Рождение физики элементарных частиц. Частица-волна, волновые свойства электрона, страница 15

Ранее считалось, что различие между левым и правым условно, поэтому предполагалось условным и различие между миром и антимиром. Выдвинутое Л. Д. Ландау объяснение, так называемая гипотеза о комбинированной инверсии, сводится к утверждению, что все законы природы останутся неизменными, если при переходе от левого к правому, или к зеркальному изображению, перейти одновременно от частиц к античастицам. Эта гипотеза подтверждалась в экспериментах, но в 1964 г. появились экспериментальные указания на несохранение и этого закона. Так, если бы комбинированная симметрия сохранялась, то распад

K⁰®p^- + e⁺ + n_e

должен был бы идти с той же вероятностью, что и

K⁰®p⁺ + e^- + n_e^-

Однако это утверждение не подтвердилось.

Принципиальное значение для изучения слабого взаимодействия имеет вопрос о том, существует ли оно между другими частицами, например между нуклонами.

Группе советских ученых удалось экспериментально доказать, что несохранение пространственной четности в очень малой степени свойственно и взаимодействию протона с нейтроном, считавшемуся ранее целиком сильным. Таким образом, было показано, что в сильных взаимодействиях есть как бы примесь слабых.

Согласно теории, эта примесь не должна превосходить десятимиллионных долей от сильных взаимодействий. Задача, следовательно, состояла в том, чтобы найти процессы, в которых влияние примеси слабого взаимодействия наиболее значительно, и создать методы измерения столь малых эффектов.

Ученые Института теоретической и экспериментальной физики в Москве в качестве объекта исследования избрали излучение g -квантов ядрами изотопа кадмия после захвата ими нейтронов, имеющих одинаковую ориентацию магнитного момента, так называемых поляризованных нейтронов. Если в процессе, происходящем в ядре после захвата такого нейтрона, участвует слабое взаимодействие, несохраняющее пространственную четность, то направления вылета g -квантов из ядра будут неравноправными, g -излучение не будет полностью симметричным. Эксперимент показал, что степень асимметрии равна 0,1%. Троекратное повторение опыта на различных установках позволило с достоверностью сделать вывод о присутствии такой доли слабого взаимодействия в ядерных силах.

Второй опыт, подтвердивший этот вывод, был осуществлен в Ленинградском институте ядерной физики им. Б. П. Константинова. Несохранение пространственной четности в этом опыте измерялось подсчетом относительного числа рождающихся при распаде радиоактивных ядер g-квантов с двумя противоположными направлениями поляризации (направлениями вращения векторов напряженности электромагнитной волны). Детектор установки должен был в этом опыте зарегистрировать разницу в несколько стомиллионных долей. Осуществить такой опыт удалось с помощью принципиально новых измерительных систем. Физики, проводившие эти исследования: Н. Г. Абов, П. А. Крупчицкий (ИТЭФ, Москва) и В. М. Лобашов, В. А. Назаренко (ЛИЯФ, Ленинград) за обнаружение и исследование фундаментального явления — несохранения пространственной четности в ядерных переходах— в 1974 г. были удостоены Ленинской премии.

К числу загадочных свойств слабого взаимодействия относится и отсутствие различий во взаимодействиях электрона и мюона, о котором уже говорилось выше. Зачем природе понадобилось иметь две разновидности одной и той же частицы, пока неизвестно. Существует ли аномальное взаимодействие мюона, отличающее его от электрона?