Чтение онлайн

Внешне этапы земной работы выглядят немного прозаично. Отснята кассета с пленкой на пузырьковой камере. Приходит лаборант, снимает кассету, вставляет новую и уносит отснятую пленку в фотолабораторию. Там ее проявляют — бережно, тщательно, в условиях, которым позавидовал бы любой фотограф. Пленка не должна иметь ни одной царапины, на ней не должно быть заметной усадки! Картина события должна быть запечатлена во всей своей первозданности.

Но завидовать все же не стоит. Съемка велась вслепую, и до поры до времени никто не знает, что получилось на пленке. Камера может работать месяцами, а на пленке не окажется ни одного нового, интересного события.

После обработки в фотолаборатории пленка попадает в просмотровый зал. Просмотр таких пленок и поныне сопряжен с адским трудом. Приходится долгие часы сидеть, склонившись над микроскопом. Постоянные опасения, чтобы не сбить пленку, — тогда кадр приходится просматривать опять сначала. Но все же сегодня в просмотровом зале можно услышать и шутку, и веселый смех. Узенький зрачок микроскопа уступает место большому проекционному экрану. Работать становится много легче.

Но работа от этого не стала короче. Иногда приходится просмотреть десятки километров пленки, сотни тысяч кадров, чтобы натолкнуться на действительно интересное событие.

Мелькают надоевшие тонкие спиральки «заячьих» следов электронов, выбитых из атомов энергичными частицами и гамма-фотонами. Бегут прямые цепочки «волчьих» следов тяжелых частиц, пересекающих в разных направлениях поле зрения, — действительно, как следы волков на бескрайнем снежном поле. На экран вдруг вплывает звезда: волк натолкнулся на мирно обедающее семейство миролюбивых зверей и вспугнул его. Из похожей на кляксу звезды веером в разные стороны летят брызги протонов и мезонов из разрушенного при мощном столкновении ядра.

Попадаются иногда и резко обрывающиеся, и сломанные следы.

Стоп! Теперь начинается самый тщательный просмотр.

Измеряется шаг зверя — плотность зерен в следе до и после излома или перерыва. По масштабу на экране отсчитывают, сколько капелек или пузырьков укладывается, скажем, на сантиметре следа. Отсюда узнают, как энергично драл зверь шкуры на своем пути, а из этого — какова была энергия его движения.

Очень аккуратно измеряется угол излома следа, углы между зубьями вилок. По ним можно судить, насколько изменился импульс частицы, какие импульсы имеют новые частицы.

Затем внимательнейшим образом исследуются ближайшие окрестности излома. Не появятся ли там новые следы — одиночные ли, парные ли в виде вилок, тройные? Окрестности места излома или перерыва следа часто имеют решающее значение!

Наметанный глаз наблюдателя — позади уже не одна сотня пленок! — сразу обратит внимание на необычное событие. Но в чем его необычность — укажет лишь точный расчет. Новое событие, а иногда, к великой радости, и новая частица — они откроются только на кончике пера после хитроумной расшифровки следов.

А вот и ученый показывает нам обещанную фотографию. На ней действительно множество всякого зверья оставило свои следы. На какие обратить внимание? Что интересного на снимке?

Сделаем первый отсев: отбросим все пунктирные следы, принадлежащие электронам. В большинстве опытов подобного рода они не представляют интереса.

Следы, не имеющие на снимке ни обрывов, ни изломов, также не задерживают внимания. Звери, оставившие эти следы, пронеслись через камеру, не испытав в ней никаких столкновений с ядрами, никаких распадов. Это второй отсев.

Теперь осталось не так уж много следов, достойных внимания. В первую очередь, конечно, след, идущий почти параллельно правому обрезу снимка. След толстый, почти сплошной — значит, его оставила довольно тяжелая частица.

Протон? Нет: наверху след ломается и превращается сразу в три. Может быть, протон влетел в ядро и, разрушив его, образовал звезду? Нет, звезда выглядит иначе. И, кроме того, камера была наполнена водородом, а он звезд не дает: в ядре водорода один лишь протон.

Значит, собственный распад частицы. Но это не протон: он не распадается в свободном полете на другие частицы.

Следующее слово говорит промер жирности следа. Связав его со скоростью частицы (она раньше прошла через магнит, так что импульс ее известен), физики заключают, что она легче протона.

Круг суживается. Остается пи-плюс-мезон. Но это и не он. Накопленный за несколько лет опыт говорит о том, что на три частицы пи-мезон почти никогда не распадается.

Кстати, это можно видеть на том же снимке. Пи-мезону принадлежит косой след, идущий через весь снимок вниз из его правого угла.

Видите? След сломался, рыскнул в сторону, а от него уже вниз побежал пунктир. Так заряженный пи-мезон распадается почти всегда. Первый излом: пи-мезон распался на мю-мезон. А тот, прожив ничтожную долю секунды, сам на лету распался на электрон.

Итак, справа у нас распался не пи-мезон. Тогда что же? Выходит, совершенно новая, дотоле не известная частица? Да, это так.

Но справедливости ради, замечает ученый, надо сказать, что к тому времени, когда был сделан этот снимок, новую частицу уже знали. Ее открыли Батлер и Рочестер. Это — положительный ка-мезон, примерно в три с половиной раза тяжелее пи-мезона.

И распадается он на этом снимке на три пи-мезона: два положительных и один отрицательный. Теперь вы поймете, как важно изучать окрестности интересного события.

Проследите за полетом частицы, пошедшей из места распада влево кверху. Видите излом ее следа? Достаточно сравнить его с изломом следа пи-мезона, которых любезная природа подсунула нам на том же снимке, — и частица определена.

А как быть с массой ка-мезона? Из трех с половиной пи-мезонных масс природа в этом распаде вылепила только три пи-мезона. «Режим экономии»? — его природа не ведает. «Полмассы» пи-мезона пошло в соответствии с законом Эйнштейна на энергию полета разлетевшихся потомков ка-мезона. Богатое наследство оставил им щедрый родитель!

Замерили углы между следами пи-мезонов и нашли их импульсы, а по ним и суммарную энергию. Предположили — и не без оснований, — что наследство разделено справедливо, поровну между наследниками. Прибавили его к трем массам наследников, и оказалось, что ка-плюс-мезон «тянет» примерно на 965 электронных масс.

На этом, пожалуй, пора закончить нашу экскурсию. Мы только слегка приподняли занавес над той кропотливой и сложной работой, которую ведут физики уже в течение многих лет в десятках лабораторий, разбросанных по всему земному шару.