Попытки создания не традиционных физических теорий
103
соответствии с эмпирическими данными о ядре. Она не выведена из «начальных принципов».
Существуют еще некоторые модели атомных ядер — сверхтекучая модель, в соответствии с которой ядро рассматривается состоящим из сверхтекучей ядерной жидкости (Н.Н.Боголюбов, 1958), вибрационная модель, учитывающая коллективные возбуждения сферических ядер путем рассмотрения поверхностных и квадрупольных колебаний жидкой капли, кластерная модель и др. Все ядерные модели играют роль более или менее вероятных рабочих гипотез. «Последовательное же объяснение наиболее важных свойств ядер на прочной основе физических принципов, - отмечает И.С.Шапиро [1], - и данных о взаимодействии нуклонов остается пока одной из нерешенных фундаментальных проблем современной физики».
Хотелось бы обратить внимание на некоторые особенности разработки рассмотренных выше ядерных моделей и исследований процессов в атомном ядре.
Ядерная теория и ядерные модели возникли и уточняются по мере накопления эмпирических данных о ядрах и ядерных реакциях. Поскольку эти данные непрерывно пополняются, то и модели, и теории соответственно надстраиваются. Эти надстройки становятся все сложнее, теории все запутаннее. Привлекаются все более абстрактные представления, не имеющие к реальности никакого отношения, и куда все это придет, и что все это даст - никто не имеет представления.
Не ставя перед собой задачи понять внутреннюю структуру нуклонов, физическую природу сильного взаимодействия, выбросив из рассмотрения среду, окружающую нуклоны, и строительный материал самих нуклонов, метафизически исповедуя всевозможные «принципы» и «правила», выведенные из планетарной модели электронных оболочек атома, но, беспредельно распространяя их на совершенно иные условия
- условия атомного ядра, атомная физика в познании ядра обрекла себя на тупик. К этому еще прибавилась «принципиальная» безразмерность и бесструкгурность 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,
104
Глава 4.
все элементарные частицы состоят из кварков - истино элементарных частиц, элементарнее которых уже ничего нет.
Сначала, но мысли авторов модели кварков было всего три: р, п и X. 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 /жварков и одного /7-кварка; р = {ррп)\ нейтрон п - из двух /7-кварков и одного;>кварка: п = (рпп) и т. д.
Однако вскоре выяснилось, что перечисленных кварков недостаточно, и появились соответствующие антикварки - р"9 X 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 необычными 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:
^ £ niKn — X £св,
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 прогона, составленный из трех кварков протон обладает не пятнадцатью массами, а только одной, потому что остальные
