Сказочники Шварц и Грин

Еще один «зеркальный мир» родился из математических экзерсисов Майкла Грина и Джона Шварца – творцов «теории струн», подменивших элементарные частицы крохотными «струнами». Соединив эти «сказочные» идеи Грина и Шварца с положениями квантовой физики, Стивен Хоукинг создал свою теорию «параллельных миров». Согласно ей, имеется бесконечное множество вселенных, являющихся двойниками нашей Вселенной.

Впрочем, сами Грин и Шварц пришли к не менее любопытным выводам, попытавшись втиснуть в свои расчеты силу тяжести. Оказалось, что в этом случае у каждой элементарной частицы, снующей в подлунном мире, появляется свой двойник в мире зеркальном, или мнимом. У этого двойника те же свойства, что у настоящей частицы, та же масса, тот же заряд. Вот только ее вещество превратилось в энергию зеркального двойника, а ее энергия – в его вещество. Туманно? Как изображение на запотевшем стекле, но попробуем все же разобраться.

Физики выделяют две принципиально разные категории элементарных частиц: фермионы и бозоны. Первые – вещественные частицы. Они занимают определенное место в пространстве, и ни одна другая вещественная частица не может оказаться на месте фермиона. Оно занято. Точно так же ни один человек не может побывать, образно говоря, «в вашей шкуре». Вас могут оттеснить, но никак не слиться с вами. Вот и между фермионами всегда имеется какая‑то дистанция. Им не совпасть друг с другом. Подобное свойство материальных частиц обуславливает стабильность всей материи. Самые известные из них – электроны, протоны, нейтроны.

А вот бозоны – это силовые частицы, переносчики взаимодействий. Их можно назвать также частицами (квантами) энергии. У них нет массы, как нет и ограничения на число бозонов, способных находиться в данной точке пространства. Они могут скапливаться на одном месте, образуя поток частиц, не отличимых друг от друга. Пример подобной частицы – фотон (квант света), передающий электромагнитное взаимодействие. Любая точка пространства может быть слегка освещена световым бликом, нормально освещена дневным светом, озарена яркой вспышкой лучей.

Долгое время ученые принципиально отделяли вещественные частицы от силовых, фермионы от бозонов. Однако в теории Суперсимметрии возникает особый зеркальный мир. В нем вещественные частицы запросто превращаются в силовые и наоборот: например, вещество превращается в свет, а свет конденсируется в вещество. Тут только одна загвоздка: все эти «сэлектроны» и «скварки» пока не найдены.

Впрочем, и в античастицы Дирака тоже поначалу не верили, принимая их за ловкий математический трюк, не имеющий под собой реальной основы. Никто не мог найти антиэлектрон, пока его случайно не заметили в потоке космического излучения. Может, и суперсимметричные частицы мы не там ищем?

Вот тут‑то, как Бог из машины или черт из табакерки, и материализовался австралийский физик Роберт Фут, принесший благую весть о мире ином. Он собрал в своей книге множество более или менее убедительных примеров, показывающих, где следует искать зеркальный (суперсимметричный) мир. Его теория оказывается одинаково верна и в мире бесконечно малых величин – в вотчине физиков‑ядерщиков, и в мире бесконечно больших величин – в царстве астрономов.

К таким примерам мы и обратимся сейчас.