"Обмен веществ" в ядре

Помните — в самом начале главы, когда речь шла о составе ядер, нам пришлось задуматься над тем, каким образом устойчивые ядра могут включать в себя нестабильные нейтроны. Теперь мы подошли, наконец, к ответу. Из-за обмена заряженными π-мезонами нейтрон настолько быстро превращается в протон, что распад его просто не успевает произойти. Наглядности ради это можно, пожалуй, сравнить с тем, как человек держит горячую картофелину. Она обжигает пальцы, и ее приходится все время перебрасывать из руки в руку. Вот так «перебрасываются» заряженными π-мезонами внутриядерные частицы, и это, в итоге, обеспечивает стабильность всей системы. Но заметьте — это динамическая стабильность. За ней скрываются те сложные внутренние движения, которых мы сейчас коснулись. Наконец, остановимся еще на одной стороне дела. Вы уже, вероятно, отметили, что в ядре, которое сначала казалось нам каким-то окаменелым сгустком, скованным обручами могучих сил, и где, как выяснилось потом, на самом деле интенсивно протекают распады, взаимные превращения частиц,— в этом ядре царит удивительный порядок. Общее число нуклонов, т. е. протонов и нейтронов, не меняется, покуда ядро сохраняет свою индивидуальность. Но и при взаимных превращениях ядер нуклоны не возникают и не уничтожаются, хотя заранее ниоткуда не следует невозможность, скажем, распада протона на позитрон и π0-мезон.

Здесь мы впервые встречаемся с частным проявлением очень важного закона природы: протоны, нейтроны и все частицы тяжелее их (объединенные общим названием барионы) по одиночке не возникают, не уничтожаются и не превращаются в мезоны или более легкие частицы. Рождаться и уничтожаться могут только пары барион — антибарион. Об этом же можно сказать короче: разность числа барионов и ан-тибарионов в любой системе остается неизменной.