подобные теории.
Однако и одно и другое продолжают благополучно существовать. Стало быть, позитронов не бывает?
Такая или примерно такая точка зрения существовала до того момента, пока американский физик К. Д. Андерсон в 1932 году заметил в камере Вильсона след частицы, по всем данным идентичной электрону, однако отклоняющейся в магнитном поле в «неправильную» сторону.
Это был предсказанный Дираком позитрон.
Многие физики были раздосадованы — не один видел уже такой след у себя, в камере Вильсона, но не смог по той или иной причине отождествить частицу, оставившую его, с позитроном. В их числе, к сожалению, оказался и известный советский физик Д. В. Скобельцын, первым применивший к исследованию космических лучей камеру Вильсона, помещенную в магнитное поле. Именно метод Скобельцына использовал Андерсон, когда открыл позитрон.
После такого триумфа предсказаний Дирака доверие к его монополям резко возросло. Исследователи ринулись на поиски новых частиц. Раз монополи не противоречат ни классической, ни квантовой электродинамике, раз уж они предсказаны, раз они могут существовать, значит, они существовать должны.
Но где? И как?
И вообще что известно о монополе?
Что искать?
Как ни странно, Дирак из самых общих соображении смог предсказать и основные свойства монополя. Прежде всего оказалось, что заряд монополя не может принимать любое значение — он должен быть квантованным, точно так же, как и электрический заряд.
Величина этого заряда оказалась опять-таки связанной с «магическим числом» 137 (в квантовой физике есть два «магических числа» — 137 и 208; их происхождения и физического смысла никто не знает, но числа с поразительным упорством снова и снова всплывают в уравнениях и расчетах). Если заряд электрона равен 1/1370.5, то заряд монополя должен быть равен 1370.5/2.
Отсюда можно вычислить и силу взаимодействия между двумя магнитными зарядами — 137/2 * 137/2 = 4692 раза больше, чем сила взаимодействия электронов.
Можно вычислить и массу монополя — он довольно тяжел, по крайней мере в 3 раза тяжелее протона, причем число «сортов» монополей может быть очень велико — точно так же, как и число электрически заряженных частиц. Другими словами, мир магнитных частиц должен быть не менее разнообразен, чем мир электрически заряженных частиц.
Как могут создаваться монополи? Логично предположить, что они образуются примерно так же, как пара электрон — позитрон, например, в результате сильных столкновений между другими частицами.[17] Таким образом, монополи могут быть найдены в продуктах взаимодействия разгоняемых в ускорителях частиц. Как их выделить? Очевидно, рядом с камерой, регистрирующей взаимодействия, нужно поставить очень мощный магнит, который смог бы «вытянуть» монополи из области взаимодействия.
С пуском в СССР, США и Швейцарии крупнейших ускорителей надежды найти монополи в продуктах реакций ускоренных частиц резко возросли. Создаются и очень мощные магниты.
Что же, будем ждать вестей об открытии (или «закрытии») монополей.
А пока их ищут в космосе научные космические спутники-лаборатории. Дело в том, что среди космических частиц встречаются частицы со столь грандиозной энергией, что получить ее на Земле в ускорителях физики не предполагают даже в самых голубых своих планах.
Интересный способ поимки монополей придумал японский физик Гото. Он утверждает, что наиболее легко извлечь их из… метеоритов.
Метеориты пролетают миллионы километров в космосе. Метеориты бомбардируются там космическими лучами. В метеоритах могут образоваться монополи. Раз разъединенные, они уже не могут аннигилировать. Поэтому монополи в метеоритах будут сохраняться практически вечно.
Одна из богатейших коллекций метеоритов собрана в Гарварде. Метеориты под страшные клятвы брались и уносились оттуда искателями монополей и подвергались действию сверхсильных магнитов. И с грустью относились обратно… Моиополей в метеоритах, в том числе в знаменитом сихотэ-алиньском — никто не отыскал.
Не обнаружили ни одного монополя и исследователи, пытавшиеся «вытянуть» их с помощью мощного магнита из горных магнетитовых пород, выходящих на поверхность Земли.
Ни одного монополя не обнаружили и энтузиасты, пытавшиеся «выудить» их из вековой донной грязи океанов.
Что это? Почему столько неудач? Неужели уже система?
А может быть, ищут не то? Или не там? Или, наконец, не так?
Споры вокруг монополей, частиц, которые сделали бы уравнения Максвелла полностью симметричными, не утихают.
Может возникнуть вопрос: а зачем все это?
Не слишком ли дорогую цену платят энтузиасты за то, чтобы найти наконец «монопольную» красоту полностью симметричных уравнений Максвелла?
Разумеется, нет. Уравнения Максвелла лежат в основе современной физики, и любое изменение в них, естественно, повлечет за собой переворот в нашем представлении о мире. А это гораздо важнее даже, чем та практическая польза, которую могло бы принести открытие монополей. Но и о ней, практической пользе, не стоит забывать. Подсчитано, что ускоритель, «стреляющий» монополями, а не электрически заряженными частицами, был бы при той же энергии ускоряемых частиц в тысячи раз дешевле аналогичных сегодняшних машин. Это происходит потому, что заряд монополя (как пока считают) очень велик, и его ускорение в магнитном поле происходило бы быстро и очень эффективно. Таким образом, монополи, если бы их открыли, помимо всего прочего, сразу же смогли бы сэкономить нам и многие миллионы рублей.
Находка монополей будет грандиозным событием в физике, сравнимым, может быть, с открытием радиоактивности или электрона.
Ну а если монополей нет и они не будут найдены?
Ведь вполне возможно, что поиски «монопольной» красоты не имеют под собой почвы и сама вожделенная симметрия уравнений Максвелла иллюзорна.
Видимо, окончательное «закрытие» монополей будет не меньшим праздником для физиков, чем их возможное открытие. Для того чтобы наложить окончательный безапелляционный «запрет» на существование монополей, потребуется выработать какие-то новые физические принципы, заново пересмотреть всю теорию электромагнитных явлений. Сегодняшние представления в большой мере поддерживаются интуитивной убежденностью в равноправии электрических и магнитных явлений. Именно этой интуитивной убежденностью и вызваны поиски симметрии максвелловских уравнений.
Но если окажется, что уравнения все же умнее нас, в чем был убежден Генрих Герц, то на все, даже самое очевидное, придется посмотреть с новых позиций — на этот раз с позиций уже принципиального «неравноправия» электрических и магнитных явлений.
Пока уравнения стоят незыблемо…
Стоят, хотя их позиции ослабляются еще и с другой стороны.
В последнее время среди физиков начинает утверждаться еретическая мысль: заряд электрона — зарядовая единица, основной кирпичик электронной и квантовой теории — вовсе не так элементарен и неделим, как казалось в начале века.
Чем больше становится ускорителей, тем больше открывают новых «элементарных» частиц.
Прошли те времена, когда элементарные частицы насчитывали в своем семействе два члена: электрон и протон. То был золотой век электромагнитных теорий, когда все в мире, казалось, можно было объяснить электромагнитными взаимодействиями.
«Электромагнитный мир» рухнул, когда был открыт нейтрон (Чадвик, 1932 год) — электрически нейтральная частица с массой протона, принципиально не способная ввиду отсутствия заряда на электромагнитное взаимодействие.
