Семипроцентная поправка Задача состояла в том, чтобы выяснить...

Семипроцентная поправка

Задача состояла в том, чтобы выяснить законы бета-распада. Судя по всему, существовали две частицы, именовавшиеся «тау» и «тета». Массы их были, вроде бы, почти одинаковыми, но при этом одна распадалась на два пиона, а другая на три. И не только массы, одинаковыми были, по странному совпадению, и времена их жизни. В общем, они вызывали всеобщий интерес.

Я присутствовал на конференции, где было сделано сообщение о том, что под каким бы углом и с какими бы энергиями ни происходило в циклотроне рождение этих частиц, рождаются они всегда в одинаковой пропорции — столько-то тау и столько-то тета.

Ну так вот, простейшая из возможностей состояла, естественно, в том, что это одна и та же частица, которая иногда распадается на два пиона, а иногда на три. Однако ее никто допускать не желал, поскольку существует закон четности, основанный на положении, согласно которому все законы физики обладают зеркальной симметрией, и он гласит, что, если частица распадается на два пиона, то на три она распадаться не может.

Я в то время был не вполне в курсе всех этих дел — несколько отстал от развития событий. Все участники конференции выглядели людьми весьма знающими, а я чувствовал, что как-то не поспеваю за ними. Во время конференции я жил в одном номере с экспериментатором Мартином Блоком. И однажды вечером он спросил у меня:

— А почему вы, ребята, так цепляетесь за этот закон четности? Может, тау и тета и есть одна частица. Что, собственно, стрясется, если закон четности окажется неверным?

Я с минуту подумал и ответил:

— Это будет означать, что законы природы различны для правой и левой руки, что можно, опираясь на физические явления, определить, какая из рук правая. Что в этом такого уж страшного, я не знаю, наверное отсюда может проистекать нечто дурное, но, что именно, мне не известно. Вы бы завтра задали этот вопрос настоящим специалистам.

А он сказал:

— Да они меня и слушать не станут. Я потому у вас и спрашиваю.

На следующий день, когда мы обсуждали на конференции загадку тау-тета, Оппенгеймер сказал:

— Нам требуются новые идеи, более широкий подход к этой проблеме.

Я встал и произнес:

— Я хотел бы задать вопрос от имени Мартина Блока: что произойдет, если закон четности окажется неверным?

Марри Гелл-Манн после поддразнивал меня, говоря, что мне не хватило смелости задать этот вопрос от собственного имени. Однако причина состояла вовсе не в этом. Мне и самому идея Мартина казалась очень значительной.

Ли — тот, который Ли и Янг — дал ответ, однако очень сложный, я, как обычно, ничего толком не понял. Под конец того заседания Блок спросил у меня, что сказал Ли, и я ответил, что, вообще-то, не знаю, но, насколько я понял, вопрос пока остается открытым, — возможность нарушения закона четности существует. Не так, чтобы очень надежная, думал я, но все же возможность.

Норм Рамзей поинтересовался: как я считаю, не следует ли ему попытаться экспериментально доказать нарушение закона четности, — я ответил:

— Я вам так скажу: готов поставить пятьдесят против одного, что ничего вы не обнаружите.

Он сказал:

— Меня такое пари устраивает.

Однако эксперимента все же не поставил.

Так или иначе, Ву получила экспериментальное доказательство нарушения закона четности и это открыло перед теорией бета-распада массу новых возможностей. Не говоря уже о множестве экспериментов, которые начали после этого открытия ставиться. Кто-то показал, что электроны вылетают из ядра закрученными влево, кто-то — что вправо, в общем, экспериментов ставилось многое множество и открытий, связанных с нарушением закона четности, тоже совершалось немало. Однако получаемые данные были настолько противоречивыми, что свести их в единую картину никому не удавалось.

Наступило время ежегодной Рочестерской конференции. Я все еще отставал от развития событий, а между тем, Ли сделал на конференции доклад о нарушениях закона четности. Они с Янгом пришли к заключению, что такое нарушение имеет место, и теперь Ли рассказывал о разработанной ими теории, которая его объясняла.

На время конференции я остановился в Сиракузах, у моей сестры. Я принес туда с конференции текст доклада Ли и сказал сестре:

— Совершенно не понимаю, о чем толкуют Ли и Янг. Уж больно у них все сложно.

— Да нет, — ответила она, — дело не в том, что ты неспособен это понять, а в том, что ты не сам это придумал. Если бы ты самостоятельно разработал такую теорию, опираясь на исходные данные, все было бы иначе. Ты представь, что снова обратился в студента, поднимись с их докладом в свою комнату, прочти его от точки до точки, проверь уравнения. И сам увидишь, все очень просто.

Я внял ее совету, досконально все проверил и обнаружил — все действительно просто и даже очевидно. Я боялся читать доклад Ли лишь потому, что полагал, будто он для меня слишком сложен.

И тут я вспомнил об одной моей давней работе, в которой мне пришлось иметь дело с несимметричными относительно отражения уравнениями. Теперь, когда в голове у меня прояснилось, я взглянул на уравнения Ли и понял, что решение проблемы намного проще: все частицы рождаются с левой спиральностью. Для электрона и мюона полученные мной на основе этой идеи предсказания совпали с предсказаниями Ли, только некоторые знаки поменялись на противоположные. Мне не пришло тогда в голову, что Ли взял лишь простейший пример мюонной связи и не смог доказать, что все мюоны должны иметь правую спиральность, тогда как из моей теории это следовало автоматически. То есть, я, вообще-то говоря, доказал много больше Ли. Знаки у меня получились иные, и я не сообразил, что, помимо прочего, вывел и правильный характер поляризации.

Я предсказал несколько явлений, экспериментально никем еще не подтвержденных, однако, когда дело дошло до нейтрона с протоном, мне не удалось согласовать мои результаты с тем, что было тогда известно о нейтрон-протонном взаимодействии, у меня получилась какая-то каша.

На следующий день я пришел на заседание конференции, и милейший человек по имени Кен Кейз, которому предстояло сделать доклад, пожертвовал мне пять минут выделенного ему времени, чтобы я мог изложить мою идею. Я сказал, что убежден: все взаимодействия являются левосторонними, а знаки для электрона и мюона должны быть противоположными, но что с нейтроном мне справиться пока не удалось. Некоторое время спустя экспериментаторы обратились ко мне с вопросами относительно моих предсказаний, а затем я уехал на лето в Бразилию.

Возвратившись в Соединенные Штаты, я решил выяснить, что нового стало известно о бета-распаде. Я поехал в Колумбийский университет, где находилась лаборатория профессора У, ее там не застал, однако поговорил с другой женщиной, показавшей мне все данные, все хаотичные числа, которые никак ни с чем не согласовывались. Электроны, которым, согласно моей модели, полагалось рождаться при бета-распаде с левой спиральностью, оказывались в некоторых случаях правоспиральными. В общем, ничто ни с чем не сходилось.

Приехав в Калтех, я поинтересовался у тамошних экспериментаторов, какова ситуация с бета-распадом. Помню, трое из них, Ханс Йенсен, Альдерт Вапстра и Феликс Бем, усадили меня на табурет и принялись сыпать фактами: результатами экспериментов, ставившихся в других городах страны, и своих собственных. Людей этих я знал хорошо, знал, насколько они скрупулезны в работе, и потому к их результатам отнесся с большим вниманием, чем к другим. Полученные ими данные были не такими противоречивыми, как у других экспериментаторов, собственно, они включали в себя и эти другие — и их собственные.

В общем, вывалили они на меня все это, а потом говорят:

— Положение запуталось настолько, что под сомнением оказались вещи, которые годами считались точно установленными, — та же идея, что бета-распад нейтрона описывается произведением скаляра (S) на тензор (T) в лагранжиане. С ней тоже все неясно. Марри говорит, что там может даже идти речь о произведении аксиального (A) и коаксиального (V) токов.

Я соскочил с табурета и завопил:

— Ну тогда я понял ВСЕЕЕЕЕЕЕЕЕЕ!

Они решили, что я дурака валяю. Однако это было не так — тогда, во время Рочестерской конференции, мне никак не удавалось справиться с нейтронно-протонными преобразованиями: у меня сходилось все, кроме них, однако если заменить ST-взаимодействие на VА-взаимодействие, объяснялся и их случай. Я получил непротиворечивую теорию!

В ту ночь я провел с ее помощью кучу расчетов. Первым делом я просчитал скорости распада моюна и нейтрона. Если моя теория была верна, эти скорости должно было связывать определенное соотношение, — и оно оказалось верным с точностью до 9 процентов. А 9 процентов — точность очень хорошая. Бывает, конечно, и лучше, однако и эта весьма недурна.

Затем я занялся проверкой кое-каких других вещей, все сходилось, в том числе и новые данные — она здорово меня взволновала, эта сходимость новых данных. В первый и единственный за всю мою жизнь раз я получил новый закон природы, никому еще не известный. (Разумеется, это не совсем так, впоследствии выяснилось, что, по крайней мере, Марри Гелл-Манн, — а также Сударшан и Маршак, — разработали аналогичную теорию, однако это моей радости не испортило.)

Раньше я занимался тем, что брал чью-нибудь теорию и совершенствовал использованный в ней метод вычислений — или брал уравнение, такое, скажем, как уравнение Шредингера, и объяснял с его помощью некое физическое явление, например, поведение гелия. То есть, уравнение нам известно, явление тоже, но как первое работает применительно ко второму?

Я вспомнил о Дираке, который вывел новое уравнение, описывающее поведение электрона. — вот и у меня было новое уравнение бета-распада, не такое, конечно, важное, как Дираковское, но тоже отнюдь не плохое. Как-никак, я открыл новый закон природы.

Я позвонил в Нью-Йорк — сестре — и поблагодарил ее за то, что она заставила меня прочитать тот доклад Ли и Янга на Рочестерской конференции. Тогда я чувствовал себя человеком отсталым, а теперь оказался в первых рядах, сде
7% amendment
 
The challenge was to figure out the laws of beta decay. Apparently, there were two particles, called “tau” and “theta”. Their masses were, it seems, almost identical, but at the same time one fell into two pions, and the other into three. And not only the masses, they were the same, by a strange coincidence, and the times of their lives. In general, they caused general interest.
 
I attended the conference, where the message was made that no matter what angle and with whatever energy the production of these particles took place in the cyclotron, they are always born in the same proportion - so much tau and so much theta.
 
Well, the simplest of possibilities consisted, naturally, of the fact that it is one and the same particle, which sometimes splits into two pions, and sometimes into three. However, no one wanted to allow it, because there is a law of parity based on the provision that all laws of physics have mirror symmetry, and it says that if a particle breaks into two pions, then it cannot break up into three.
 
At that time I was not quite up to date with all these cases — somewhat behind the course of events. All the conference participants looked very knowledgeable, and I felt that somehow I could not keep up with them. During the conference, I lived in the same room with the experimenter Martin Blok. And one evening he asked me:
 
“Why do you guys cling to this parity law?” Maybe tau and theta are one particle. What, in fact, stuns if the parity law turns out to be wrong?
 
I thought for a minute and answered:
 
- This will mean that the laws of nature are different for the right and left hands, which, based on physical phenomena, can determine which of the hands is right. What is so terrible about this, I do not know, probably something bad may flow from here, but I don’t know what it is. You would ask this question to real specialists tomorrow.
 
And he said:
 
- Yes, they will not listen to me. That's why I'm asking you.
 
The next day, when we were discussing the tau-theta puzzle at the conference, Oppenheimer said:
 
- We need new ideas, a broader approach to this problem.
 
I got up and said:
 
- I would like to ask a question on behalf of Martin Blok: what happens if the parity law turns out to be wrong?
 
Murray Gell-Mann teased me, saying that I did not have the courage to ask this question on my own behalf. However, the reason was not at all in this. To me and Martin's idea itself seemed very significant.
 
Lee - the one that Lee and Young - gave the answer, but very difficult, I, as usual, did not really understand anything. At the end of that meeting, Blok asked me what Lee said, and I replied that I don’t really know, but as far as I understood, the question remains open - the possibility of a violation of the law of parity exists. Not very reliable, I thought, but still an opportunity.
 
Norm Ramsay asked: I think if he should not try to experimentally prove a violation of the law of parity, I replied:
 
- I will tell you this: I am ready to put fifty against one, that you will not find anything.
 
He said:
 
- I like this bet.
 
However, the experiment is still not set.
 
Anyway, Wu received experimental evidence of a violation of the law of parity and this opened up a lot of new possibilities for the theory of beta decay. Not to mention the many experiments that began after this discovery. Someone has shown that electrons fly out of the nucleus twisted to the left, someone - that many experiments were put to the right in general, and many discoveries related to the violation of the law of parity, were also made a lot. However, the data obtained were so contradictory that no one could bring them together into a single picture.
 
The time has come for the annual Rochester Conference. I still lagged behind the development of events, and meanwhile, Li delivered a report on violations of the law of parity at the conference. She and Young came to the conclusion that such a violation occurred, and now Lee was talking about the theory they had developed, which explained him.
 
At the time of the conference, I stayed in Syracuse, with my sister. I brought the text of the report to Lee from the conference and told my sister:
 
“I don’t understand at all what Lee and Young are talking about.” It hurts them all difficult.
 
“No, no,” she replied, “it’s not that you are unable to understand this, but that you didn’t come up with it yourself.” If you independently developed such a theory, based on the initial data, everything would be different. Imagine that you turned back to the student, rise with their report to your room, read it from point to point, check the equations. And you will see, everything is very simple.
 
I listened to her advice, thoroughly checked everything and found out - everything is really simple and even obvious. I was afraid to read the report to Lee only because I thought it was too complicated for me.
 
And then I remembered one of my long-time work, in which I had to deal with equations that are asymmetric with respect to reflection. Now when in r
У записи 5 лайков,
1 репостов,
358 просмотров.
Эту запись оставил(а) на своей стене Илья Клабуков

Понравилось следующим людям