Предсказанная встреча

В этой таблице все уже довольно хорошо нам знакомо. Звездочки показывают, что мы имеем дело с резонансами, являющимися возбужденными состояниями частиц с соответствующими символами; стоящие около этой звездочки крестики или черточки определяют электрический заряд. Однако есть в таблице и нечто новое: символ Q". Раньше мы с ним не встречались. Что это такое? Не только мы не встречались раньше с такой частицей. Немногим более четырех лет назад о ней невозможно было узнать из самых полных обзоров. Лишь энтузиасты-теоретики, твердо уверовавшие в новую систематику, говорили: должна быть такая частица, ее нужно искать. Они даже подробно описывали эту частицу: у нее должен быть заряд —1, странность —3, барионное число +1) спин, равный 3/2. Более того, даже масса была предсказана теоретически. Как? Очень просто (задним числом все всегда очень просто).

Если, заглянув в таблицу резонансов, выписать оттуда массы, то нетрудно заметить, что у нас в таблице эти массы оказываются тем больше, чем ниже ряд. В то же время переход к каждому следующему ряду снизу сопровождается добавлением одного λ-кварка. В верхнем ряду λ нет, в следующем — одно λ ниже — два и, наконец, Ω- состоит из трех λ-кварков. Сопоставив рост массы с ростом числа кварков, нетрудно сделать напрашивающийся вывод, что р- и n-кварки (им мы припишем одинаковые массы) легче, чем /С-кварк. Можно даже прикинуть, насколько. Достаточно сравнить массы резонансов в соседних рядах. Разница получается примерно в 0,16 массы нуклона (или в принятых теперь энергетических единицах 146 Мэв). Таким образом, Ω- должна иметь массу на 146 Мэв большую, чем Ξ*. Смотрим опять в таблицу. Масса Ξ* равна 1530 Мэв. Следовательно, Ω- должна иметь массу 1676 Мэв. Так предсказывали теоретики.

И вот 31 января 1964 года такая частица была экспериментально найдена! В Брукхейвенской лаборатории в США проводилось исследование столкновений К--частиц с протонами, Ω--частица была обнаружена в реакции:

0396.gif

Спустя примерно 10-8 секунд после своего рождения Ω- распадается по схеме: Ω-→Ξ0 + π-. Относительно большое время жизни связано с тем, что распад по «сильным каналам», т. е. обусловленный сильными взаимодействиями, запрещен сохранением странности; изменение же странности, как мы говорили, возможно лишь при распадах за счет слабого взаимодействия.

Открытие Ω--частицы, поразительная точность, с которой подтвердились предсказания теории, не могли, конечно, не произвести сильнейшего впечатления. Если до этого систематика нередко рассматривалась как красивая, остроумная, но далекая от убедительности игра фантазии, то с обнаружением Ω- настроения физиков резко изменились. В воздухе явственно запахло большими событиями.