Загадка «тета-тау»

Как гром с ясного неба прогремела в физике элементарных частиц загадка «тета-тау». Авторы ее тяжелые К-мезоны. Те самые, что получили прозвище «странных» за феноменальную способность рождаться в сильных взаимодействиях между частицами, а распадаться в слабых. О мгновениях, в течение которых мезону доступны наблюдению, ученые узнали не меньше удивительных историй, чем иной энергичный журналист о какой-нибудь знаменитой кинозвезде. Быстро обнаружилось, что под названием ка-мезон скрывается…Загадка "тета-тау"Загадка "тета-тау"
Как гром с ясного неба прогремела в физике элементарных частиц загадка «тета-тау». Авторы ее тяжелые К-мезоны. Те самые, что получили прозвище «странных» за феноменальную способность рождаться в сильных взаимодействиях между частицами, а распадаться в слабых. О мгновениях, в течение которых мезону доступны наблюдению, ученые узнали не меньше удивительных историй, чем иной энергичный журналист о какой-нибудь знаменитой кинозвезде. Быстро обнаружилось, что под названием ка-мезон скрывается три типа элементарных частиц. Одни из них нейтральны, другие имеют положительный или отрицательный электрический заряд.
История первая произошла как раз с ка-плюс мезонами. Обычно они распадаются на более легкие частицы несколькими разными способами. И в этом нет ничего удивительного. Смысл же загадки в том, что, по теоретическим представлениям, два из них не могли принадлежать одной и той же частице. Табу исходило от закона сохранения пространственной четности… Физики бесчисленное число раз имели возможность убедиться, что при зеркальном отражении, когда левое и правое меняются местами, все реальные процессы в микромире не изменяются — словно природа не знает, где право, а где лево.
Законы ее симметричны относительно зеркальной, или, как ее обычно называют, пространственной, Р — симметрии. В квантовой механике это свойство природы формулируется в виде закона сохранения четности. Но положительно заряженные К-мезоны распадались так, как будто их четность менялась. Нарушался закон природы, связанный с принципом зеркальной симметрии, а в конечном счете — с однородностью пространства! Гораздо проще было считать, что существует два сорта положительных ка -мезонов с разной четностью, которые и распадались по- разному, — «тета» и «тау».
Казалось, инцидент исчерпан, но спокойствия это не принесло ни теоретикам, ни экспериментаторам. Никто не понимал, почему как две капли воды похожие, неразличимые экспериментально, с одинаковой массой и временем жизни «тау»- и «тета»- мезоны распадаются по-разному? И вдруг американские физики Ли и Янг «стерли» подзаголовки «тета» и «тау» и заявили, что существует только один сорт положительно заряженных К-мезонов. Дамоклов меч снова повис над законом сохранения четности…
Известный физик-теоретик Ф. Дайсон вспоминал потом: «Я прочел статью Янга и Ли еще в рукописи дважды и сказал: «Это очень интересно» или еще какие-то слова в этом роде. Но у меня не хватило воображения воскликнуть: «Бог ты мой, да ведь если это правда, то это открывает целую новую область в физике!» И я думаю, что все остальные физики, за очень небольшими исключениями, были в то время так же лишены воображения на этот счет, как и я…»