|
Меню сайта
Статистика
|
Частицы и античастицыЧастицы и античастицыМы уже говорили о позитроне. Эта частица очень похожа на электрон, но только «вывернутый наизнанку». Если то или иное свойство частицы можно выразить числом, то величины этих чисел у электрона и позитрона всегда точно одинаковы. Но если у числа может быть знак (положительный или отрицательный), то у электрона и позитрона эти знаки обязательно противоположны. Масса электрона ничем не отличается от массы позитрона — масса ведь не может быть отрицательной. Электрический заряд у электрона отрицательный, у позитрона — положительный, но величины зарядов равны. Позитрон во всем, в чем только возможно, противоположен электрону. Его можно бы было назвать «противоэлектроном» или, по-гречески, «антиэлектроном». Теоретическая физика предсказала и существование позитрона, и то, что у других частиц тоже должны быть античастицы, у которых те же свойства, только с обратным знаком. Это предсказание блестяще подтвердилось, когда были открыты антинуклоны, т. е. антипротоны и антинейтроны. Частица и античастица похожи и в то же время не похожи друг на друга, как перчатки с правой и левой руки или как предмет и его зеркальное отображение. Но ведь бывают симметричные предметы: гладкий шар, например, невозможно отличить от его зеркального отображения. Нечто подобное существует и в мире элементарных частиц. Известны две симметричные частицы: фотон (световой квант) и нейтральный пи-мезон. У них нет античастиц, или, точнее, каждая из них совпадает со своей античастицей. У всех остальных известных ученым частиц есть «зеркальные отображения» — античастицы. Как мы уже говорили, всякое число, у которого может быть положительный или отрицательный знак, должно иметь противоположные знаки для частиц и античастиц. Теория приводит к еще более поразительному выводу. Оказывается, сами частицы и античастицы ведут себя подобно положительным и отрицательным числам в алгебре: прибавить античастицу — это то же самое, что отнять частицу. В алгебре сложение положительного и отрицательного чисел равной величины дает в результате нуль. Подобно этому частица с античастицей при столкновении как бы уничтожаются, или, как говорят, аннигилируют. Слово «уничтожаются» надо понимать в том смысле, что после столкновения не остается частиц того же вида. Но ни масса, ни энергия частицы и античастицы не исчезают. В результате аннигиляции образуются более легкие частицы, уносящие с собой всю энергию, которая была скрыта в первоначальных частицах. Энергия, выделяющаяся при аннигиляции, громадна. Это самый мощный источник энергии, известный науке. Если бы удалось поставить его на службу человеку, то он был бы в тысячи раз мощнее атомной или водородной бомбы при том же весе вещества, дающего энергию. Очень интересно фантазировать о том, существует ли где-нибудь во Вселенной антивещество. Быть может, есть целые «антимиры», построенные целиком из антивещества. Если даже мы их и видим, все равно не можем отличить «мир» от «антимира»: ведь свет состоит из фотонов, а фотон ничем не отличается от «антифотона». «Антимир» должен быть зеркальным отражением нашего мира, и если то, что у нас сердце слева, не простая случайность, у «антилюдей» сердце должно быть справа. Вместо электронов в «антимире» — позитроны, вместо нуклонов — антинуклоны, но жители «антимира» не могут этого заметить. Они могли бы понять, что они «антилюди», если их «антимир» столкнулся бы с нашим миром, а тогда произошел бы взрыв колоссальной силы. Все это пока лишь фантазия: антивещество, несомненно, существует, но, насколько оно распространено в природе, наука еще не знает. Отдельные античастицы образуются при столкновении частиц, обладающих очень высокой энергией. Чем тяжелее античастица, тем более высокая энергия нужна, чтобы ее получить. Прежде всего ученые обнаружили легкую античастицу — позитрон. Ее удалось наблюдать в космических лучах. Теперь физики научились получать различные античастицы, вплоть до самых тяжелых — антигиперонов. Для этого ударяют из мощного ускорителя потоком частиц по какой-либо мишени. При этом античастицы рождаются всегда попарно с частицами. Образующиеся античастицы очень быстро аннигилируют с окружающим веществом, но физики успевают заметить их по следам, которые те оставляют на фотографической пластинке. К сожалению, современная техника еще бесконечно далека от возможности получить практически измеримое количество антивещества. Тем более неясно, как можно было бы отделить античастицы от рождающихся вместе с ними частиц. Если бы у нас в руках было антивещество, возникла бы интересная и нелегкая задача: сохранить его от аннигиляции с обычным веществом. Для решения этой задачи можно уже теперь указать разумные пути. КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
|
ПОИСК
Block title
|
