"Юрий Чирков. Охота за кварками (Серия "Эврика")" - читать интересную книгу автора

атомов - ионизирует их. Вдоль пути пролетающей частицы выстраивается
цепочка ионов. Если частица при этом движется в переувлажненной среде, то
на ионах будут возникать капельки влаги. Они начнут быстро расти и
достигнут видимых размеров.
В 1912 году Ч. Вильсон сконструировал камеру (она теперь носит его
имя), которая сыграла важную роль в изучении нравов микромира. Несколько
десятилетий это был практически единственный способ, позволяющий визуально
регистрировать ядерные процессы. (В 1927 году Ч. Вильсон получил за это
изобретение Нобелевскую премию.)
И все же это дерзость - по следам воссоздавать образ элементарной
частицы. Грубо говоря, это похоже на попытку определить по следу только
что пролетевшего реактивного самолета его конструкцию. Дерзость? Тем не
менее физики давно научились довольно хорошо разбираться в ядерных следах.
След следу ведь рознь. Движущийся электрон оставляет тонкий волнистый
след: он легко искривляется, если вблизи траектории оказываются другие
электроны. Массивная альфа-частица, наоборот, оставляет прямой и толстый
след: это как бы носорог микромира, мчащийся сквозь заросли напролом. Но
если на ее пути встретится тоже массивное атомное ядро, альфа-частица
изменяет свой путь: в камере Вильсона будет виден резкий излом следа
(следы физики называют треками).
Чтобы теперь узнать подробности о заряде ядерной частицы, камеру
Вильсона обычно помещают в магнитное
поле. Оно искривляет ее путь, превращая его в дугу. Радиус изгиба
траектории зависит от величины электрического заряда частицы: чем заряд
больше, тем меньше радиус. Направление изгиба (направо или налево) говорит
о том, какой у частицы знак заряда - положительный или отрицательный.
Эти знания могут пригодиться и при ловле кварков.
Ведь у них аномально малый заряд: и это хорошая зацепка для
ученых-следопытов. Толщина следа, который оставляет частица в камере
Вильсона, пропорциональна квадрату ее заряда. Поэтому частица с зарядом 7з
- кварк - оставит в 9 раз более тонкий след, чем электрон. Вот по таким
"рыхлым", разреженным следам и можно надеяться отыскать кварки среди
других жителей микромира.


С мышеловкой на слона

Источником кварков (в опытах по их определению) могут стать космические
лучи. Однако метод этот не очень надежен.
Физик-экспериментатор, имеющий дело с не подчиняющимися его воле
хаотическими потоками космических лучей, похож на авиаконструктора,
который вдруг вздумал для испытания крыла самолета выбрать чистое поле,
где, как он надеется, возникнет ветер нужной ему силы и направления. И
подобно тому, как авиаконструкторы вынуждены были призвать на помощь
аэродинамическую трубу, где режим испытаний строго контролируется, так и
физики в конце концов обратились к подчиняющимся их требованиям пучкам
частиц, разогнанных в ускорителях. И если к помощи космических лучей
прибегают и по сей день, то причина понятна: в космических лучах - а вдруг
повезет! - можно встретить частицы с энергиями, которые пока на несколько
порядков больше тех, что дают самые крупные из ускорителей.