Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Частицы ферми-газа продолжают двигаться до абсолютного нуля, т. е. у его частиц со­храняется кинетическая энергия, и притом тем большая, чем больше плотность газа.

При сжатии ферми-газа его частицы как бы выжимаются на более высокие уровни энергии. Это явление происходит, в частности, с элект­ронами в металлах. В атоме металла электроны так слабо связаны, что некоторые из них уже не могут «поместиться» на своих орбитах. Эти электроны оторваны от атомов и образуют внутри металлического предмета свободный электронный газ, обладающий свойствами фер­ми-газа. Именно эти электроны и переносят электрический ток.

Есть среди элементарных частиц и такие, которые обладают прямо противоположными свойствами: они стремятся находиться вместе в одном и том же состоянии. Такие «частицы-общественники» называются бозе-частицами или бозонами1 — опять-таки по имени физика (Шатьендраната Бозе), который теоретически объяснил их поведение. К бозе-частицам отно­сятся прежде всего световые кванты, или фото­ны, а из неустойчивых частиц — пи-мезоны.

НЕУЛОВИМАЯ ЧАСТИЦА

Когда физики более внимательно изучили радиоактивный бета-распад, при котором нейт­рон может превратиться в протон и электрон, а протон — в нейтрон и позитрон, оказалось, что в процессе распада испускается и еще одна частица, но она почти неуловима. Она совер­шенно беспрепятственно пролетает через такую толщу вещества, как вся наша Земля, как Солнце или любое известное небесное тело

Рис. 13. Неуловимая частица — нейтрино — свободно проникает сквозь толщу земного шара.

(рис. 13). Эта частица почти не взаимодейст­вует с веществом. Отсюда заключили, что у нее нет, в частности, электрического заряда, и ее назвали нейтрино. Это слово по-итальянски значит «нейтралочка», т. е. очень маленькая нейтральная частица.

Про нейтрино говорят, что эта частица была открыта «на кончике пера у теоретика». Физики, как строгие бухгалтеры, старались свести баланс энергии при бета-распаде. Но баланс никак не сходился: часть энергии «ис­чезала» неведомо куда. Пришлось предполо­жить, что какой-то неуловимый «вор» уносит энергию. Эта малопочтенная роль и была «по­ручена» нейтрино. Десятка два лет новая части­ца оставалась неуловимой. В конце концов физикам все же удалось ее «поймать». Для этого пришлось затратить немало труда.

Свойства частиц и свойства пространства-времени

Физики особенно интересуются те­ми свойствами частиц, которые свя­заны с симметрией, потому что сим­метрия может быть присуща не части­цам, а самому пространству, в котором они существуют и которое по теории относительности тесно связано со временем. Из очень общих соображе­ний ученые предположили, что в зако­нах природы не должно быть разницы между «правым» и «левым» . От­сутствие такой разницы назвали сохра­нением четности. Затем опыт показал,

что при бета-распаде четность не сохраняется, т. е. «правое» отли­чается от «левого» . Сначала думали, что причина в свойствах самого про­странства. Но оказалось, что различие между «правым» и «левым» прояв­ляется только в тех процессах, где участвуют нейтрино. Тогда решили, что причина не в свойствах простран­ства, а в свойствах нейтрино. Отсюда и сделали вывод, что эта частица по­добна винту. Она всегда движется и как бы ввинчивается в пространство.

Но чтобы этот вывод был справедлив, нужно, чтобы различие между «пра­вым» и «левым» было связано с раз­личием между частицей и античасти­цей. То, что «правое» для частицы, должно быть «левым» для античасти­цы, и наоборот. Проверить этот вывод на опыте — самая увлекательная за­дача для физиков. Если он не всегда будет подтверждаться, то теория го­ворит, что причина должна быть уже в свойствах времени — в так называе­мом нарушении временной четности.

1 Иногда о них говорят, что они «подчиняются статистике Бозе—Эйнштейна».

271