zayushchih chastic stol' malo, # chto u nih net effekta vzaimodejstviya s chem-libo? # Zdes' material sovremennoj fiziki zastavlyaet nas vspomnit' o ponyatii Pustoty v vostochnom misticizme. Podobno vostochnoj Pustote, "fizicheskij vakuum", kak on imenuetsya v teorii polya, ne yavlyaetsya prosto sostoyaniem absolyutnoj nezapolnennosti i otsutstviya vsyakogo sushchestvovaniya, no soderzhit v sebe vozmozhnost' sushchestvovaniya vseh vozmozhnyh form mira chastic. |ti formy, v svoyu ochered', predstavlyayut soboj ne samostoyatel'nye fizicheskie edinicy, a vsego lish' perehodyashchie voploshcheniya Pustoty, lezhashchej v osnove vsego bytiya. Kak govoritsya v izvestnoj nam sutre, "forma est' pustota, a pustota, v svoyu ochered', est' forma". Sootnoshenie mezhdu virtual'nymi chasticami i vakuumom imeet v vysshej stepeni dinamicheskuyu prirodu; vakuum--eto "zhivaya pustota" v polnom smysle etogo slova, v pul'sacii kotoroj berut nachalo beskonechnye ritmy rozhdenij i razrushenij. Bol'shinstvo fizikov schitayut otkrytie dinamicheskoj sushchnosti vakuuma odnim iz vazhnejshih dostizhenij sovremennoj fiziki. Iz pustogo vmestilishcha vseh fizicheskih yavlenij pustota prevratilas' v dinamicheskuyu velichinu pervoj vazhnosti. Takim obrazom, rezul'taty issledovanij sovremennoj fiziki podtverzhdayut pravotu vyskazyvanij velikogo myslitelya Czaya Caya: "Dlya togo, kto znaet, chto Velikaya Pustota napolnena ci, net takogo ponyatiya, kak nesushchestvovanie" {60, 33}. Glava 15. KOSMICHESKIJ TANEC V hode izucheniya subatomnogo mira v dvadcatom veke fiziki obnaruzhili, chto veshchestvo imeet dinamicheskuyu prirodu, a sostavnye chasti atoma, subatomnye chasticy predstavlyayut soboj dinamicheskie struktury, sushchestvuyushchie ne v vide samostoyatel'nyh edinic, a v vide neot容mlemyh komponentov nerazryvnoj seti vzaimodejstvij. |ti vzaimodejstviya pitaet beskonechnyj potok energii, voploshchayushchijsya v obmenah chasticami, dinamicheskom cheredovanii stadij sozidaniya i razrusheniya, a takzhe v besprestannyh izmeneniyah energeticheskih patternov. V rezul'tate vzaimodejstvij obrazuyutsya vse bolee ustojchivye edinicy, iz kotoryh i sostoyat material'nye tela. |ti edinicy, v svoyu ochered', tozhe ne ostayutsya nepodvizhnymi, no ritmicheski koleblyutsya. Takim obrazom, vsya Vselennaya okazyvaetsya vovlechennoj v beskonechnyj process dvizheniya i deyatel'nosti--v postoyannyj kosmicheskij tanec energii. V etom tance prinimaet uchastie beschislennoe mnozhestvo patternov, kotorye, kak eto ni stranno, my mozhem razdelit' na neskol'ko osnovnyh raznovidnostej. Izuchenie subatomnyh chastic i ih vzaimodejstvij otkryvaet nashemu vzoru ne mir haosa, a v vysshej stepeni uporyadochennyj mir. Vse atomy, a znachit, i vse material'nye tela vokrug nas predstavlyayut soboj sochetaniya vsego lish' treh material'nyh chastic, obladayushchih massoj: protona, nejtrona i elektrona. CHetvertaya chastica, foton, ne imeet massy i yavlyaetsya edinicej elektromagnitnogo izlucheniya. Proton, elektron i foton predstavlyayut soboj ustojchivye chasticy, chto oznachaet, chto ih sushchestvovanie ne preryvaetsya do teh por, poka oni ne prinimayut uchastiya v stolknoveniyah s drugimi chasticami, ugrozhayushchimi im annigilyaciej. Raspad nejtrona, naprotiv, mozhet s legkost'yu proizojti v lyuboj moment. |tot process, poluchivshij nazvanie "beta-raspada", predstavlyaet soboj obychnyj mehanizm odnoj iz raznovidnostej radioaktivnyh yavlenij. # # I chto? Net li tut ukazaniya na to, chto ZARYAD obespechivaet # kakuyu-to dopolnitel'nuyu stabil'nost', igraya rol' kleya? # On sostoit iz preobrazovaniya nejtrona v proton i vozniknoveniya elektrona i nejtrino. Nejtrino--eshche odna chastica, ne imeyushchaya massy, no harakterizuyushchayasya ustojchivost'yu, podobno protonu, elektronu i fotonu. Obychno nejtrino oboznachayut grecheskoj bukvoj u ("nyu"), v rezul'tate chego simvolicheskaya zapis' processa betaraspada priobretaet sleduyushchij vid: n --> p + e- + u (nyu) Preobrazovanie nejtronov v protony vlechet za soboj preobrazovanie atomov radioaktivnogo veshchestva v atomy drugogo elementa. Voznikayushchie v hode etogo himicheskogo processa elektrony ispuskayutsya atomami v vide moshchnogo izlucheniya, kotoroe nahodit shirokoe primenenie v biologii, medicine i promyshlennosti. Ustanovit' fakt vozniknoveniya nejtrino gorazdo slozhnee, tak kak eti chasticy ne imeyut ni massy, ni elektricheskogo zaryada. Kak uzhe govorilos' vyshe, dlya kazhdoj chasticy sushchestvuet analogichnaya antichastica s takoj zhe massoj i protivopolozhnym zaryadom. Antichasticej dlya fotona yavlyaetsya sam foton, antichastica elektrona nazyvaetsya pozitronom; pomimo nih, nam izvestny antiproton i antinejtrino. Na samom dele, ta ne imeyushchaya vesa chastica, kotoraya voznikaet v processe beta-raspada, predstavlyaet soboj ne nejtrino, a ego antichasticu, antinejtrino (u-), vsledstvie chego nasha zapis' priobretaet vid: n --> r + e- + u- Upominavshiesya do sih por chasticy---lish' malaya chast' vseh subatomnyh chastic, izvestnyh sovremennoj nauke. Vse ostal'nye personazhi subatomnogo mira neustojchivy; oni ochen' bystro raspadayutsya na drugie chasticy, kotorye, v svoyu ochered', mogut tozhe podvergat'sya raspadu do teh por, poka ne obrazuyutsya ustojchivye chasticy. Issledovanie neustojchivyh chastic ochen' dorogostoyashchee, tak kak dlya kazhdogo eksperimenta eti chasticy prihoditsya sozdavat' zanovo, chto nevozmozhno bez ogromnyh uskoritelej chastic, puzyr'kovyh kamer i drugih ustrojstv dlya detekcii chastic. Samye neustojchivye chasticy sushchestvuyut na protyazhenii ochen' nebol'shogo promezhutka vremeni po sravneniyu s nashimi vremennymi masshtabami--men'she millionnoj doli sekundy. Odnako sleduet uchityvat', chto prodolzhitel'nost' ih zhizni dolzhna rassmatrivat'sya v sochetanii s ih razmerami, kotorye tozhe ochen' neveliki. Pri takom podhode srazu stanovitsya ochevidno, chto na samom dele prodolzhitel'nost' sushchestvovaniya etih chastic--dovol'no bol'shaya velichina, i chto odna millionnaya dolya sekundy fakticheski--ogromnaya prodolzhitel'nost' zhizni v mire chastic. CHelovek za odnu sekundu mozhet preodolet' rasstoyanie, kotoroe v neskol'ko raz prevyshaet ego sobstvennye razmery. Dlya chasticy analogichnoj edinicej vremeni budet tot promezhutok vremeni, v techenie kotorogo chastica preodolevaet rasstoyanie, kotoroe tozhe prevyshaet ee razmery v neskol'ko raz; etu edinicu vremeni logichno nazvat' "chastice-sekunda". Fiziki ocenivayut prodolzhitel'nost' etoj edinicy vremeni v 1.0e-23 doli obychnoj sekundy. Dlya togo, chtoby preodolet' rasstoyanie, ravnoe diametru srednestatisticheskogo yadra atoma, chastice, dvizhushchejsya so skorost'yu, blizkoj k skorosti sveta (kak eto proishodit, skazhem, vovremya eksperimentov po stolknoveniyu chastic), neobhodimo primerno desyat' takih chastice-sekund. Okolo dvuh dyuzhin iz vsego mnozhestva neustojchivyh chastic, prezhde chem podvergnut'sya raspadu, preodolevayut rasstoyaniya, ravnye razmeram neskol'kih atomov. |to rasstoyanie prevyshaet ih sobstvennye razmery primerno v sto tysyach raz, i dlya ego preodoleniya trebuetsya neskol'ko sot "chastice-chasov". |ti chasticy, naryadu s uzhe upominavshimisya ustojchivymi, perechisleny v tablice na ris. 34. Bol'shinstvo neustojchivyh chastic iz etoj tablicy mogut do svoego raspada peremestit'sya na celyj santimetr ili dazhe na neskol'ko santimetrov, a neustojchivye chasticy s naibol'shej prodolzhitel'nost'yu sushchestvovaniya mogut preodolet' rasstoyanie dazhe v neskol'ko soten metrov, kotoroe kazhetsya voistinu ogromnym po sravneniyu s ih sobstvennymi razmerami. # # K sozhaleniyu, tablica uteryana, samu knigu ya nikogda # ne videl, a v fizike chastic ponimayu malo, posemu # vosstanovit' oboznacheniya chastic ne v sostoyanii. # Esli kto-nibud' iz fizikov prishlet pravki - # budu blagodaren! # Tablica na ris. 34 vklyuchaet trinadcat' razlichnyh vidov chastic, mnogie iz kotoryh mogut sushchestvovat' v neskol'kih "zaryadovyh sostoyaniyah". Tak piony mogut imet' polozhitel'nyj zaryad (p+), otricatel'nyj zaryad (p-) ili byt' elektricheski nejtral'nymi (p0). Sushchestvuet dve raznovidnosti nejtrino, razlichayushchiesya tem, chto kazhdaya iz nih mozhet vzaimodejstvovat' tol'ko s opredelennym tipom chastic: pervaya--s elektronami (Ve), vtoraya--s myuonami (ui). Antichasticy tozhe vklyucheny v tablicu, prichem tri chasticy mogut byt' svoimi sobstvennymi antichasticami (gamma, L, i). Vse chasticy raspolozheny v poryadke vozrastaniya massy atomov: fotony i nejtrino ne imeyut massy, elektron predstavlyaet soboj legchajshuyu chasticu iz obladayushchih massoj, myuony, piony i kaony v neskol'ko sot raz tyazhelee elektrona; Ostal'nye chasticy tyazhelee elektrona v 1000-3000 raz. Vse ostal'nye izvestnye k nastoyashchemu vremeni chasticy otnosyatsya k chislu tak nazyvaemyh "rezonansov". Im posvyashchena sleduyushchaya glava. Rezonansy eshche menee dolgovechny, ih raspad proishodit za neskol'ko chasticesekund, vsledstvie chego oni ne mogut preodolevat' rasstoyaniya, prevyshayushchie ih razmery bol'she, chem v neskol'ko raz. |to oznachaet, chto puzyr'kovaya kamera okazyvaetsya bespomoshchnoj i ne mozhet obnaruzhit' prisutstvie etih chastic. Poetomu svidetel'stva ih sushchestvovaniya mogut byt' tol'ko kosvennymi. Sledy iz puzyr'kov v puzyr'kovyh kamerah ostavlyayut tol'ko te chasticy, kotorye perechisleny v nashej tablice. V processe stolknoveniya vse eti chasticy mogut voznikat' i annigilirovat', a takzhe uchastvovat' v virtual'nyh obmenah, osushchestvlyaya takim obrazom vzaimodejstviya mezhdu drugimi chasticami. Kazalos' by, pri takom rasklade itogovoe kolichestvo vozmozhnyh tipov vzaimodejstvij mezhdu chasticami mozhet byt' ochen' bol'shim, odnako po kakoj-to prichine, kotoraya ostaetsya neizvestnoj, vse vzaimodejstviya delyatsya na chetyre raznovidnosti, harakterizuyushchiesya razlichnoj stepen'yu vzaimodejstviya. Perechislim eti raznovidnosti: -- Sil'nye vzaimodejstviya. -- |lektromagnitnye vzaimodejstviya. -- Slabye vzaimodejstviya. -- Gravitacionnye vzaimodejstviya. Naibolee izvestnymi iz nih yavlyayutsya elektromagnitnye i gravitacionnye vzaimodejstviya, nablyudayushchiesya v makroskopicheskom mire. Gravitacionnye vzaimodejstviya nalichestvuyut mezhdu vsemi sushchestvuyushchimi chasticami, odnako pri etom oni nastol'ko slaby, chto ne podvergayutsya eksperimental'noj detekcii. V makroskopicheskom mire gravitacionnye vzaimodejstviya bol'shogo kolichestva chastic, sostavlyayushchih massu tela, skladyvayutsya i porozhdayut makroskopicheskuyu silu gravitacii, kotoraya yavlyaetsya osnovnoj siloj vo Vselennoj. |lektromagnitnye vzaimodejstviya proishodyat mezhdu vsemi zaryazhennymi chasticami. Imenno oni otvetstvenny za vse himicheskie reakcii, a takzhe za obrazovanie i vseh atomnyh i molekulyarnyh struktur. Sil'nye vzaimodejstviya uderzhivayut vmeste protony i nejtrony vnutri yadra. Oni porozhdayut yadernuyu silu--samuyu moshchnuyu iz vseh izvestnyh sovremennoj nauke sil. Tak, naprimer, elektrony uderzhivayutsya poblizosti ot atomnogo yadra pri pomoshchi elektromagnitnoj sily, obladayushchej energiej primerno v desyat' elektron-vol't, v to vremya kak yadernaya sila, svyazyvayushchaya nejtrony vnutri yadra, ispol'zuet energiyu, ravnuyu desyatkam millionov elektron-vol't--osobyh edinic dlya izmereniya energii na subatomnom urovne. Nuklony--ne edinstvennye chasticy, kotorye prinimayut uchastie v sil'nyh vzaimodejstviyah. Kak ni stranno, k sil'novzaimodejstvuyushchim chasticam otnositsya podavlyayushchee bol'shinstvo vseh izvestnyh chastic. Iz vseh chastic tol'ko pyat' ne mogut prinyat' uchastiya v sil'nyh vzaimodejstviyah, kak, vprochem, i ih antichasticy. |to foton i chetyre leptona, perechislennye v verhnej chasti tablicy. Nedavno byl obnaruzhen pyatyj lepton, poluchivshij oboznachenie "tau" (grecheskaya bukva t). Takzhe, kak elektron i myuon, on mozhet sushchestvovat' v dvuh zaryadovyh sostoyaniyah, sootvetstvenno t- i t+, a poskol'ku ego massa prevoshodit massu elektrona pochti v 3500 raz, on poluchil nazvanie tyazhelogo leptona. Sushchestvovanie nejtrino, kotoryj prinimal by uchastie tol'ko vo vzaimodejstviyah s tau, bylo tol'ko postulirovano i ostaetsya do sih por nedokazannym eksperimental'no. Takim obrazom, my mozhem razdelit' vse chasticy ne dve bol'shie gruppy--leptony i adrony, ili sil'novzaimodejstvuyushchie chasticy. Adrony, v svoyu ochered', delyatsya na mezony i bariony, mezhdu kotorymi sushchestvuet dovol'no mnogo razlichij. Vazhnejshee iz nih zaklyuchaetsya v tom, chto vse bariony imeyut antichasticy, v to vremya kak mezony mogut sami vystupat' v roli svoih antichastic. Leptony prinimayut uchastie vo vzaimodejstviyah chetvertogo tipa -- v slabyh vzaimodejstviyah. Poslednie nastol'ko slaby i dejstvuyut na takom korotkom rasstoyanii, chto ne mogut uderzhivat' chasticy drug podle druga, v to vremya kak tri ostal'nye raznovidnosti vzaimodejstvij porozhdayut sily prityazheniya: sil'nye vzaimodejstviya--vnutri atomnyh yader, elektromagnitnye vzaimodejstviya -- vnutri atomov i molekul, a gravitacionnye vzaimodejstviya--mezhdu planetami, zvezdami i dazhe celymi galaktikami. Slabye vzaimodejstviya proyavlyayutsya v edinstvennoj forme--v forme nekotoryh stolknovenij chastic, a takzhe ih raspada. K chislu poslednih otnositsya i beta-raspad, upominavshijsya vyshe. Vse vzaimodejstviya mezhdu adronami proyavlyayutsya v obmene drugimi adronami. Sil'nye vzamodejstviya dejstvuyut tol'ko na ochen' nebol'shih rasstoyaniyah iz-za togo, chto v sootvetstvuyushchih im obmennyh processah uchastvuyut tyazhelye adrony. Sil'nye vzaimodejstviya mogut proishodit' tol'ko pri tom uslovii, chto rasstoyanie mezhdu chasticami ne prevyshaet neskol'kih diametrov chasticy. Poetomu oni ne mogut sozdat' silu, vozdejstvie kotoroj skazalos' by na nashem makroskopicheskom okruzhenii. V protivopolozhnost' sil'nym, elektromagnitnye vzaimodejstviya, voploshchayushchiesya v obmenah ne - imeyushchimi massy fotonami, mogut proishodit' mezhdu skol' ugodno dalekimi chasticami, vsledstvie chego elektricheskie i magnitnye sily horosho izvestny v mire bol'shih izmerenij. Schitaetsya, chto gravitacionnye vzaimodejstviya tozhe osushchestvlyayutsya pri pomoshchi obmena osobymi chasticami--"gravitonami", odnako slabost' etih vzaimodejstvij nastol'ko velika, chto gravitony do sih por ne byli obnaruzheny uchenymi, hotya nikakih ser'eznyh povodov somnevat'sya v ih sushchestvovanii neg. Nakonec, poskol'ku slabye vzaimodejstviya stanovyatsya vozmozhnymi tol'ko pri tom uslovii, chto rasstoyanie mezhdu chasticami predel'no neveliko--gorazdo men'she, chem pri sil'nyh vzaimodejstviyah, fiziki schitayut, chto eti vzaimodejstviya osushchestvlyayutsya pri pomoshchi obmena ochen' tyazhelymi chasticami. Po vsej vidimosti, eti chasticy vypolnyayut rol', analogichnuyu roli fotona pri elektromagnitnyh vzaimodejstviyah, i edinstvennoe ih otlichie ot poslednego zaklyuchaetsya v tom, chto oni gorazdo tyazhelee. Po suti dela, imenno analogiya s fotonom legla v osnovu poslednih modifikacij teorii kvantovogo polya, poluchivshih nazvanie "teorii priborov" i pozvolivshih postroit' edinuyu teoriyu polya dlya elektromagnitnyh i slabyh vzaimodejstvij. Vo mnogih processah stolknovenij, nahodyashchih primenenie v fizike vysokih energij, chasto imeyut mesto i sil'nye elektromagnitnye, i slabye vzaimodejstviya, v rezul'tate chego voznikayut dlinnye cepochki posledovatel'nyh prevrashchenij chastic. CHasticy, pervonachal'no prinimavshie uchastie v stolknovenii, annigiliruyut, obrazuya neskol'ko novyh chastic, kotorye tozhe prohodyat neskol'ko stadij raspada, prezhde chem prevratit'sya v ustojchivye chasticy. Na ris. 35 predstavlena slozhnaya posledovatel'nost' stolknovenij i raspadov chastic: otricatel'no zaryazhennyj pion (p-) pronikaet v puzyr'kovuyu kameru sleva, stalkivaetsya s protonom, to est' s yadrom atoma vodoroda, kotoryj uzhe nahodilsya vnutri kamery; obe chasticy annigiliruyut, v rezul'tate chego obrazuetsya nejtron (n) ili dva kaona (K- i K+); nejtron uletaet, ne ostavlyaya sleda; kaon stalkivaetsya s drugim, nahodyashchimsya v kamere protonom, obe chasticy annigiliruyut, obrazuya lambdu (L) i foton (gamma). Ni odna iz vnov' obrazovavshihsya chastic ne ostavlyaet vidimyh sledov v kamere, odnako lambda cherez nekotore vremya raspadaetsya na proton (r) i (p-), kazhdyj iz kotoryh ostavlyaet vidimyj sled. Na risunke horosho vidno nebol'shoe rasstoyanie mezhdu vozniknoveniem lambdy i ee raspadom. Nakonec, K-, voznikshij eshche pri samom pervom stolknovenii, nekotoroe vremya prodolzhaet dvigat'sya, a potom raspadaetsya na tri piona. # # Opyat' uteryany nazvaniya chastic (skanner ih iskazil) i shema. # Zdes' izobrazhena odna iz takih cepochek vozniknovenij i ischeznovenij chastic. Obratite vnimanie na tot fakt, chto sledy v puzyr'kovoj kamere mogut ostavlyat' tol'ko zaryazhennye chasticy; pod vozdejstviem magnitnogo polya oni otklonyayutsya v razlichnyh napravleniyah, v zavisimosti ot znaka zaryada: polozhitel'nye--po chasovoj strelke, a otricatel'nye--protiv chasovoj strelki. |tot grafik predstavlyaet soboj prekrasnoe dokazatel'stvo togo fakta, chto na urovne chastic materiya harakterizuetsya kolossal'noj slitnost'yu i vzaimopronicaemost'yu, a takzhe dostovernoe i naglyadnoe izobrazhenie energeticheskih kaskadov, soprovozhdayushchih obrazovanie i unichtozhenie razlichnyh struktur, ili, govorya drugimi slovami, razlichnyh chastic. Osobenno porazitel'nymi predstavlyayutsya takie sluchai, kogda lishennyj massy, no nadelennyj bol'shim kolichestvom energii foton, kotoryj nikak ne obnaruzhivaet svoego prisutstviya v puzyr'kovoj kamere, vnezapno vzryvaetsya, obrazuya paru zaryazhennyh chastic (pozitron i elektron), kotorye tut zhe nachinayut dvigat'sya po rashodyashchimsya dugam. Na risunke 36 zapechatlen process, v kotorom obrazovanie pary protivopolozhno zaryazhennyh chastic iz elektricheski nejtral'nogo fotona proishodit celyh dva raza. Na ris. 36 predstavlena posledovatel'nost' sobytij, privodyashchih k obrazovaniyu dvuh elektronno-pozitronnyh par: antiproton (r-) snizu pronikaet v puzyr'kovuyu kameru, stalkivaetsya s odnim iz protonov i obrazuet ya+ (sled, uhodyashchij vlevo) i ya- (sled, uhodyashchij vpravo), a takzhe dva fotona (gamma), kazhdyj ie kotoryh, v svoyu ochered', raspadaetsya na elektronno-pozitronnuyu paru: pozitrony (e+), uletayushchie napravo, i elektrony (e-) -- vlevo. # # CHto takoe ya+ i ya- mne ponyat' ne udaetsya... # CHem znachitel'nee ob容m energii, iznachal'no prinimayushchej uchastie v processe stolknoveniya, tem bol'she chastic mozhet obrazovat'sya. Na ris. 37 izobrazheno stolknovenie mezhdu antiprotonom i protonom, v rezul'tate kotorogo voznikaet vosem' pionov. Dlya togo, chtoby razognat' chasticy do dostatochno bol'shoj skorosti, to est', inymi slovami, dlya togo, chtoby soobshchit' im dostatochno bol'shoe kolichestvo energii, ispol'zuyutsya moshchnye uskoriteli chastic. V bol'shinstve sluchaev prirodnye yavleniya, proishodyashchie na Zemle, imeyut bolee nizkie energeticheskie harakteristiki, vsledstvie chego tyazhelye chasticy redko obrazuyutsya na Zemle v estestvennyh usloviyah. V otkrytom kosmose nas zhdet sovershenno inoe polozhenie del: v centre zvezd sosredotocheny krupnye skopleniya subatomnyh chastic, mezhdu kotorymi postoyanno proishodyat estestvennye stolknoveniya, analogichnye stolknoveniyam vnutri uskoritelej sovremennoj eksperimental'noj fiziki. V nekotoryh zvezdah eti processy porozhdayut chrezvychajno moshchnoe elektromagnitnoe izluchenie, kotoroe mozhet prinimat' formu radiovoln, svetovyh voln i rentgenovskih luchej. Dlya astronomov eto izluchenie predstavlyaet soboj osnovnoj istochnik znanij i informacii o Vselennoj. Takim obrazom, mezhzvezdnoe, kak vprochem, i mezhgalakticheskoe, prostranstvo okazyvaetsya nasyshchennym elektromagnitnymi izlucheniyami razlichnyh chastot, to est' fotonnymi potokami, obladayushchimi razlichnymi zapasami energii. Tem ne menee, fotony--ne edinstvennye chasticy, kotorye postoyanno borozdyat prostory kosmosa. "Kosmicheskoe izluchenie" sostoit ne tol'ko iz fotonov, no takzhe i iz tyazhelyh chastic, mehanizm obrazovaniya kotoryh do sih por ne vpolne yasen. Bol'shinstvo etih chastic sostavlyayut protony; nekotorye iz nih obladayut ochen' bol'shimi zapasami energii, namnogo prevyshayushchimi te predel'nye pokazateli, kotorye pozvolyayut dostich' samye moshchnye uskoriteli chastic. Popadaya v atmosferu Zemli, eti vysokoenergeticheskie "kosmicheskie luchi" stalkivayutsya s yadrami atomov, sostavlyayushchih molekuly razlichnyh atmosfernyh veshchestv, obrazuya ogromnoe mnozhestvo vtorichnyh chastic, kotorye libo podvergayutsya nezavisimomu raspadu, libo vstupayut v dal'nejshie vzaimodejstviya--stolknoveniya. Prevrashcheniya chastic prodolzhayutsya do teh por, poka ocherednye iz nih ne dostignut Zemli. Tak, odin-edinstvennyj proton, popavshij v atmosferu Zemli, mozhet porodit' celyj kaskad yavlenij, v hode kotoryh ego ishodnaya kineticheskaya energiya prevratitsya v celyj liven' raznoobraznyh chastic i budet postepenno pogloshchat'sya po mere prodvizheniya preterpevayushchih neprestannye izmeneniya chastic k poverhnosti Zemli. To zhe samoe yavlenie, nablyudaemoe v hode eksperimentov fiziki vysokih energij po stolknoveniyu chastic, proishodit estestvennym putem v atmosfere nashej planety, I prichem v poslednem sluchae ego protekanie harakterizuetsya gorazdo bol'shej intensivnost'yu, chem vo vremya eksperimentov. Nepreryvnyj potok energii preterpevaet na svoem puti k Zemle mnozhestvo izmenenij, chasticy nepreryvno voznikayut i ischezayut v ritmicheskom tance tvoreniya i razrusheniya. V mire chastic mogut proishodit' ne tol'ko takie processy vozniknoveniya i unichtozheniya chastic, kotorye poddayutsya detekcii pri pomoshchi fotografij puzyr'kovyh kamer. Vazhnoe mesto sredi yavlenij subatomnogo mira zanimayut i processy vozniknoveniya i annigilyacii virtual'nyh chastic, uchastvuyushchih v obmennyh processah, oposreduyushchih vzaimodejstviya mezhdu chasticami. Virtual'nye chasticy sushchestvuyut ne nastol'ko dolgo, chtoby mozhno bylo podtverdit' ih prisutstvie eksperimental'nym putem. Voz'mem, k primeru, vozniknovenie dvuh pionov v rezul'tate stolknoveniya protona i antiprotona. Prostranstvenno-vremennoj grafik dlya dannogo processa budet vyglyadet' sleduyushchim obrazom (sm. ris. 38). Ne zabyvajte o tom, chto vremya na etih grafikah imeet napravlennost' snizu vverh. Na etom grafike izobrazheny mirovye linii protona (r) i antiprotona (r-) kotorye stalkivayutsya drug s drugom v nekotoroj tochke prostranstva--vremeni, annigiliruya i obrazuya dva piona (p+ i p-). I vse zhe etot grafik ne vpolne sootvetstvuet dejstvitel'nosti. Vzaimodejstvie mezhdu protonom i antiprotonom mozhno predstavit' v vide processa obmena virtual'nym nejtronom, izobrazhennogo na ris. 39. Tochno takim zhe obrazom process, zafiksirovannyj na ris. 40, privodyashchij k obrazovaniyu chetyreh pionov i rezul'tate stolknoveniya protona i antiprotona, tozhe mozhet byt' predstavlen v vide bolee slozhnogo obmennogo processa, v hode kotorogo proishodit obrazovanie i annigilyaciya treh virtual'nyh chastic--dvuh nejtronov i odnogo protona. Nuzhno uchityvat' tot fakt, chto grafiki v etoj chasti glavy dovol'no shematichny i ne dayut predstavleniya o tochnyh velichinah uglov mezhdu liniyami dvizheniya chastic. Sootvetstvuyushchaya fejnmanovskaya diagramma budet vyglyadet' primerno tak (sm. ris. 41): |ta diagramma chisto shematicheskaya, i ne pokazyvaet tochnyh uglov razleta chastic. Otmetim takzhe, chto iznachal'nyj proton, nahodyashchijsya v puzyr'kovoj kamere, ne viden na fotografii (i, sootvetstvenno, diagramme), no imeet svoyu mirovuyu liniyu na etoj prostranstvennovremennoj diagramme, poskol'ku on dvizhetsya vo vremeni. Vse eti primery demonstriruyut nam, chto sledy chastic na fotografiyah puzyr'kovoj kamery mogut dat' tol'ko samoe obshchee predstavlenie o vzaimodejstviyah chastic. Real'nye zhe processy sostoyat iz celoj posledovatel'nosti obmenov chasticami. Esli my vspomnim o tom, chto kazhdaya iz chastic, prinimayushchih uchastie vo vzaimodejstvii, postoyanno ispuskaet i pogloshchaet virtual'nye chasticy, kartina stanet eshche bolee slozhnoj. Tak, proton obychno periodicheski ispuskaet i pogloshchaet nejtral'nye piony, inogda on ispuskaet (p+) i prevrashchaetsya v nejtron, kotoryj cherez nekotoroe vremya pogloshchaet etot (p-) i snova prevrashchaetsya v proton. Na grafikah Fejnmana eto otrazhaetsya v tom, chto obychnaya liniya protona zamenyaetsya na bolee slozhnoe izobrazhenie (sm. ris. 42). V hode etih virtual'nyh processov pervonachal'naya chastica mozhet na nekotoroe vremya ischeznut', kak skazhem, na grafike "v". Voz'mem drugoj primer--skazhem, process, v kotorom otricatel'nyj pion raspadaetsya na nejtron (n) i antiproton (r-), annigiliruyushchie pri posleduyushchem stolknovenii i prevrashchayushchiesya v ishodnyj pion (sm. ris. 43). # # Tut snova byl polnyj bardak s nazvaniyami chastic. # Vazhno prinimat' vo vnimanie, chto vse eti processy podchinyayutsya zakonam kvantovoj teorii, a sledovatel'no, imeyut veroyatnuyu, a ne dejstvitel'nuyu prirodu. Kazhdyj proton mozhet byt' oharakterizovan s tochki zreniya veroyatnosti ego sushchestvovaniya v forme razlichnyh par: "proton plyus pi0", "nejtron plyus pi+" i tak dalee. Perechislennye vyshe processy yavlyayutsya prostejshimi primerami virtual'nyh vzaimodejstvij. Gorazdo bolee slozhnye, zaputannye patterny voznikayut togda, kogda virtual'nye chasticy porozhdayut drugie virtual'nye chasticy, umnozhaya takim obrazom chislo virtual'nyh vzaimodejstvij (ne budem zabyvat' pri etom, chto veroyatnosti imeyut otnyud' ne proizvol'nyj harakter, no podchinyayutsya nekotorym obshchim zakonomernostyam, kotorym budet posvyashchena otdel'naya glava). V svoej knige "Mir elementarnyh chastic" Kennet Ford privodit slozhnyj primer takogo processa (sm. ris. 44), v hode kotorogo proishodit obrazovanie i annigilyaciya desyati virtual'nyh chastic, soprovozhdaya grafik sleduyushchim zamechaniem: "|tot grafik predstavlyaet soboj izobrazhenie odnoj iz podobnyh cepochek yavlenij, na pervyj vzglyad proizvodyashchee dovol'no ustrashayushchee vpechatlenie, no, tem ne menee, vpolne sootvetstvuyushchee dejstvitel'nosti. Kazhdyj proton vremya ot vremeni prinimaet uchastie v etom tance tvoreniya i razrusheniya" [28,209]. Ford--ne edinstvennyj fizik, ispol'zovavshij vyrazhenie tipa "tanec tvoreniya i razrusheniya", "tanec energii". Pri popytke predstavit' sebe potok energii, preobrazuyushchejsya v razlichnye dinamicheskie struktury, ili chasticy, my estestvennym obrazom nachinaem sravnivat' eto s ritmichnym tancem. Sovremennaya fizika obnaruzhila, chto podvizhnost' i izmenchivost' prinadlezhat k chislu osnovnyh svojstv materii, i vsya materiya, nezavisimo ot togo, gde ona nahoditsya--u nas, na Zemle, ili v kosmose,--vsegda prinimaet uchastie v neprekrashchayushchemsya kosmicheskom tance. Dinamicheskoe mirovozzrenie vostochnyh mistikov imeet mnogo obshchego s mirovozzreniem sovremennoj fiziki, poetomu neudivitel'no, chto dlya vyrazheniya svoego intuitivnogo vospriyatiya prirody mistiki tozhe ispol'zuyut obraz tanca. Prekrasnyj primer takogo roda my nahodim v knige Aleksandry Devid-Neel "Puteshestvie v Tibet", v opisanii vstrechi avtora s lamoj, predstavivshemsya kak "vlastelin zvuka" i izlozhivshim svoi vzglyady na prirodu materii sleduyushchim obrazom: "Vse veshchi... sut' skopleniya atomov, kotorye tancuyut, i posredstvom svoego dvizheniya rozhdayut zvuki. Kogda ritm ih tanca izmenyaetsya, rozhdaemyj imi zvuk tozhe preterpevaet izmeneniya... Kazhdyj atom nepreryvno poet svoyu sobstvennuyu pesnyu, a zvuk rozhdaet v etot moment vremeni plotnye i tonkie formy" [22, 186]. Shodstvo etogo podhoda s mirovozzreniem sovremennoj fiziki stanovitsya eshche bolee ochevidnym, esli my vspomnim o tom, chto zvuk--eto volna s opredelennoj chastotoj, kotoraya izmenyaetsya vmeste s izmeneniem zvuka, i chto chasticy--sovremennyj ekvivalent starogo ponyatiya "atomy"--tozhe predstavlyaet soboj volny, chastota kolebaniya kotoryh proporcional'na ih zapasu energii. Soglasno teorii polya, dejstviya kazhdoj chasticy svodyatsya k tomu, chto ona "nepreryvno poet svoyu sobstvennuyu pesnyu", ritmicheski porozhdaya energeticheskie patterny (virtual'nye chasticy) v vide "plotnyh i tonkih form". Metafora kosmicheskogo tanca nashla naibol'shee voploshchenie v induizme v obraze tancuyushchego boga SHivy. SHiva, odin iz drevnejshih i naibolee pochitaemyh bozhestv Indii, obladayushchih mnozhestvom pererozhdenij, yavlyaetsya Korolem Tancorov. Soglasno predstavleniyam induistov, lyubaya chelovecheskaya zhizn' predstavlyaet soboj sostavnuyu chast' vseobshchego ritmicheskogo processa tvoreniya i razrusheniya, smerti i voskresheniya, a tanec SHivy simvoliziruet ritm vechnoj pul'sacii mezhdu zhizn'yu i smert'yu, harakterizuyushchijsya beznachal'noj i beskonechnoj ciklichnost'yu. Po slovam Anandy Kumarasvami: "Vo vremya nochi Brahmana priroda sohranyaet nepodvizhnost' i ne mozhet tancevat' do teh por, poka etogo ne zahochet SHiva: on vosstaet iz svoego ekstaza i, tancuyushchij, pronizyvaet nepodvizhnuyu materiyu volnami nesushchego probuzhdeniya zvuka, i--chu!--materiya tozhe nachinaet tancevat', okruzhaya Ego v svoej vechnoj slave. Tancuya, on podderzhivaet sushchestvovanie mnogoobraznyh yavlenij prirody. Po istechenii vremeni, vse eshche prodolzhaya tancevat', On unichtozhaet v ogne vse formy i imena, i snova daet Prirode otdyh. |to poeziya, i v To zhe vremya--nauka" [20, 78]. Tanec SHivy simvoliziruet ne tol'ko posledovatel'nye cikly tvoreniya i razrusheniya, no i ritm povsednevnyh rozhdenij i smertej, kotoryj v induizme schitaetsya osnovoj vsyakogo bytiya. V to zhe vremya SHiva, tvoryashchij raznoobraznye formy material'nogo mira i vnov' rastvoryayushchij ih v plavnom techenii svoego tanca, napominaet nam o tom, chto vse formy est' majya, chto oni ne imeyut fundamental'noj sushchnosti, yavlyayas' prehodyashchimi i illyuzornymi. Genrih Cimmer opisyvaet eto polozhenie induistskoj filosofii v sleduyushchih vyrazheniyah: "Ego dvizheniya--odnovremenno rezkie i ispolnennye gracii--porozhdayut kosmicheskuyu illyuziyu; ego stremitel'no dvizhushchiesya ruki, nogi, i izgib torsa porozhdayut besprestannoe sotvorenie--unichtozhenie Vselennoj, a tochnee--yavlyayutsya takovymi, prichem smert' polnost'yu uravnoveshivaet zhizn', i ischeznovenie polagaetsya zakonomernym ishodom vsyakogo vozniknoveniya" [89,155]. Indijskie skul'ptory desyatogo---dvenadcatogo vekov sozdali mnogo bronzovyh izobrazhenij tancuyushchego SHivy s chetyr'mya rukami, udivitel'naya simmetrichnost' i, v to zhe vremya, dinamichnost' raspolozheniya kotoryh v prostranstve peredaet ideyu ritmichnosti i edinstva proyavlenij zhizni. Kazhdomu zhestu SHivy induistskaya tradiciya pripisyvaet osoboe simvolicheskoe znachenie. V pravoj verhnej ruke bog derzhit buben, simvoliziruyushchij pervozdannyj zvuk tvoreniya; na ego levoj verhnej ladoni my vidim plamya, simvoliziruyushchee razrushenie. Uravnoveshennost' dvuh verhnih ruk simvoliziruet dinamicheskoe ravnovesie processov sozidaniya i razrusheniya v nashem mire, kotoroe stanovitsya eshche bolee ochevidnym pri vzglyade na otreshennoe lico SHivy, nahodyashcheesya na odinakovom udalenii ot obeih ruk i voploshchayushchee ideyu transcendirovaniya protivopostavleniya mezhdu sotvoreniem i razrusheniem. Vtoraya pravaya ruka vozdeta v uspokaivayushchem zheste, simvoliziruyushchem sostoyanie zashchishchennosti i umirotvoreniya, togda kak vtoraya levaya ruka ukazyvaet na pripodnyatuyu stupnyu, chto oznachaet osvobozhdenie ot char maji. SHiva izobrazhaetsya tancuyushchim na tele poverzhennogo demona, olicetvoryayushchego chelovecheskoe nevezhestvo, kotoroe stoit na puti teh, kto stremitsya k osvobozhdeniyu. Tanec SHivy, po slovam Kumarasvami, predstavlyaet soboj "yasnejshij obraz bozhestvennoj deyatel'nosti, kotorym po pravu mogla by gordit'sya lyubaya religiya i lyuboe iskusstvo" [20, 67]. Poskol'ku bozhestvo yavlyaetsya odnoj iz personifikacij Brahmana, ego deyatel'nost' svoditsya k porozhdeniyu i unichtozheniyu miriadov material'nyh voploshchenij poslednego. Tanec SHivy--eto tancuyushchaya Vselennaya, beskonechnyj potok energii, prinimayushchij beschislennoe mnozhestvo risunkov, kotorye sklonny plavno perelivat'sya drug v druga. Sovremennaya fizika prishla k vyvodu, chto ritm sotvoreniya i razrusheniya prisutstvuet ne tol'ko v cheredovanii vremen goda i fizicheskom rozhdenii i gibeli zhivyh sushchestv, no i vystupaet v kachestve osnovnoj sushchnosti neorganicheskoj materii. Soglasno teorii kvantovogo polya, vse vzaimodejstviya mezhdu sostavnymi chastyami materii osushchestvlyayutsya posredstvom ispuskaniya i pogloshcheniya virtual'nyh chastic. Bolee togo, tanec tvoreniya i razrusheniya predstavlyaet soboj edinstvenno vozmozhnuyu formu sushchestvovaniya samogo veshchestva, tak kak vse material'nye chasticy "samovzaimodejstvuyut", ispuskaya i pogloshchaya virtual'nye chasticy. Takim obrazom, sovremennaya fizika postuliruet to polozhenie, soglasno kotoromu, kazhdaya chastica prinimaet uchastie v tance energii, odnovremenno YAVLYAYASX etim tancem, pul'siruyushchim processom tvoreniya i razrusheniya. Risunki etogo tanca harakterizuyut sushchnost' kazhdoj chasticy i ee svojstva. Tak, naprimer, zapas energii, neobhodimyj dlya ispuskaniya i pogloshcheniya virtual'noj chasticy, ekvivalenten opredelennomu kolichestvu massy, kotoroe dobavlyaetsya k masse samovzaimodejstvuyushchej chasticy. Razlichnye chasticy prinimayut raznoe uchastie v etom tance; kazhdaya iz nih imeet svoya parametry energii i massy. Nakonec, virtual'nye chasticy ne tol'ko predstavlyayut soboj edinstvennoe sredstvo osushchestvleniya vzaimodejstvij mezhdu chasticami, a, sootvetstvenno, i ob座asnenie ih svojstv, no mogut porozhdat'sya vakuumom i cherpat' svoyu energiyu iz nego. Takim obrazom, v kosmicheskom tance prinimaet uchastie ne tol'ko materiya, no i Pustota, beskonechno tvorya i razrushaya energeticheskie patterny. Sovremennye fiziki vosprinimayut tanec SHivy kak tanec subatomnoj materii. Kak i v induistskoj mifologii, poslednij predstavlyaet soboj beskonechnyj tanec sotvoreniya i razrusheniya, v kotorom prinimaet uchastie ves' kosmos; osnovu vsyakogo bytiya i vseh yavlenij prirody. Stoletiya tomu nazad indijskie skul'ptory sozdavali velichestvennye bronzovye izvayaniya tancuyushchego SHivy. V nashe vremya fiziki razrabotali slozhnejshie pribory dlya togo, chtoby poluchit' portret Vselennoj v ee kosmicheskom Tance. Fotografii puzyr'kovoj kamery, na kotoryh zapechatleny vzaimodejstviya chastic, tozhe yavlyayutsya izobrazheniyami risunka tanca SHivy, kotorye ne ustupayut po krasote i znacheniyu svoim induistskim analogam. |ti fotografii dokazyvayut, chto Vselennaya postoyanno preterpevaet processy ritmicheskogo sotvoreniya i razrusheniya. Takim obrazom, metafora kosmicheskogo tanca ob容dinyaet drevnyuyu mifologiyu, religioznoe iskusstvo i sovremennuyu fiziku. Kak govorit Kumarasvami, eta metafora predstavlyaet soboj "poeziyu, i v to zhe vremya -- nauku". Glava 16. SIMMETRIYA V MIRE KVARKOV -- "ESHCHE ODIN KOAN?" V subatomnom mire bezrazdel'no vlastvuyut ritm, dvizhenie i neprestannoe izmenenie. Vse izmeneniya ne sluchajny i ne proizvol'ny. Oni sleduyut ochen' chetkim i yasnym patternam. Nachnem s togo, chto vse chasticy toj ili inoj raznovidnosti absolyutno identichny po masse, velichine elektricheskogo zaryada i drugim harakternym pokazatelyam. Dalee, vse zaryazhennye chasticy imeyut elektricheskij zaryad, kotoryj libo raven zaryadu elektrona, libo protivopolozhen emu po znaku, libo prevyshaet ego v dva raza. To zhe otnositsya k ostal'nym harakteristikam chastic; oni mogut prinimat' ne lyubye proizvol'nye znacheniya, a tol'ko ogranichennoe ih kolichestvo, chto pozvolyaet nam razdelit' chasticy na neskol'ko grupp, kotorye mogut byt' takzhe nazvany "sem'yami". |to podvodit nas k voprosu: kakim obrazom takie opredelennye patterny voznikayut v dinamicheskom i izmenchivom mire chastic? Vozniknovenie chetkih patternov v strukture materii--vovse ne novoe yavlenie. Ono uzhe horosho izvestno v mire atomov. Kak i subatomnye chasticy, vse atomy, prinadlezhashchie k odnoj i toj zhe raznovidnosti, harakterizuyutsya identichnym stroeniem. V periodicheskoj tablice vse raznovidnosti atomov, ili elementy, ob容dineny v neskol'ko bol'shih grupp. V nashe vremya uchenye horosho predstavlyayut sebe osnovaniya dlya takoj klassifikacii: ona zavisit ot kolichestva protonov i nejtronov v ih yadrah i ot raspredeleniya elektronov po sfericheskim orbitam vokrug yader, ili "obolochkam". Kak uzhe govorilos' ranee, elektrony imeyut svojstva voln (sm. gl. 4). Poetomu rasstoyanie mezhdu elektronnymi orbitami i kolichestvo vrashcheniya, kotorym mozhet obladat' elektron, harakterizuetsya neskol'kimi ustojchivymi znacheniyami, kotorye zavisyat ot kolebanij elektronnyh voln. Sootvetstvenno, v strukture atoma voznikayut opredelennye patterny, kotorye harakterizuyutsya naborom "kvantovyh chisel" i kotorye otrazhayut kolebatel'nye patterny elektronnyh voln na orbitah vnutri atoma. |ti kolebaniya opredelyayut "kvantovye sostoyaniya" atoma. Poetomu dva atoma, nahodyashchihsya v "osnovnom sostoyanii" ili zhe v odnom iz "vozbuzhdennyh sostoyanij", imeyut odnu i tu zhe vnutrennyuyu strukturu. Patterny v mire chastic vo mnogom shozhi s patternami v mire atomov. Tak, bol'shinstvo chastic vrashchaetsya vokrug svoej osi, podobno yule. Ih spiny mogut prinimat' tol'ko nekotorye opredelennye znacheniya, predstavlyayushchie soboj integral, pomnozhennyj na kakuyu-to bazovuyu edinicu. Bariony, naprimer, mogut imet' spin, ravnyj 1/2, 3/2, 5/2 i t. d., togda kak mezony mogut imet' spin, ravnyj 0, 1, 2, i t.d. Spin subatomnoj chasticy napominaet nam o kolichestvah vrashchenij elektronov na orbitah vnutri atoma. Spin elektrona tozhe mozhet byt' tol'ko celym chislom. # # Strannaya fraza... Spin elektrona +1/2 i -1/2 # Shodstvo s atomnymi patternami usilivaetsya posle znakomstva s tem faktom, chto vse sil'no vzaimodejstvuyushchie chasticy, inache imenuemye adronami, mogut byt' raspolozheny v chetkoj posledovatel'nosti drug za drugom. Adrony obladayut ochen' shozhimi svojstvami, i edinstvennoe razlichie mezhdu nimi vyzvano razlichiem ih mass i spinov. CHasticy s naibol'shim poryadkovymi nomerami vnutri etoj posledovatel'nosti harakterizuyutsya chrezvychajnoj nedolgovechnost'yu i nosyat naimenovanie rezonansov. Za poslednee desyatiletie uchenym udalos' obnaruzhit' mnogo takih rezonansov. Massa i spin rezonansov uvelichivaetsya chetko opredelennym obrazom, i ih posledovatel'nost', sudya po vsemu, zakanchivaetsya v beskonechnosti. CHetkie zakonomernosti postroeniya etoj posledovatel'nosti chem-to napominaet zakonomernosti perehoda atoma v razlichnye vozbuzhdennye sostoyaniya, vsledstvie chego fiziki rassmatrivayut chasticy s bol'shim poryadkovym nomerom vnutri etoj posledovatel'nosti ne v kachestve samostoyatel'nyh chastic, a v kachestve vozbuzhdennyh sostoyanij chasticy s naimen'shej massoj. Takim obrazom, adron, kak i atom, mozhet na kakoe-to vremya sushchestvovat' v razlichnyh vozbuzhdennyh sostoyaniyah, kotorye otlichayutsya ot ego obychnogo sostoyaniya bol'shim kolichestvom vrashchenij (ili spin), i bol'shej energiej (ili massoj). Shodstvo kvantovyh sostoyanij atomov i adronov navodit na mysl' o tom, chto adrony tozhe predstavlyayut soboj slozhnye ob容kty, imeyushchie vnutrennyuyu strukturu i sposobnye "vozbuzhdat'sya", to est' pogloshchat' energiyu dlya obrazovaniya razlichnyh patternov. Odnako, segodnya my eshche ne ponimaem, kak obrazuyutsya eti patterny. V atomnoj fizike ih mozhno ob座asnit' v terminah svojstv i vzaimodejstvij komponentov atoma (protonov, nejtronov i elektronov), odnako, eto ob座asnenie poka ne mozhet byt' primeneno dlya opisaniya yavlenij mira chastic. Patterny, obnaruzhennye v mire chastic, byli opredeleny i klassificirovany chisto empiricheskim putem, i ih nevozmozhno eshche ischislit' iz sostavlyayushchej chasticy struktury. Glavnaya slozhnost', s kotoroj stalkivayutsya issledovateli, zanimayushchiesya fizikoj chastic, zaklyuchaetsya v tom, chto klassicheskie predstavleniya o slozhnyh "ob容ktah", sostoyashchih iz "sostavnyh chastej", okazyvayutsya bespoleznymi pri opisanii subatomnyh chastic. Uznat', iz kakih "sostavnyh chastej" sostoyat chasticy, mozhno tol'ko odnim putem--putem nablyudeniya za ih stolknoveniyami. Odnako rezul'taty podobnyh eksperimentov po stolknoveniyu chastic otnyud' ne podtverzhdayut gipotezu "sostavn