Техника - молодёжи 1968-06, страница 14

^РОИ

Нейтрон распадается на электрон, протон и электронное нейтрино.

ТЕОРЕТИКИ

НОВЫЕ КРАСКИ В КАР

■» се более многоликим становится мир «элементарных» частиц. Какова взаи-■•мосвязь между ними? Почему они такие? В чем суть законов, управляющих их взаимными превращениями? Много еще проблем встает перед физиками-теоретиками. О поисках ответов журнал рассказывал в большой подборке «Элементарны? Нет, неисчерпаемы!» <№ 2 «Техники — молодежи» за 1964 г.) Сегодня мы продолжаем разговор на эту тему.

Два физика — академик АН БССР Н. АКУЛОВ и научный сотрудник Главной астрономической обсерватории АН СССР И. ГЕРЛОВИН — рассказывают о своих теориях микромира. Основной вопрос, на который пытаются ответить оба ученых, — вопрос о внутренней структуре микрочастиц. Предлагаемые

ИЗ КАКИХ ЖЕ ЧАСТИЦ СОСТОИТ МАТЕРИЯ?

Н. АКУЛОВ,

академик АН Белорусской ССР

Физики давно установили, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Но из чего составлены протоны, нейтроны и другие элементарные частицы? Решение этого вопроса имеет огромное значение для дальнейшего развития физики. Проблема действительно кардинальная.

В ходе изучения структуры элементарных частиц мы пришли к убеждению: существует небольшое число «кирпичиков мироздания», из которых можно построить любую частицу, начиная с нейтрино и кончая тяжелыми гиперонами. Эти первичные простые «кирпичики» названы нами реонами. На основе нашей теории возможен очень точный расчет важнейших параметров составных частиц — их масс и энергий распада.

А теперь познакомимся с реонами. Их всего шесть, если же иметь в виду и соответствующие им античастицы, то двенадцать. В шестерку реонов входят три электрически нейтральные частицы и три заряженные. Выясним сначала, что представляет собой первая тройка.

Известно, что нейтрон распадается на положительно заряженный протон, отрицательный электрон и электронное нейтрино — частицу, не имеющую мас-с:ы покоя и легко проникающую через огромные толщи вещества. Распадается и мю-мезон, который может быть положительным или отрицательным. Продукты распада отрицательного мю-мезо-на — электрон, мсзонное нейтрино и антинейтрино. Как видим, нейтрино появляется в процессе двух превращений. Физикам удалось доказать, что продукты каждой из двух реакций различны. Нейтрино с титулом «электронное» не похоже на «мезонное».

Наш принцип, по которому составные частицы строятся из простых, утверждает, что каждая частица должна распадаться на реоны с сохранением электрических зарядов и состояний вращения (спинов). Поэтому реоном № 1 будет электронное нейтрино, №2 — мезонное нейтрино. А реон № 3? Это еще одно нейтрино, но находящееся внутри элементарных частиц в ранее неизвестном состоянии. Полученная нами формула Дает для него довольно значительную массу 33,735 мэв/с² (масса выражена в энергетических единицах — мегаэлектрон-вольтах, деленных на квадрат скорости света; для сравнения укажем, что масса электрона составляет 0,51 мэв/с²). Итак, реон № 3 — нейтрино, которое назовем тяжелым.

Теперь о второй тройке простых частиц, имеющих в отличие от первой электрический заряд. Реон № 4 — это хорошо известный электрон, а реоны № 5 и 6 — он же, но лишь в других состояниях, с другими, более значительными массами, но с тем же зарядом и спином. Такие реоны можно назвать квазиэлектронами. Здесь у читателей может возникнуть законный вопрос. Как же так, электроны — ив роли простых частиц, входящих, например, в состав протона и нейтрона, которые, в свою очередь, входят в состав атомных ядер? Другими словами, электроны в ядрах атомов? Для ответа на вопрос необходим небольшой экскурс в историю физики.

До 1932 года считалось, что в ядра могут входить и электроны. Но в 1932 году советский ученый Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг почти одновременно доказали, что это невозможно, поскольку диаметр электрона больше диаметра атомного ядра. Но относительно недавно, уже в 60-х годах, физик Е. Штернгласс, ученик Луи де Бройля, установил новую закономерность. Речь идет об электронах, двигающих

Число слева показывает массу частицы, выраженную в едини-

* цах электронных масс. Символ ~ означает античастицу, индекс ° — нейтральную частицу.

ся с околосветовыми скоростями. Их диаметр в этом случае совсем иного порядка, примерно в 1000 раз меньше. Такие частицы могут входить в состав атомных ядер.

Согласно нашей теории электрон, попадая внутрь любой частицы, превращается в один из двух квазиэлектронов с тем же зарядом, но увеличенными массами покоя. Первый в 2,5 раза тяжелее обычного электрона — это реон № 5. Другой имеет еще более значительную массу (38, 334 мэв/с²), его можно назвать тяжелым электроном Это реон N9 6.

Подведем итог. Простыми частицами, или реонами, будут три нейтрино — электронное, мезонное и тяжелое, и три электрона — обычный, утяжеленный в 2,5 раза и тяжелый. Антиреонами будут три антинейтрино, отличающиеся противоположно направленными спинами, и три соответствующих позитрона, несущих положительные заряды. Из этих реонов и антирео-нов строится любая из известных элементарных частиц. Вот несколько примеров.

В состав отрицательного мю-мезона входят два тяжелых нейтрино и тяжелый электрон. Нейтральный пи-мезон — это четыре тяжелых нейтрино, а отрицательный пи-мезон — тяжелый электрон и три тяжелых нейтрино. Затем в таблице элементарных частиц идет заряженный ка-мезон. В случае отрицательного заряда он составляется из одного положительного и двух отрицательных пи-мезонов и так называемой странной пары: тяжелый электрон —

ю