Истинно прелестное очарование физики элементарных частиц

Давайте сегодня погрузимся в микромир. Точнее в аттомир. 10 в -18 степени. О таких масштабах идет речь. В триллионы раз меньше объектов, которые мы видим вокруг себя. И не пугайтесь сложной физики в этом тексте. Он не о физике, а, скорее, о чувстве юмора ученых.

Атом, конечно, переводится как «неделимый», но у физиков с их ускорителями, коллайдерами и прочими синхрофазотронами другое мнение. На пьедестале самой маленькой частицы атом пробыл до начала 20 века, когда оказалось, что и у него есть ядро и электроны.

Несколько десятилетий «неделимый» делился дальше. Ядро, как оказалось, состоит из протонов и нейтронов — адронов. Но и они состоят из кварков. И пока, чтобы их разделить, не нашлось не то что ускорителя частиц достаточного размера и мощности, но и даже подходящей теории, предсказывающей, что они из чего-то состоят (есть гипотеза, что из преонов, но пока нет подтверждений).

Как ядро атома занимает невообразимо малый объем всего атома, так и кварки, их три в частице, занимают невообразимую малую долю протона или нейтрона. Это так-то вообще точечные объекты, судя по всему, то есть размера у них и нет вовсе. Ну или «размер» меньше тех масштабов, на которых по квантовым законам вообще возможно говорить о четкой локализации чего-либо, даже границ объекта.

И если ядро в центре атома, то кварки внутри вовсе не в центре. Ну, то есть как. Не только о размерах нельзя говорить, но и положении в пространстве. Давайте договоримся: дальше все названия и термины будут отсылать нас к макромиру и его логике и понятиям. Но на самом деле все даже более запутанно, чем в объяснении квантовых эффектов в «Человеке-муравье» или во «Мстителях».

Само «quark» — это слово, придуманное знаменитым ирландским писателем Джойсом для рифмы к имени Марк и заимствованное физиком Гелл-Манном для своего, сделанного математически, открытия.

Два кварка в адроне находятся вверху, а один — внизу, хотя понятий «низ» и «верх» там нет. Можно сказать, что находятся кварки вместе одновременно повсюду, потому что отдельных кварков в природе в принципе не существует — минимум пары. А вот пары существуют. Звучит парадоксально, но так устроен мир. Микромир.

Всего их шесть, и они отличаются. Поскольку никаких аналогий их свойств со свойствами объектов макромира нет, то ученые и не заморачивались с названиями. Поэтому у кварков есть «цветовой» заряд, хотя длина самой маленькой электромагнитной волны, отвечающей за свет, в миллионы раз больше, чем верхняя граница гипотетического размера кварков.

У них есть поколения, хотя все они одинакового возраста.

У них есть и ароматы, хотя пространственная структура молекул, отвечающих за запахи, в десятки и сотни миллионов раз крупнее кварков. И как раз это — основное свойство частиц, по которым их и делят.

Называются типы кварков ароматами. Гелл-Манн однажды перекусывал с коллегой в «Баскин Роббинсе» и впечатлился рекламой 31 аромата мороженого и именно поэтому дал такое название. Хорошо, что коварный Мюррей (так звали физика) не стал путать людей дальше. Слава квантовым богам, у нас нет брусничного кварка или цитрусового.

«Запахи» у кварков такие: нижний, верхний, странный, очарованный, прелестный и истинный.

А на английском они не запахи, а вкусы или flavours — Up, Down, Charm, Strange, Top, и Bottom (Beauty).

Интересно, а в той самой сети забегаловок задумывались, чтобы выпустить тематическую серию мороженого? Нам в редакцию Black Science отгрузите, пожалуйста, 2 десятка истинных шариков и по десятку очарованных и прелестных. Ну еще пяток странных.