Лоуренс Краусс - Таємниці походження всесвіту

Зокрема, саме з цієї причини стаття Янга й Міллза свого часу наробила значно менше шуму, аніж пізніший опус Янга та Лі. Для більшості фізиків то була в найкращому випадку цікава дивина, а відкриття порушення парності здавалося значно більш захопливим.

Проте не для Джуліана Швінґера, який не був пересічним фізиком. Вундеркінд, він у 18-річному віці закінчив університет, а у 21 рік захистив докторську дисертацію. Мабуть, важко знайти більш різних фізиків, аніж він та Річард Фейнман, які 1965 року розділили Нобелівську премію за окремі, проте еквівалентні праці з розробки теорії квантової електродинаміки. Швінґер був вишуканим, формальним та геніальним. Фейнман був геніальним, невимушеним і аж ніяк не вишуканим. Фейнман часто спирався на інтуїцію та вгадування, виїжджаючи за рахунок дивовижного математичного хисту й досвіду. Швінґерів математичний хист нічим не поступався фейнманівському, проте Швінґер працював акуратно, маніпулюючи складними математичними виразами з легкістю, недосяжною для простих смертних. Він жартував щодо діаграм Фейнмана, які той розробив задля полегшення страшенно трудомістких обрахунків у рамках квантової теорії поля: «Подібно до силіконових чипів, що з’явилися в останні роки, діаграма Фейнмана несла обрахунки в маси». Утім, у них обох була спільна риса. Вони крокували не в ногу з усіма… у протилежних напрямках.

Швінґер серйозно поставився до ідеї Янга – Міллза. Мабуть, його привабила її математична краса. Того ж 1957 року, коли відкрили порушення парності, Швінґер висунув сміливе та на перший погляд дуже малоймовірне припущення, що слабка взаємодія, відповідальна за розпад нейтронів на протони, електрони та нейтрино, може мати вигоду від можливості існування полів Янга – Міллза, проте в новий та незвичайний спосіб. Він запропонував ідею, що спостережувана калібрувальна симетрія електромагнетизму може бути лише частиною більшої калібрувальної симетрії, у якій нові калібрувальні частинки можуть переносити слабку взаємодію, яка змушує нейтрони розпадатися.

Очевидним запереченням проти такого роду об’єднання є те, що слабка взаємодія значно слабша за електромагнетизм. Швінґер мав на це відповідь. Якщо якимось чином нові калібрувальні частинки є дуже важкими, майже в сотню разів важчими за протони й нейтрони, тоді взаємодія, яку вони здатні передавати, матиме значно менший радіус дії, аніж навіть розмір ядра або навіть одного протона чи нейтрона. У цьому випадку можна вирахувати, що ймовірність того, що ця взаємодія змусить нейтрон розпастися, буде дуже малою. Таким чином, якщо радіус дії слабкої взаємодії малий, тоді ці нові поля, силу чийого внутрішнього зв’язування з електронами й протонами на малих масштабах можна порівняти із силою електромагнетизму, на масштабах ядра й більше можуть здаватися значно, значно слабшими.

Простіше кажучи, Швінґер запропонував дику ідею, що електромагнетизм і слабка взаємодія були, попри значні й очевидні відмінності між ними, частинами єдиної теорії Янга – Міллза. Він не виключав, що фотон може бути тим самим нейтральним членом множини з трьох калібрувальних частинок янг-міллзівського типу, потрібних для розгляду ізотопічного спіну як калібрувальної симетрії, причому саме заряджені версії переносять слабку взаємодію та відповідальні за спричинення розпаду нейтронів. Він не мав гадки, чому в такому разі заряджені частинки матимуть величезну масу, тоді як фотон не матиме ніякої. Проте, як я вже не раз казав, брак розуміння не є свідченням ані існування Бога, ані того, що ви неодмінно помиляєтеся. Це всього-на-всього свідчення браку розуміння.

Швінґер був не тільки блискучим фізиком, а й блискучим учителем та наставником. Тоді як у Фейнмана було лише кілька успішних студентів, – не виключено, через те, що ніхто з них за ним не встигав, – Швінґер (таке враження) був майстром наставляти блискучих докторантів. За своє життя він був керівником понад сімдесяти докторів філософії, і четверо з його колишніх студентів здобули Нобелівську премію.

Швінґер був достатньо зацікавлений у пов’язуванні слабкої взаємодії з електромагнетизмом, щоб заохотити дослідити це питання одного з дюжини своїх тодішніх гарвардських докторантів. Шелдон Ґлешоу випустився 1958 року, захистивши дисертацію з цієї теми, та впродовж наступних кількох років продовжував працювати над цим питанням у Копенгагені як дослідник-постдокторант Національного наукового фонду. Двадцять років по тому у своїй Нобелівській лекції Ґлешоу зазначив, що вони зі Швінґером планували після його випуску написати з цієї теми рукопис, проте один із них втратив перший чернетковий варіант, і вони до цього більше ніколи не поверталися.