Вера Черногорова - Загадки микромира

По теории один из трех кварков должен быть стабильным. И если кварки хоть изредка, да образуются в атмосфере, то, постепенно тормозясь, они будут накапливаться в обычной материи. В почве, в морской воде, в воздухе, во всем, что нас окружает, могут находиться свободные остановившиеся кварки либо же ядра, присоединившие к себе такой кварк.

Но чем отличается, например, капля воды, заряженная кварками, от капли, заряженной электронами? Первая имеет дробный электрический заряд, а вторая — кратный заряду электрона.

И проблема поисков кварков превратилась в проблему поисков дробного электрического заряда в частичках угля, в метеоритах, в капельках воды и в воздухе. Методы, традиционные для физики элементарных частиц, уступили место традиционным методам макрофизики.

Таким образом, стремление обнаружить еще более элементарные частицы материи привело ученых к опытам с макрообъектами. Группа физиков Московского университета с большой точностью измерила заряды угольных пылинок, капелек воды, но дробного заряда не обнаружила. Не обнаружили его и американские и итальянские исследователи.

Общий вывод, к которому пришли ученые, такой: если кварки и существуют в природе, то их в 10 17-10 18раз меньше, чем нуклонов. Да, малость этой цифры производит удручающее впечатление. Но не на самих ученых.

Поиски кварков продолжаются до сих пор.

И вот что интересно. Советские физики-теоретики Я. Зельдович, Л. Окунь и С. Пикельнер сделали попытку теоретически подсчитать сколько же замедлившихся кварков может быть на Земле? Оценка дала мизерную величину: кварков в 10 10-10 13раз меньше, чем нуклонов.

По признанию члена-корреспондента АН СССР Е. Фейнберга: «Это уже снимает некоторую тяжесть с души: понятно, почему их до сих пор не замечали, даже если кварки — реальность».

Весной 1971 года в журналах появилось новое сообщение о наблюдении дробного заряда. Ниобиевый шарик, охлажденный до температуры жидкого гелия, «подвешивался» на магнитных силовых линиях между обкладками конденсатора в вакууме. Шарик попеременно обстреливали положительными и отрицательными электронами из радиоактивных источников, автоматически подводившимися к нему.

После такой операции заряд шарика, кратный электронному, должен был полностью компенсироваться. Но когда к обкладкам конденсатора подвели высокочастотное поле, шарик повел себя так, будто у него дробный заряд, равный 1/ 3заряда электрона. Значит, кварки найдены?

Трудно сказать. Этому опыту, как и результатам Маккаскера, не хватает доказательности.

«По-видимому, можно утверждать, что нет таких частиц с массой меньше 6–8 Гэв (то есть в 6–8 раз тяжелее нуклонов)», — пишет академик Я. Зельдович. «Либо они не столь уж тяжелы (скажем, масса кварка приблизительно равна 2,5 массы протона), но сильно взаимодействуют с пи-мезонами и потому… в ходе конкуренции разных процессов уступают место, пионам», — такого мнения придерживается член-корреспондент АН СССР Е. Фейнберг.

«Сомнительно, что кварки существуют в свободном состоянии. Так же как звук не существует в пустоте, так и кварки не могут существовать в свободном состоянии, хотя возможно, что они играют важную роль в структуре элементарных частиц», — сказал член-корреспондент АН СССР Д. Блохинцев.

Спустя полгода после создания кварковой модели ее автор, американский ученый М. Гелл-Манн, приехал в Дубну на Международную конференцию по физике высоких энергий. На заданный ему вопрос: «Существуют ли кварки?» — он ответил совсем коротко: «Кто знает?» («Who knows?»)

«Боюсь, что нужно было бы другое перо — перо писателя, чтобы передать все, что он вложил в эти два коротких слова. Здесь звучало огромное уважение к эксперименту, который в последнем счете решает и ведет науку вперед; здесь была и присущая М. Гелл-Манну интеллектуальная смелость и чувство нового, и готовность принять все, что дает природа, и создать из этого новую теорию, вызвать к жизни новые эксперименты», — так оценил ответ М. Гелл-Манна академик Я. Зельдович.

Оптимисты все-таки надеются на открытие кварков, аргументируя свое убеждение примерно так: «Поиски нейтрино и антипротона растянулись на четверть века, а вся история кварков не насчитывает и десяти лет. Еще посмотрим, что покажет будущее».

Ну что же, эти слова не лишены доли истины. Некоторые ученые думают, что, если не удалось обнаружить кварки в Серпухове, надо будет искать их на ускорителе в Батавии, где протоны разгоняются до энергии в 400 Гэв. А в случае неудачи отложить поиски до создания другой, более мощной машины…