Вера Черногорова - Загадки микромира

Но в то время еще не были открыты «странные» частицы и резонансы. С их появлением «гербарий» элементарных частиц чудовищно распух. И вот тогда-то в 1960 году ученики Сакаты впервые доложили делегатам Международной конференции о гораздо более общей закономерности, существующей среди элементарных частиц. Анализируя модель своего учителя, они обнаружили нечто вроде периодического закона для фундаментальных кирпичиков материи. А год спустя, опираясь на это достижение, два физика — М. Гелл-Манн и Ю. Нееман — независимо друг от друга предложили систематику элементарных частиц, включив в нее и резонансы. На основе этой систематики удалось все сильно взаимодействующие частицы собрать в несколько больших групп.

М. Гелл-Манн дал своей систематике поэтичное название «восьмеричный путь». Почему восьмеричный? Да потому, что в нем производились действия над восемью квантовыми числами. А также потому, шутя говорил М. Гелл-Манн, что «она напоминает афоризм, приписываемый Будде: „Да, братья, существует святая истина, помогающая укротить страдания: это благородные восемь путей, именно: верные взгляды, верные намерения, верные речи, верные действия, верный образ жизни, верные попытки, верные заботы, верное сосредоточение“».

Предложенная М. Гелл-Манном и Ю. Нееманом классификация, без всякого сомнения, «укротила страдания» физиков. Хаос был ликвидирован. Однако вопрос, насколько «верна» эта попытка, продиктованная самыми «верными» намерениями, оставался открытым.

После работ М. Гелл-Манна и Ю. Неемана появились и другие варианты ликвидации хаоса, казавшиеся своим авторам не менее «благоразумными».

Сложилась странная ситуация. С одной стороны, многие в то время считали создание систематики фундаментальных частиц неперспективным направлением в физике. Сторонники строгой теории считали это занятие недостойным настоящего ученого.

С другой стороны, усилившийся поток теоретических работ на эту тему вызвал даже «испуг и настороженность» в ряде научных журналов. Создалось впечатление, что «при свете дня теоретики склонны отзываться об этом направлении иронически, а в тиши ночей пишут о нем работы, число которых растет экспоненциально».

Как бы то ни было, но все больше физиков вовлекалось в «конкурс» на лучший «гербарий» элементарных частиц. Научная атмосфера в физике высоких энергий становилась все напряженнее. Какой вариант будет признан лучшим? Что скажет самое объективное и справедливое «жюри» — эксперимент?

А он пока молчал. Молчал, как мудрец, задумавшийся над сложной задачей. Воспользовавшись этим обстоятельством, поговорим пока о том, чего же ждали от эксперимента авторы «восьмеричного пути».

Пропустив свою идею через «математические операции», разработанные еще в XIX веке норвежским математиком Софусом Ли и поэтому названные алгеброй Ли, они получили четкий план «построения» фундаментальных частиц. Частицам предписывалось выстроиться в группы из трех, из восьми и из десяти членов. Причем в одну и ту же группу попадали частицы с определенными квантовыми числами.

Когда нуклоны, мезоны и резонансы разбросали по этим группам, оказалось, что, кроме целиком пустой группы из трех, в группе из десяти тяжелых частиц одно место также пустует. Кого же не хватает?

Кто интересовался историей составления Д. Менделеевым своей периодической таблицы элементов, тот знает, что она включала и пустые места для еще не открытых веществ. Причем свойства этих элементов были уже предсказаны Дмитрием Ивановичем.

С помощью правил, которым подчиняются разделенные на группы частицы, нетрудно было установить, что недоставало самой тяжелой частицы из десятка сограждан микромира. Незнакомку назвали омега-минус-гиперон и написали ее «портрет» — массу и квантовые числа, — который оказался впоследствии очень близким к оригиналу.

Найденная упорядоченность помогла связать друг с другом явления, в которых теория не находила ничего общего, и вычислить вероятности ядерных реакций с участием частиц одной и той же группы. Впервые удалось с большой точностью теоретически вычислить очень важное для понимания свойств частиц отношение магнитных моментов нейтрона и протона.