В мире частиц квантовой механике приходится куда труднее. Здесь, видимо, совсем иные закономерности, нежели в мире атомов. Здесь она, как правило, вынуждена не решать проблемы в лоб, а прибегать к обходным маневрам. Один из таких маневров — обращение ее к группам унитарной симметрии.
Да уже и не к одной группе третьего порядка. Совсем недавно, в 1964 году, трое физиков-теоретиков — Гюрши, Паис и Сакита — предложили «дополнить» группу третьего порядка «обыкновенным» спином частиц — тем самым, что приведен у нас в переписи. Группу пришлось расширить — теперь она стала группой унитарной симметрии шестого порядка.
Одно время высказывались опасения, что эта группа не пролезет в физический «рай» сквозь те узенькие врата, о которых мы уже упоминали в главе, посвященной позитрону. Эти врата — требование релятивистской инвариантности. Не думайте, что те математические постройки, которые сегодня возводят физики, автоматически застрахованы от неудачи! Нет — на каждом шагу их нужно проверять. И только буквально несколько месяцев назад ученые облегченно вздохнули: удалось доказать, что эта группа проходит сквозь врата инвариантности.
Порядок выше — группа многочисленнее. Группа шестого порядка включает уже 35 мезонов и 56 барионов. Ряд предсказываемых ею частиц еще не открыт, но за ними сейчас ведется энергичная охота. Возрастание порядка группы — это, если можно так выразиться, больший порядок в мыслях и представлениях физиков о мире сверхмалых частиц.
Изотопический и «обычный» спины, унитарная симметрия — и в итоге почти что сотня частиц. Из какого же семени разросся этот многоцветный букет частиц? Есть ли среди них основные, фундаментальные частицы, частицы-производители, родившие все остальные в результате тонкой и сложной игры сильных, электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействий?
Примерно десять лет назад японский физик Саката высказал мысль: такие фундаментальные частицы есть. И назвал их: протон, нейтрон и ламбда-гиперон. Они по многим причинам подходили на эту роль. И особенно, казалось, эта мысль и этот выбор исходных частиц подтверждаются с открытием и изучением слабых взаимодействий в последующие годы.
Но вот незадача: из этой тройки частиц должны были возникать группы, состоящие из 6 и 15 частиц. А такие группы на опыте никак не удавалось обнаружить.
Поэтому физики отложили гипотезу Сакаты, тем более что потом ее заслонили группы из восьмерок и десятки частиц. Но история повторяется.
В последнее время снова большое место в мыслях физиков заняла гипотеза о фундаментальных частицах — трех китах, на которых стоит микромир. Но это уже не те частицы, которые предлагал Саката. Среди известных частиц этих нет.
Авторы новой гипотезы Гелл-Манн и Цвейг называют эти частицы по-разному: один — «кварками», другой — «тузами». Ну, вот, теперь в пасьянсе появляются и тузы, «карточная колода» частиц, кажется, приобретает законченный вид.
«Тузы» воистину удивительны — не массой, не спином, а другими признаками. Оказывается, такие величины, как барионный заряд и странность, для них должны быть дробными! Что ж, может сказать читатель, этому дивиться бы не стоило: обе упомянутые величины введены физиками чисто условно, за ними нет наглядного физического смысла.
Ладно, допустим, что читателя не удивит вытекающее отсюда и из закона сохранения барионного заряда, скажем, такое положение: «в каждом взаимодействии должна сохраняться треть туза!» Но можно надеяться, что у него все же вызовет изумление такое свойство «туза»: его электрический заряд тоже должен быть дробным, составляя 2/3 или 1/3 от заряда электрона.
Можно полагать, что читатель, почерпнувший из всех учебников твердую уверенность в том, что электронный заряд есть самый маленький заряд на свете, уже более не дробимый, будет все же заинтригован. Может быть, он даже скажет, как некий посетитель зоопарка, впервые в жизни увидевший жирафа: «Быть такого не может!»
Во всяком случае, «тузов» еще никто не обнаружил. Возможно, из-за предсказываемой немалой их массы: они должны быть не менее чем в 6000 раз массивнее электрона. А самые тяжелые из найденных пока что «резонансных» частиц по массе только еще подбираются к 4000 электронным.
Все может быть. Но, может быть, окажутся правы и те из сегодняшних физиков, которые, сжав в тисках голову, сидят в своих кабинетах и бормочут наподобие сумасшедшего Германа из пушкинской «Пиковой дамы»: «Тройка, восьмерка, туз, тройка, восьмерка, туз!»