Антивещество
До этих опытов физики считали, что законы природы не изменятся, если
все заряды заменить на противоположные. Это свойство законов природы называется
зарядовой симметрией. Теперь, для того чтобы включить в рассмотрение и
явление радиоактивного распада, этот закон пришлось уточнить. Природа обладает
не зарядовой, а зарядово-зеркальной симметрией. Никакие законы природы
не изменятся, если все заряды в мире изменить на обратные и одновременно
произвести зеркальное отражение. В таком зарядово-зеркальном мире протоны
будут иметь отрицательный заряд, а электроны - положительный в противоположность
зарядам в нашем мире.
Законы физики допускают, наряду с частицами, существование античастиц.
И такие античастицы действительно были обнаружены. Антиэлектрон, т. е.
позитрон, был обнаружен еще в 1932 г. американским физиком Карлом Андерсоном.
Позднее были обнаружены антипротон и антинейтрон. Поскольку ядро любого
химического элемента состоит из протонов и нейтронов, то из антипротонов
и антинейтронов можно составить антиядра. Если к такому ядру, заряженному
отрицательно, добавить позитроны, то получится антиатом, а из антиатомов
можно построить антивещество. Поскольку силы между античастицами по закону
зарядовой симметрии равны силам между частицами, то антивещество будет
обладать теми же химическими и физическими свойствами, что и вещество.
Если встречный космонавт протянет вам левую руку, будьте осторожны,
- возможно, он состоит из антивещества!
Приготовить антивещество в земных условиях очень трудно прежде всего
потому, что частица, соединяясь с античастицей, уничтожается с выделением
энергии в форме у-квантов или других частиц. Удержать антивещество в коробке
из вещества невозможно. Его можно было бы подвешивать в электромагнитном
поле так, чтобы оно нигде не соприкасалось с веществом. Если бы нам удалось
добыть антивещество искусственно, мы получили бы источник энергии в тысячу
раз более сильный, чем термоядерная энергия, и в миллиард раз более сильный,
чем энергия химических превращений.
Существуют ли в нашей Вселенной антимиры, т. е. области антивещества?
Этот вопрос пока остается без ответа.
Из сказанного ясно, что антимир отличается от нашего мира не только
знаком зарядов. В таком мире изменится и понятие правого и левого: антимир
- зеркальное отражение нашего мира. Люди этого мира, если бы они проходили
ту же историческую эволюцию, что и мы, имели бы сердце с правой стороны.
Более сильной рукой у них была бы левая. Замечательный американский физик
Ричард Фейнман в своих лекциях шутя говорил: "Если в космическом пространстве
вы встретите корабль, идущий из далекого мира и космонавт протянет вам
левую руку, берегитесь, - возможно, он состоит из антивещества!"
Физики, как уже говорилось, пришли к заключению, что пространство зеркально
симметрично, так как законы природы не изменяются при зарядово-зеркальном
отражении. А наблюдающееся при радиоактивном распаде нарушение зеркальной
симметрии связано с тем, что вылетающая при этом частица (нейтрино или
антинейтрино) не имеет зеркальной симметрии. Существование в нашем мире
таких несимметричных частиц нисколько не противоречит симметрии пространства,
так же как не противоречит этому тот факт, что у людей сердце с левой стороны.
Однако в последние годы были проделаны опыты по сравнению распада К0-мезона
и антиК0-мезона. Было установлено, что антиК0-мезон
распадается не так, как должна была бы распадаться частица, зеркально подобная
К0-мезону. Это означает, что закон зарядово-зеркальной симметрии
соблюдается не строго. Нарушение этого закона очень слабое и пока обнаружено
только при распаде К0-мезона. Но даже этот один пример подрывает
наше убеждение в зеркальной симметрии пространства.
Лев Давидович Ландау (1908-1968)
Советский физик, академик, лауреат Государственной (1946), Ленинской (1962)
и Нобелевской (1962) премий. Работы Ландау посвящены теории твердого тела,
физике низких температур, ядерной физике, космическим лучам. В 1940-1941 гг.
разработал теорию явления сверхтекучести гелия. Ряд его работ посвящен сверхпроводимости.
Ландау предложил теорию комбинированной инверсии и теорию двухкомпонентного
нейтрино.
|