Кванты и музы

Квантовая электродинамика сразу после своего создания добилась сенсационных успехов, объяснив ряд непонятных фактов и предсказав несколько неизвестных, но затем обнаруженных явлений. Однако после этих блестящих достижений квантовая электродинамика встретилась с трудностями, которых она не смогла преодолеть, и создалось впечатление, что она себя исчерпала и не может помочь в дальнейшем решении загадок микромира.

Бурные успехи, полученные при экспериментах на всё более мощных ускорителях элементарных частиц, достигнутые в опытах на ядерных реакторах, в экспериментах с космическими частицами, поставленных в космических лабораториях, привели к открытию десятков, а затем и сотен новых микрочастиц с самыми поразительными свойствами.

Их изучение позволило физикам далеко продвинуться в понимании природы микрочастиц и сил, действующих между ними.

Удалось установить ряд глубоких закономерностей и предсказать свойства некоторых ещё не известных частиц, которые затем были обнаружены в точном соответствии с предсказанием.

Но все эти успехи, наряду с естественным чувством удовлетворения, возбуждали и беспокойство. Учёные всё более удалялись от прежней простой картины мира к всё более сложной, причём никак не удавалось установить связи между отдельными хорошо изученными и, казалось, понятными явлениями.

Подобно тому как Эйнштейн поставил перед собой цель создания единой теории поля, на основе которой он надеялся понять все свойства известных ему полей и частиц и, возможно, предсказать новые, Гейзенберг пытался построить единую теорию материи, в основе которой находятся некоторые первичные частицы. Все остальные должны были образовываться из них в результате взаимодействий первичных частиц.

Гейзенберг, как и Эйнштейн, не достиг цели. На его пути возникли огромные трудности. Несмотря на ряд успехов не удалось ни установить внутреннюю структуру частиц, ни убедиться в неизменности их свойств. Даже известные частицы в некоторых ситуациях и экспериментах вдруг меняли свои свойства. Впрочем, Гейзенберга это не смутило. Он выдвинул удивительную гипотезу о том, что в микромире это закономерно: свойства частиц могут изменяться самопроизвольно в результате некоторых внутренних про цессов — подобно тому, как в куске железа может возникнуть состояние намагниченности даже при отсутствии внешних воздействий. Но и эта гипотеза не помогла.

Понадобилось четверть века усилий экспериментаторов и теоретиков для того, чтобы подготовить новое наступление на тайны строения вещества.

Сейчас многие учёные полны надежд на то, что приближается время возникновения новой теории, которая объединит идеи Эйнштейна и Гейзенберга, результаты тончайших экспериментов в разных областях физики. Эта теория, как мечтают учёные, расскажет наконец о тайне формирования «общества» микрочастиц. Возможно, в этом обществе не будет места «аристократии» первичных частиц. Возможно, выяснится, что вещество состоит из равноправных частиц, способных взаимодействовать и взаимопревращаться, подобно тому как это наблюдается в ряде опытов с уже известными частицами.