким чином, у дзеркалі ліворука частинка перетворюється на праворуку (а отже, якби бідолахи з Платонової печери мали дзеркала, їх би не настільки здивувала зміна орієнтації тіней стрілок).

Ця робоча картина ліворуких частинок не є строгою, адже, якщо над нею замислитися, станеться, що ліворуку частинку можна перетворити на праворуку, просто рухаючись швидше за неї. У системі відліку, у якій особа в стані спокою спостерігає за частинкою, що пролітає повз неї, остання може рухатися ліворуч. Проте якщо заскочити в ракету та полетіти ліворуч і пролетіти повз цю частинку, то стосовно вас вона рухатиметься праворуч. Таким чином, наведений вище опис правильний лише для частинок, які не мають маси, а відтак рухаються зі швидкістю світла. Адже, якщо частинка рухається зі швидкістю світла, ніщо не може рухатися настільки швидко, щоби пролетіти повз неї. Математично визначення ліворукості має все це враховувати, проте нам із вами перейматися цим ускладненням більше немає потреби.

Електрони можуть обертатися в будь-якому напрямку, проте математично з V-A-взаємодії випливає, що «відчувати» слабку силу й брати участь у нейтронному розпаді можуть лише такі рухомі електрони, чиї струми є ліворукими. Праворукі струми не відчувають цієї сили.

Ще більш приголомшливим є те, що нейтрино відчувають лише слабку силу й жодну іншу. Наскільки ми можемо судити, нейтрино бувають лише ліворукими. Ідеться не про те, що лише один різновид нейтринного струму вступає в слабку взаємодію. Досі в усіх до єдиного експериментальних спостереженнях не було виявлено жодного праворукого нейтрино, що можна вважати найяскравішою демонстрацією порушення парності в природі.

Для мене удавана дурість цієї номенклатури була підкреслена багато років тому, під час перегляду епізоду серіалу «Зоряний шлях: Глибокий космос 9», у якому офіцер із науки цієї космічної станції виявляє, що в ігорному казино щось негаразд із законами ймовірності. Вона пропускає крізь заклад нейтринний промінь і на виході спостерігає тільки ліворукі нейтрино. Очевидно, що щось тут не так.

За винятком того, що так воно насправді і є.

Що не так із природою? Як так сталося, що принаймні для однієї з фундаментальних сил лівий бік відрізняється від правого? Проста відповідь на ці запитання така: ми наразі не знаємо, хоча від цього в остаточному підсумку залежить саме наше існування, яке спирається на природу відомих сил. Це одна з причин, чому ми намагаємося це з’ясувати. Відкриття нової сили призвело до нової головоломки, і, як і більшість головоломок у науці, ця зрештою надала ключ, який указав фізикам новий шлях пізнання. Дізнавшись, що природі бракує ліво-правої симетрії, яку всі звикли вважати фундаментальною, фізики були змушені переглянути, як симетрії проявляються у світі і, що важливіше, як вони не проявляються.

Запозичивши вислів Паулі, маємо всі підстави стверджувати, що Матінка Природа є слабким ліворуким. Переживши приголомшливе усвідомлення, що природа відрізняє лівий бік від правого, фізика, своєю чергою, зробила дивний лівий поворот на шлях без знайомих дороговказів. Чудова впорядкованість періодичної таблиці, яка регулює явища в атомних масштабах, поступилася місцем таємниці ядра й незбагненній природі сил, що ним керують.

Минули часи світла, руху, електромагнетизму, гравітації й квантової механіки, що їх нині сприймають як безтурботні. Феєрично вдала теорія квантової електродинаміки, яка щойно перебувала на передньому краї фізики, схоже, поступилася місцем химерному світу екзотичних феноменів, пов’язаних із нещодавно відкритими слабкою й сильною ядерними силами, які правили бал у серці матерії. Попри те, що одна з цих сил була в тисячі разів сильнішою за іншу, їхні наслідки та властивості було непросто виокремити. Світ фундаментальних частинок виглядав іще складнішим, аніж досі, і з кожним роком ситуація дедалі більше заплутувалася.