138
Глава 4.
этому еще прибавилась «принципиальная» безразмерность и бес-структурность элементарных частиц вещества.
Стремление хоть как-то разобраться в устройстве элементарных частиц вещества вызвало появление моделей этих частиц, среди которых наибольшее признание получила кварковая модель.
В соответствии с кварковой моделью, разработанной в 1964 г. американским физиком Гелл-Маном и австрийским физиком Цвейгом, все элементарные частицы состоят из кварков - истинно элементарных частиц, элементарнее которых уже ничего нет.
Сначала, по мысли авторов модели кварков было всего три: р, n и А. Этим кваркам были приписаны основные свойства: у всех них спин равен 1/2, но далее кварки имеют различные дробные значения электрического заряда Q, странности s, барионного заряда В и гиперзаряда у, не встречающихся ни у одной из реально наблюдаемых элементарных частиц вещества. Любые частицы, по мысли авторов кварковой модели, состоят из наборов кварков, например, протон р состоит из двух ^-кварков и одного n-кварка; р = (ppn); нейтрон n - из двух n-кварков и одного ^-кварка: n = (pnn) и т. д.
Однако вскоре выяснилось, что перечисленных кварков недостаточно, и появились соответствующие антикварки - р~, n~, А ~. Вскоре и этого оказалось недостаточно, поэтому каждому кварку дополнительно стали приписывать «цвета» - каждому кварку по три «цвета»: а = 1, 2, 3, т. е. каждый тип кварка должен быть представлен тремя разновидностями. Затем у кварков появились «запахи». При этом не исключается появление и других разновидностей кварков, так что общее число кварков, этих «истинно элементарных частиц» становится соизмеримым с числом элементарных частиц вещества. А, кроме того, становится непонятным, что можно отнести к элементарным частицам, а что нельзя. Например, резонансы, т. е. особо короткоживущие частицы - это элементарные частицы или какие-то переходные процессы? К этому надо добавить, что кварковая теория никак не объясняет, почему кварки вообще существуют на свете и обладают необыч
К положению в некоторых областях современной физики
139
ными свойствами, не наблюдаемыми ни у каких других частиц микромира.
По кварковой модели масса каждой элементарной частицы вещества определяется через ее энергию, а энергия частиц складывается из энергий масс кварков и энергий связей:
шзчс2 = с2 £ ткв - £ Есв,
Здесь слева энергия массы элементарной частицы вещества, а справа - энергия масс, составляющих частицу кварков, и энергия связи кварков между собой. Масса каждого кварка в 5 раз и более больше массы протона; составленный из трех кварков протон обладает не пятнадцатью массами, а только одной, потому что остальные четырнадцать масс приходятся на энергию связей, а она отрицательна. Энергия же масс кварков положительна. Вот они и вычитаются друг из друга. Сами же кварки склеены частицами -глюонами.
Кварковая модель элементарных частиц микромира заставляет вновь вернуться к вопросу о философии энергетизма. Как известно, энергетизм - это философское направление, утверждающее, что в мире существует только энергия, а материя есть сконцентрированная энергия. Выражая массу через энергию и утверждая тем самым эквивалент массы и энергии, современная теория становится на путь энергетизма. Однако, если до кварковой модели дефекты энергетизма, как философского направления, были не очень заметны, во всяком случае, дефект масс в ядерных реакциях, рассчитанный на энергетической основе, не слишком кому мешал, то в кварковой модели этот вопрос обострился. Здесь энергетическая постановка задачи привела к тому, что целое -элементарная частица вещества - оказывается по массе меньше, чем массы составляющих ее частей - кварков. Спрашивается, куда она исчезла в результате объединения кварков в частицы? И что такое отрицательная энергия связей, которую вычитают из массы частей? Каким образом «глюонный клей», обеспечивающий соединение массы кварков в массу элементарной частицы
