Кирпичики в кирпичиках

Поставив перед собой задачу — навести порядок среди становящейся все более обширной коллекции частиц (даже заведя с этой целью шкафы), мы выделили среди других четыре признака: спин, массу, заряд и странность. Спин определяет, в какой из шкафов — барионный или мезонный следует помещать частицу (лептоны мы рассматривать не будем), а остальные величины указывают номер соответствующей полки и место на ней.

Все чинно и аккуратно, порядок наведен, систематика есть! Но какой от нее прок? Имеет ли она хоть какой-либо физический смысл? Правильно ли выбраны признаки, по которым произведена классификация? Представьте себе, что мы занимались бы не классификацией частиц, а систематикой в биологии и взяли бы за основу, скажем, вес животного. Могло бы оказаться, что ближайшими родственниками человека, к примеру, являются крокодил и свинья. Дело, конечно, не в том, насколько это лестно для нас, людей,— такая систематика просто не способствует углублению понимания животного мира. Итак, хороша ли наша классификация элементарных частиц?

Прежде всего отметим, что все выбранные нами признаки — это величины, не меняющиеся при сильных взаимодействиях. При любых превращениях, вызванных этими взаимодействиями, электрический заряд исходных «продуктов» и тех, которые образуются в конечном состоянии, одинаков. То же можно сказать о странности и о спине. (Анализ положения с массой сложнее, и мы здесь этого касаться не будем.)

Может сложиться такое впечатление, что есть какой-то набор материальных носителей заряда, странности и спина, какие-то субчастицы, которые, склеиваясь в определенных комбинациях, формируют барионы и мезоны, причем во всех превращениях сами эти субчастицы не исчезают и не возникают, а только переходят из одних комбинаций в другие. Если поверить в это, то сохранение заряда или странности выглядит не более удивительным, чем сохранение числа деталей в детском конструкторе, независимо от того, сделан ли из этих деталей паровоз или мельница.

Элементарные частицы уже давно поэтически называют кирпичиками материи. Но если существуют субчастицы, то, стало быть, эти кирпичики состоят из других кирпичиков, «еще более элементарных»? Эта идея столь соблазнительна, что нельзя отказать себе в удовольствии поговорить о ней подробнее.