Четверт века призрачного существования

Около тридцати лет назад на страницах научных журналов появилось слово «нейтрино». В буквальном переводе на русский оно означает что-то вроде — «нейтральненькая». Так назвали новую частицу, которой суждено было стать самой, пожалуй, замечательной и популярной в семействе элементарных частиц.

Необычайным путем вошла она в науку; удивительными оказались ее свойства, и, наконец, необычайна ее роль в природе.

Эту частицу пришлось «изобрести», чтобы не рухнул весь фундамент, на котором покоится физика, чтобы спасти законы сохранения. Прямое экспериментальное доказательство ее существования появилось лишь в 1956 году. Четверть века нейтрино вело призрачное существование на страницах научных книг и статей. Хотя никто тогда не «видел» этой частицы, ей отводилось важное место во взаимных превращениях многих частиц. И прежде всего (хотя бы в смысле хронологическом) нейтрона.

Мы уже много говорили о β-распаде нейтрона. Образующиеся при этом распаде протон и электрон без особого труда обнаруживаются приборами. Но вот что странно: если измерить энергию нейтрона до распада и сравнить ее с той энергией, которую получают протон и электрон, образовавшиеся из этого нейтрона, то обнаруживается неувязка. Часть энергии, казалось, куда-то исчезает! Точно так же обнаруживается парадоксальное несохранение импульса и момента количества движения.

Законы сохранения — это самые фундаментальные принципы, которые удалось установить физикам на основе бесчисленных опытов и их истолкования. Конкретные методы описания движения могут меняться. Так на смену ньютоновскому описанию пришло квантовомеханическое, но законы сохранения всегда оставались незыблемыми. Более того, они сами были тем маяком, который помогал ученым двигаться в области неизведанного.

И вот явление β-распада, по видимости, прямо показало их несостоятельность. В физике возникло то, что можно назвать «чрезвычайным положением».

В то время мнения ученых разделились. Часть из них пыталась примириться с мыслью о нарушении законов сохранения. Они ссылались на то, что эти законы установлены для мира «больших вещей», для макромира, а не для элементарных частиц, и могут выполняться лишь «в среднем». Такой подход, помимо того, что он не снимал всех проблем, не мог импонировать большинству физиков еще и потому, что в нем не было положительной программы дальнейшего движения.

Гораздо привлекательнее выглядела гипотеза швейцарского теоретика Вольфганга Паули. Что, если вместе с протоном и электроном при распаде нейтрона рождается еще одна частица,— спросил себя Паули,— которая уносит с собой недостающую энергию, импульс, момент количества движения? Мы не наблюдаем этой частицы, но это легко объяснить. Стоит только представить себе, что она не имеет электрического заряда и ее масса покоя очень мала или вообще равна нулю. Тогда она не сможет отрывать электроны у атомов, расщеплять ядра и вообще производить все те «разрушения», по которым мы всегда судим о присутствии частиц.

1 2 3