Главное, чтобы сходился баланс (Часть 7)

Единственным исключением из этого правила является странный пример мюон-нейтрино и мюоп-антинейтрино. Их сочетания значений (0 + + 0) и (0 - 0), соответственно, как у обычных нейтрино и антинейтрино. Также эти два типа нейтрино не отличаются друг от друга никакими прочими свойствами: массой, спином, странностью или чем-либо другим. Хотя эти два типа нейтрино ведут себя как совершенно разные частицы, пока никому не известно, какие физические свойства делают их столь несхожими.

В данной главе я ограничиваюсь лишь теми частицами, которые упомянуты в таблицах 2 и 3, для них достаточно сочетаний из трех показателей. Каждая из одиннадцати частиц имеет свое уникальное сочетание значений, которое можно подставить вместо названия частицы, описывая ее взаимодействия с другими. Преимущество этого способа состоит в том, что с первого взгляда можно сказать, соблюдается ли закон сохранения электрического заряда, лептонного числа и бари-оп ... Читать дальше »

Главное, чтобы сходился баланс (Часть 6)

Эти законы объясняют, почему электрон и протон не претерпевают взаимную аннигиляцию; каким образом существование материи в принципе становится возможным. Электрон и протон в сумме имеют лептонное число +1 и барионное число +1. Возникающие фотоны могут иметь только общее лептонное число, равное 0, и общее барионное число, равное 0. По этой причине никакой реакции не наблюдается.

Фотон — не единственная частица, которая не является ни лептоном, ни барионом. Есть частицы более массивные, чем лептоны, и менее массивные, чем барионы, поэтому они называются мезонами; от греческого слова, означающего «средний». Примером таких частиц является пион или пи-мезон, несущий положительный удельный электрический заряд, и антипион, несущий отрицательный удельный электрический заряд, но в остальном идентичный пиону.

Как пион, так и антипион имеют лептонное число 0 и барионное число 0. Никакой закон сохранения не оговаривает пионы ... Читать дальше »

Главное, чтобы сходился баланс (Часть 5)

Вы можете спросить, а не может ли существовать антифотон, тогда электронно-антиэлектронная аннигиляция может привести к возникновению фотона и антифотона с лептонными числами +1 и -1 соответственно? Ведь (+1) + (-1) также равняется 0.

Отвечаю вам: нет! Ни при одном наблюдавшемся взаимодействии частиц физикам не приходилось теоретически допускать существование антифотона, чтобы свести баланс. На самом деле гипотетическое существование антифотонов привело бы к чудовищным осложнениям. Например, при определенных условиях электропно-антн-электронная аннигиляция могла привести к возникновению одного фотона либо трех фотонов. В любом из этих случаев нельзя было бы получить в итоге лептонное число 0, если бы существовали фотоны и антифотоны с лептонными числами +1 и -1. Один фотон из трех обязательно должен был бы иметь лептонное число +1 или -1, но ни в коем случае не 0.

Итак, физики пришли к заключению, что не существует ан ... Читать дальше »

Главное, чтобы сходился баланс (Часть 4)

Протон является не единственным барионом. В 1933 году была открыта другая частица, практически идентичная ему по массе, но не имеющая электрического заряда. Она получила название нейтрона. Нейтрон также является барионом.

Подобным образом в 1930 году было теоретически обосновано существование частицы более легкой, чем электрон, и не имеющей электрического заряда. Эта частица была открыта в 1956 году и названа нейтрино. Нейтрино представляет собой лептон.

Куда же вписывается позитрон? Он должен быть лептоном, поскольку идентичен электрону, только имеет электрический заряд с противоположным знаком. Подчеркивая это обстоятельство, позитрон можно назвать антиэлектроном, где приставка «анти» значит «противоположный». Далее я буду пользоваться этим названием, хотя первое название позитрона, пусть и менее логичное, слишком укрепилось в научной литературе, чтобы пытаться заменить его другим.

Таким образом, можно предпо ... Читать дальше »

Главное, чтобы сходился баланс (Часть 3)

Обратите внимание, электрон и позитрон должны взаимно аннигилировать, чтобы возникла энергия, и поэтому они взаимно создаются иэ энергии. Нельзя создать только электрон или только позитрон. Чтобы создать только электрон, нужно из ниоткуда взять электрический заряд -1; а чтобы создать только позитрон, нужно из ничего получить электрический заряд +1. Ни то ни другое невозможно; баланс должен сходиться! При возникновении и электрона, и позитрона из незаряженных фотонов получается нулевой результирующий заряд, и это правильно. Считается, что электрон и позитрон одновременно возникают из эпергии, и этот процесс называется формированием электронно-позитронных пар.

Теперь давайте зададим другой вопрос.

Если отрицательно заряженный электрон и положительно заряженный позитрон, соединяясь, аннигилируют и вспыхивают фотонами, то почему нельзя заменить позитрон положительно заряженным протоном? Насколько известно, положительный з ... Читать дальше »

Главное, чтобы сходился баланс (Часть 2)

И вдруг грянул гром. В 1932 году американский физик Карл Дэвид Андерсон открыл частицу, идентичную электрону, но имеющую противоположный заряд. Это был так называемый положительный электрон, или, для краткости, позитрон.

Вскоре обнаружилось, что при столкновении позитрона с электроном (что обычно происходило в течение миллионной доли секунды после обнаружения) происходит нейтрализация заряда. Заряды позитрона и электрона исчезали, а вместе с ними исчезали и сами частицы. Процесс назвали аннигиляцией.

Конечно, позитроны и электроны также обладают некоторой массой, которая является сильно сжатой формой энергии. Именно эта масса и претерпевает аннигиляцию, потому что не существует таких понятий, как положительная масса и отрицательная масса. По всей видимости, существует масса только одного типа и обе частицы, электрон и позитрон, обладают ею в равной мере. При взаимодействии двух частиц удвоенная масса должна превратить ... Читать дальше »

Главное, чтобы сходился баланс (Часть 1)

Когда я был ребенком, мой отец держал кондитерскую лавку, которая закрывалась не раньше часа ночи. Мы, естественно, старались, чтобы к тому времени глава семейства уже находился дома, потому что в шесть утра лавку нужно было открывать. Поэтому мне всегда действовало на нервы, если он задерживался, доделывая последние дела: мыл стаканы, до блеска тер прилавок, выкладывал сигареты на стойку па завтрашнее утро и занимался прочими мелочами.

Больше всего раздражало меня то, как он любовно склоняется над бухгалтерскими книгами, сводя доходы с расходами и сверяя итог с суммой из кассового аппарата.

Боже упаси, если ему случалось обнаружить расхождение. Его лицо искажалось мукой, и он вновь принимался пересчитывать и перекладывать собранные за день банкноты.

Можете представить себе мою досаду, когда, будучи уже взрослым, я заехал к нему в гости и увидел, что он все так же тянет эту старую канитель. Я нетерпеливо прожда ... Читать дальше »

Предисловие

Есть один анекдот о женщине, которая беспокоилась из-за того, что ее маленький сын постоянно приносил из детского сада картинки, нарисованные черным карандашом. Солнце на них было черное; дом и цветы тоже были нарисованы черным цветом.

Наконец она решилась осторожно поинтересоваться:

— А у вас все ребята рисуют черными карандашами?

— Нет, — равнодушно ответил сын, — остальные ребята рисуют цветными карандашами.

Мать обращалась со своей проблемой ко всем соседям и знакомым, и все они как один мрачно качали головой. По их мнению, рисунки свидетельствовали о страхе и подавленности, о нелюбви к себе, неприязни к окружающему миру, аутизме. Мать волновалась все больше и, совсем отчаявшись, спросила у сына:

— Почему ты все рисуешь черным цветом?

— Да потому, — ответил мальчик, — что мой стол стоит дальше всех от коробки с карандашами, и, когда я до нее добираюсь, мне остается только черный карандаш.

Мораль: задавайте в ... Читать дальше »