Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц
617
Рис. 423. Снимок с дисплея ЭВМ, работающей вместе с установкой
UA-1 (рис. 422). На снимке зарегистрировано одно из
pp
-соударений
при энергии 270 ГэВ (
p
)
+
270 ГэВ (
p
). Информация со всех детекторов
установки, обработанная на ЭВМ, позволяет определить траектории
частиц и получить полную картину взаимодействия, несколько напоми-
нающую снимки с пузырьковых камер. Импульсы частиц измерялись
по кривизне их треков в магнитном поле. Как видно из снимка, взаимо-
действия при таких высоких энергиях носят очень сложный характер:
в них образуется большое число вторичных частиц
Пока элементарных частиц было известно немного, они счи-
тались «кирпичиками» мироздания: из них строилось все много-
образие атомов. Теперь же число элементарных частиц превыша-
ет число химических элементов, и само понятие «элементарная
частица» для адронов явно утратило свое первоначальное значе-
ние.
В физике элементарных частиц нет сейчас законченной тео-
рии, которая позволила бы объяснить все основные явления, вы-
явить главнейшие закономерности и достигнуть той же степени
понимания, которая существует в классической механике или
электродинамике. В подобной ситуации особое значение приоб-
618
Гл. XXVI. Новые достижения в физике элементарных частиц
ретают попытки феноменологического анализа и классификации
физических явлений, основанные на определенных законах со-
хранения. Эти законы позволяют ориентироваться в том, какие
процессы могут, а какие не могут происходить в природе.
Вспомним, например, закон сохранения барионного заряда,
о котором говорилось в предыдущей главе. Согласно этому за-
кону в любых процессах разность между числом барионов и
антибарионов не изменяется. Для математического выражения
этого закона мы приписали барионам значение барионного за-
ряда B = +1, антибарионам — значение B =
−1, а для всех
других частиц положили барионный заряд равный нулю. Тогда
сохранение числа барионов и означает сохранение барионного
заряда.
Для суждения о возможности той или иной реакции необхо-
димо прежде всего проверить, сохраняются ли в этой реакции
электрический и барионный заряды. Рассмотрим, например, про-
цесс
p + p
→ p + p + p + p.
(239.1)
Исходные
частицы
имеют
суммарный
барионный
заряд
начальн
B = +1 + 1 = 2. Для частиц в конечном состоянии
конечн
B = 1 + 1 + 1
− 1 = 2. Другими словами, барионный
заряд в начальном и конечном состоянии один и тот же
(
начальн
B =
конечн
B), и реакция может идти. Легко проверить,
что эта реакция разрешена и законом сохранения электрического
заряда (электрический заряд протона +1, а антипротона
−1).
Однако реакция
p + n
→ p + p + p,
(239.2)
хотя в ней также сохраняется электрический заряд, оказывается
запрещенной из-за несохранения барионного заряда (
начальн
B =
= 2
=
конечн
B = 1). Одругих законах сохранения мы будем
говорить ниже.
Установление закономерностей внутреннего строения элемен-
тарных частиц является одной из важнейших проблем современ-
ной физики. Для решения этой проблемы имеет большое зна-
чение создание четкой систематики частиц, в известном смысле
напоминающей периодическую таблицу.
Первый шаг в этом направлении был сделан, когда удалось
выяснить, что адроны группируются в очень близкие но своим