Вера Черногорова - Загадки микромира

За четыре года были исследованы все основные метеорные потоки. Результаты оказались обнадеживающими. Вхождение метеоров в атмосферу сопровождалось усилением специфического излучения.

Были проведены и другие опыты. На искусственном спутнике Земли поместили приборы для регистрации гамма-квантов строго определенной энергии, возникающих при встрече электронов и позитронов. Было зафиксировано, что число гамма-квантов меняется в зависимости от метеорной активности.

Увеличение интенсивности излучения, обнаруженное двумя разными методиками, по-видимому, можно считать доказанным достаточно надежно.

«Вопрос о симметрии вселенной, — говорил профессор М. Бредов, — приобрел сейчас остроту не только в плане теоретической дискуссии, но и в чисто экспериментальном плане, поскольку факты будто бы свидетельствуют в пользу нашей гипотезы. Но мы не рискуем сказать решительное „да“ там, где пока многое неясно. А трудностей еще очень много. Проблема остродискуссионна, и, быть может, именно поэтому она крайне интересна».

Звездный мир, который наблюдали астрономы прошлого сквозь узенькое окошко видимого света, представлялся раз и навсегда установленным и застывшим. Жизнь космоса чрезвычайно редко нарушалась только вспышками сверхновых.

Теперь радиоволны, рентгеновское излучение, инфракрасные лучи, гамма-кванты показали нам совершенно иную вселенную. Статические картины ожили. Астрофизики непрерывно видят увлекательный фильм о бурной жизни метагалактики.

События разворачиваются стремительно даже в нашем, земном понимании масштабов времени. Если вспышка сверхновой длится около ста дней, то период излучения самого быстрого пульсара всего лишь 0,033 секунды! Звезды раскаляются, остывают, уплотняются, выбрасывая в космическое пространство россыпи элементарных частиц. Рождаются звездные ассоциации, рассеивают гигантскую энергию квазары и взрывные звезды.

«Говорят, что и все мирозданье — еще не оконченный, длящийся взрыв», — пишет поэт Л. Мартынов в стихотворении «Гармония сфер».

Изучая глубины материи, физики обнаружили мир элементарных частиц, на сверхплотную и раскаленную смесь которых, как утверждает «горячая» модель, была так похожа юная вселенная. А нельзя ли теперь с помощью этой модели разрешить некоторые проблемы физики элементарных частиц?

Придумали теоретики кварки, а экспериментаторы найти их не могут. Для симметрии уравнений Максвелла и квантовой электродинамики так не хватает монополей Дирака, но до сих пор никто их не видел. Охотники за кварками и те, кто отправился в погоню за магнитными монополями, вернулись с пустыми руками. Ни в космических лучах, ни на дне океанов, ни в горных породах их не оказалось. Почему?

Конечно, можно ответить: потому что ни кварков, ни монополей не существует. Ну а если все-таки существуют? Можно ли хоть приблизительно сказать, сколько их в природе? Например, кварков?

Советские физики-теоретики Я. Зельдович, Я. Окунь и С. Пикельнер попытались проследить судьбу свободных, реликтовых кварков как реально существующих частиц, исходя из «горячей» модели вселенной.

Вначале, когда температура излучения была очень велика, рождались пáры любых частиц, в том числе и кварков. Но огромная плотность вещества «сжимала» их время жизни до ничтожных мгновений. Едва родившись, они тут же аннигилировали друг с другом — исчезали, превращаясь в излучение.

Как одни из самых тяжелых частиц, кварки, по-видимому, первыми ощутили изменение климата вселенной. Температура вселенной понизилась, и возникли условия, подобные условиям на современных ускорителях, когда для рождения кварков уже не хватало энергии. Вселенная расширялась, плотность ее вещества уменьшалась. Кваркам и антикваркам все труднее было находить друг друга, и процессы аннигиляции прекратились.

Кварки, спасшиеся от «выгорания», могли «дожить» до наших дней. Однако число их зависело от истории развития ближайшей к нам области вселенной. Если это были очень горячие области, то процессы аннигиляции могли уничтожить значительное количество кварков. Это обстоятельство делает ответ несколько неопределенным. Но вывод о том, что в природе может существовать только 10 –10–10 –13кварка на каждый нуклон, дал возможность облегченно вздохнуть «охотникам» за этими экзотическими частицами.