Заповедник фантастов

Есть немало научно-фантастических книг, авторы которых наделяют своих героев умением «выключать» различные силы. В таких книгах фигурируют «гравитационные экраны», через которые не чувствуется тяготение, лучи, разрывающие химические связи, аппараты, уничтожающие трение, и т. д.

Но, пожалуй, никто еще не попытался представить себе, каким был бы мир без слабых взаимодействий.

А здесь есть где разыграться фантазии.

Слабые взаимодействия недаром называются еще и «распадными». Распад почти всех неустойчивых частиц (мы о нем уже упоминали, когда обсуждали взаимные превращения частиц друг в друга) связан именно с ними.

Значит, если бы по мановению какой-то волшебной палочки эти взаимодействия могли исчезнуть, сразу прекратились бы очень многие из известных нам типов превращений частиц. И нейтроны, и многие мезоны, и гипероны сделались бы устойчивыми и могли бы существовать как угодно долго.

К каким бы только чудесам это ни привело! Вот, например, периодическая система элементов. В ней сегодня более ста клеточек — сто с лишним химических элемента зарегистрировано учеными.

0315.gif

А почему не больше? Существуют ли элементы с номерами 200, 1000 и т. д.?

Таких элементов нет, и более того, мы уверены, что они никогда не появятся в клетках менделеевской таблицы.

Причина этого, надо полагать, понятна всякому, кто внимательно читал предыдущую главу этой книги.

Ведь номер элемента совпадает с количеством протонов в его ядре. Чем больше это количество, тем больше стремящиеся разорвать ядро кулоновские силы. Компенсировать их способна только очень значительная нейтронная прослойка, ничего не прибавляющая к силам отталкивания, но цементирующая ядро силами мезонного притяжения.

Казалось бы, разбавив протоны достаточным количеством нейтронов, можно побороть кулоновскую неустойчивость в любом из ядер. Но здесь приходится вспомнить о нестабильности нейтронов... Как только их становится слишком много, появляется вероятность β-распада, которая становится тем больше, чем значительнее относительная доля нейтронов в ядре.

Итак, сверхтяжелые ядра не могут быть устойчивыми. Это хорошо известное обстоятельство приводит, в частности, к тому, что самые тяжелые элементы приходится, собственно, не открывать, а изготовлять. В готовом виде ни в недрах земли, ни в атмосфере, ни в глубинах океана таких элементов не найдешь. Для этого они слишком недолговечны. Ученым приходится применять обстрел быстрыми частицами, следить за цепью сложных ядерных превращений, прежде чем чувствительнейшие приборы успеют в какое-то короткое мгновение зарегистрировать новый элемент, образующийся в невообразимо малых количествах, порой исчисляемых отдельными атомами.

Ну, а если бы распада нейтронов не было, если бы эти частицы, повинуясь нашей волшебной палочке, стали устойчивыми? Ведь тогда ничто не мешало бы наращивать их число. Менделеевская таблица значительно пополнилась бы. Правда, не до бесконечности, как кажется на первый взгляд. Вспомним о насыщении ядерных сил. Ядра-гиганты были бы очень непрочными и легко рассыпались бы на части. Но в какой-то степени можно «защищаться» от деления, приняв специальные меры против появления толчков и встрясок. Возможно, читателю после всего сказанного представится такая картина: на двери лаборатории надпись: «Внимание, слабые взаимодействия выключены». На лабораторном столе под непрозрачным колпаком (чтобы исключить «встряску» светом) аморфное тело величиной с яблоко, плавающее в жидком гелии (ведь температуру тоже нужно сделать как можно ниже, чтобы предельно ослабить тепловые толчки). Впрочем, о плавании говорить не приходится: тело невообразимо тяжело, оно весит почти миллион тонн — и не разваливается на части под действием собственного веса, по-видимому, исключительно из гуманных соображений. Ведь стоит появиться в «яблочке» трещине в миллиардную долю миллиметра толщиной, как ядерные (короткодействующие!) связи окажутся разорванными, и чудовищные силы электростатического отталкивания разбросают осколки с бешеной скоростью.

1 2 3 4