Борис Иоффе - Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи

Вычисляя первые порядки теории возмущений, мы с Галаниным увидели, что в поляризационных операторах и вершинных функциях при больших виртуальностях р 2возникают ln( р 2/ m 2), причём в 1-м порядке появляется ln( р 2/ m 2), во 2-м есть члены, пропорциональные ln 2( р 2/ m 2), в третьем — ln 3( р 2/ m 2) и т.д. Очень поучительной оказалась для нас статья Эдвардса (S.F.Edwards. Phys. Rev. 90, 284 (1953)). Эдвардс построил уравнение для вершинной функции в лестничном приближении и установил, то в n -порядке теории возмущений возникают члены ( e 2ln р 2/ m 2) n .

В 50-е годы Ландау приезжал в ТТЛ (ИТЭФ) каждую среду. Он участвовал — и очень активно — в проходивших по средам экспериментальных семинарах, которыми руководил Алиханов. После семинара Ландау приходил в комнату теоретиков, где тогда сидели Галанин, Рудик и я. Сюда же собирались все остальные теоретики, и начинались обсуждения, продолжавшиеся часа два.

На одном таком обсуждении Померанчук, Галанин и я объяснили Ландау ситуацию с радиационными поправками в квантовой электродинамике. Из этих разговоров у Ландау возникла идея суммирования старших логарифмических членов, т. е. членов ( e 2ln p 2) n в КЭД. Именно за это Померанчуку, Галанину и мне была выражена благодарность в первой работе Ландау, Абрикосова и Халатникова. (Ландау был скуп на благодарности и выражал их только тем, кто действительно внёс что-то существенное в его работу.)

Первоначально, когда Ландау формулировал идею, у него было представление, что в результате суммирования старших логарифмов в КЭД возникает то, что сейчас называется асимптотической свободой — взаимодействие станет убывать с ростом p 2. Такие ожидания сформулированы в первой из серии работ Ландау, Абрикосова и Халатникова, которая была отправлена в печать ещё до того, как был получен окончательный результат. Приезжая в ТТЛ по средам, Ландау рассказывал, как идут вычисления. Основные идеи (поворот контура интегрирования, введение обрезания, выбор калибровки и т.д.) принадлежали Ландау, но технически все вычисления делали Абрикосов и Халатников — сам Ландау фейнмановской техникой владел плохо. Полученный ими результат подтвердил ожидания — эффективный заряд в КЭД убывал с ростом энергии.

Галанин и я решили повторить эти вычисления. Нам хотелось провести ту же идею в нашей системе перенормированных уравнений. (В дальнейшем вместе с Померанчуком мы это сделали.) Однако, уже вычисление первой петли привело к противоположному результату: эффективный заряд не убывал, а рос с ростом энергии! В ближайшую среду мы рассказали это Ландау и убедили его в своей правоте. В последней из серии работ Ландау, Абрикосова и Халатникова, которую авторы уже собирались отправить в печать, была ошибка в знаке, кардинально меняющая все выводы — вместо асимптотической свободы появился нуль заряда. Как впоследствии рассказывал С. С. Герштейн (который тогда работал в Институте Физических Проблем), вернувшись после этого семинара из ТТЛ, Ландау сказал: «Галанин и Иоффе спасли меня от позора».

Спустя год или два после опубликования работ Ландау, Абрикосова и Халатникова, когда уже была опубликована статья Ландау и Померанчука с более общим обоснованием нуля заряда, Ландау получил письмо от Паули. В нём говорилось, что аспирант Паули Вальтер Тирринг нашёл пример теории, в которой нет нуля заряда — скалярной теории взаимодействия мезонов с нуклонами. К письму была приложена рукопись статьи Тирринга. Дау дал эту статью Чуку, а Чук мне, с просьбой разобраться. Я изучил статью и пришёл к выводу, что она неправильна. Ошибка состояла в том, что использовалось тождество Уорда, возникающее при дифференцировании по массе нуклона, а оно нарушалось при перенормировке. Я сказал об этом Чуку. «Вы нашли ошибку, Вы должны написать об этом Паули», — сказал Чук. Мне было страшно: писать самому Паули, что его аспирант сделал ошибочную работу, а он, Паули, этого не заметил! Но Чук настаивал, и в конце концов, я написал письмо Паули. Ответ я получил не от Паули, а от Тирринга. Он полностью признал свою ошибку. Статья так и не появилась в печати.

Работы по несохранению С, Р, Т.В 1955-1956 годах всех волновала загадка θ – τ. Экспериментально наблюдались распады K -мезонов на 2 и 3 π-мезона. При сохранении чётности, которая тогда считалась незыблемой, один и тот же мезон не мог одновременно распадаться на 2 и 3 π-мезона. Поэтому большинство физиков думало, что это два разных мезона — θ и τ. По мере уточнения экспериментов, однако, становилось ясно, что их массы совпадают. Весной 1956 года Ли и Янг выступили со своей революционной статьёй, в которой выдвинули гипотезу о несохранении чётности в слабых взаимодействиях, объяснили загадку θ – τ и вычислили эффекты несохранения чётности в β-распаде и цепочке распадов π → μ → е . Ландау категорически отвергал возможность несохранения чётности, говоря: «Пространство не может быть асимметрично!» Померанчуку больше нравилась гипотеза вырожденных по чётности дублетов странных частиц.

А. П. Рудик и я решили вычислить ещё какой-нибудь эффект на основе предположения о несохранении чётности, помимо рассмотренных Ли и Янгом. Наш выбор пал на β—γ корреляцию. Я сделал оценку и получил, что эффект должен быть большим. Рудик приступил к детальным вычислениям. Через некоторое время он приходит ко мне и говорит: «Знаешь, эффект равен нулю». «Не может быть!» — говорю я. Мы садимся разбираться, и я вижу, что Рудик, как образованный теоретик, когда писал лагранжиан слабого взаимодействия, наложил условие С -инвариантности, что привело к тому, что константы при несохраняющих чётность членах оказались чисто мнимыми. У Ли и Янга константы были произвольными комплексными числами. (Если положить их чисто мнимыми, то и у них все не сохраняющие чётность эффекты пропадают.) Возник вопрос о связи С - и P -инвариантности. Я обсуждал этот вопрос с Володей Судаковым, и в разговоре мы вспомнили о работе Паули. Я читал эту работу раньше, но совершенно забыл о ней. Частично это было связано с тем, что Ландау скептически относился к данной работе: он считал, что СРТ-теорема есть некое тривиальное соотношение, которому удовлетворяет любой лагранжиан. Замечу, что в статье Ли и Янга вообще нет ни слова о СРТ-теореме и о связи C -, P - и Т -инвариантности.

Я снова прочитал статью Паули, теперь уже внимательно, и сразу стало ясно, что при нарушении P обязательно должны нарушаться либо C , либо Т , либо и то, и другое. И тут возникла следующая мысль: два сильно отличающихся по времени жизни К 0-мезона, могут возникать только в том случае, если, по крайней мере, приближённо одна из инвариантностей — С или Т — имеет место. Мы с Рудиком рассмотрели ряд эффектов и увидели, что P -нечётные парные корреляции спина и импульса (члены ~σ р ) возникают при нарушении С и сохранении Т , в противоположном случае их нет. (В последующей работе я доказал эту теорему в общем виде, а также нашёл вид P -нечётных членов, соответствующих нарушению Т .) Мы написали статью, и я рассказал её Л. Б. Окуню. Окунь сделал очень полезное замечание, что аналогичные эффекты — различные в схемах с C - и Т -инвариантностью — возникают также в распадах К 0-мезонов на π-мезоны. Мы включили это замечание в статью, и я предложил Окуню стать соавтором. Он вначале отказывался, говоря, что за такое замечание он заслуживает лишь благодарности, но в конце концов, я его уговорил. После этого работу рассказали Померанчуку. Померанчук постановил: немедленно, в ближайшую среду, работу нужно рассказать Дау. В среду Дау сначала отказывался слушать: «Я не хочу слушать о несохранении чётности. Это ерунда!» Чук его уговаривал: «Дау, потерпи 15 минут, послушай, что скажут молодые люди». Скрепя сердце, Дау согласился. Я говорил недолго, вероятно, полчаса. Дау молчал, потом уехал. На следующий день утром мне позвонил Померанчук: «Дау решил проблему несохранения чётности. Немедленно едем к нему». К этому моменту обе работы Ландау — о сохранении комбинированной чётности и о двухкомпонентном нейтрино — со всеми выкладками уже были сделаны.