Выбрать главу

Правильну симетрію намагалися відшукати, порівнявши Р і С — поєднання заряду мало перетворювати частинки на античастинки. В антисвіті ядра антикобальту мають спін, скерований донизу, і випромінюють позитрони також донизу. Напрямки руху електронів і позитронів є протилежними — симетрію С порушено. Більшість фізиків дійшли висновку, що, ввівши в дію одночасно С і Р, можна зберегти симетрію СР — себто після перетворення СР можна отримати рівною мірою вірогідне явище. Але 1964 р. зрозуміли, що химерні нейтральні частинки, названі мезонами-К0 під час розпаду з легкістю порушують цю симетрію. Це порушення — виняткове, бо зустрічається лише в трьох на тисячу актів. І все ж воно є надважливим, і згодом визнають, що воно підтримує правдоподібне пояснення асиметрії матерії-антиматерії, виявленої у Всесвіті. У 1980 р. Джеймсові Вотсонові Кроніну та Велові Лоґсдонові Фітчу дали Нобелівську премію за «відкриття порушення фундаментального принципу симетрії».

Це відкриття здійснили в Брукгейвенській лабораторії, де до того довели існування Ω-баріона та другого нейтрино. Серцем лабораторії був протонний прискорювач потужністю у 30 ГеВ — найпотужніший прискорювач тих часів, який і досі працює.

Знаючи, що симетрія СРТ, що поєднує три дискретні симетрії, ґрунтується на фундаментальних принципах спеціальної теорії відносності та квантової механіки, можна зробити висновок, що симетрія стосовно зміни напрямку часу Т також порушується. Але не так просто прокрутити назад стрічку про субатомний світ. Це стало очевидно 1998 р. в ході порівняння розпадів К0 та її античастинки.

Досі ми намагалися описувати різні способи фіксації, що сприяли епохальним науковим проривам. Менш відомий бік фізики частинок полягає у використанні набутків інформатики, яка поступово розвивалась і нині перетворилася на науку-гегемона. Адже недостатньо зібрати дані у вигляді світлин з бульбашкових камер або електричних сигналів — з них іще треба «дістати» фізику. Дослід із порушенням СРТ став блискучим вступом до головного аспекту роботи фізика.

Експеримент із відкриттям першого нейтрино полягав в обрахунку частки актів, де фотопомножувачі зафіксували доволі сильний світловий сигнал. Дослід із другим нейтрино можна звести до спостерігання за картинками та обрахунку кількості взаємодій, в ході яких виникав достатньо довгий шлейф. Світлини з бульбашкових камер почали потребувати точного вимірювання викривлення шлейфів під дією магнітних полів.

Дослід із порушенням СР є прикладом сучасного експерименту, коли електричні сигнали ототожнюються з цятками у просторі, а видимі сліди перетинаються задля утворення частинок, які повідомляють про себе лише продуктами свого розпаду. Треба відтворити невидимі частинки-посередників. Зокрема, сигнал про порушення СР полягає в розпаді мезона-К0, тривалість життя якого дорівнює двом життям піона. Отже, йдеться про відтворення незмінної маси двох частинок із протилежними зарядами лише задля того, аби переконатися, що вони походять від К0 відомої маси. Попередні досліди обмежувались обрахунком кількості електричних сигналів, а тут метод набагато більш прогресивний, бо йдеться про математичне ототожнення параметрів шлейфу — отже, застосування кібернетики не уникнути. Нині комп’ютери стали невід’ємним складником процесу фіксації. Вимірювані цятки запам’ятовуються, а дедалі складніші алгоритми стають необхідними для пошуку необхідної інформації серед сирих даних.

Сьогодні науковці з лабораторії фізики частинок здебільшого сидять перед екранами комп’ютерів. До слова, варто зазначити, що в 1960-х роках фізика частинок найбільше сприяла розвиткові кібернетики. ЦЕРН посідав найбільші комп’ютери тих часів, а найповажнішим клієнтом центру був Пентагон. Мережу (Web) винайшли задля полегшення спілкування фізиків частинок. Нині метеорологічні інститути і центри розроблення автомобілів мають однакові засоби обчислень. Фізика мусить повернути собі пріоритет задля експериментів нового покоління, в ході яких доведеться перетравити небачену кількість даних і які потребуватимуть розвитку оброблення даних через паралельне використання тисяч комп’ютерів.