Мартин Гарднер - Этот правый, левый мир

Год спустя та же группа физиков в Беркли впервые зарегистрировала антинейтрон. Хотя нейтрон и не имеет электрического заряда, он обладает спином и магнитным моментом, вокруг нейтрона существует магнитное поле, и именно по направлению этого поля нейтрон отличается от антинейтрона.

После 1956 года физики установили, что каждая элементарная частица, за двумя уже упоминавшимися исключениями (фотон и пи-мезон), имеет своего «близнеца» — античастицу. Как только стало очевидным, что три частицы, образующие обычное вещество, — протон, нейтрон и электрон — имеют свои античастицы, физики сказали себе: «А почему бы не существовать антивеществу?» Атом антиводорода имел бы в качестве ядра антипротон, вокруг которого вращался бы позитрон (антиэлектрон) с положительным зарядом. Простейший изотоп антиводорода — антидейтерий — имел бы такую же структуру, за исключением того, что антиядро содержало бы еще и антинейтрон [48] К настоящему времени физикам удалось обнаружить ядро антидейтерия и есть основания полагать, что и ядро антитрития. — Прим. ред. . Аналогично построены все другие элементы антивещества. Каждый антиатом был бы копией обычного атома, но состоял бы не из обычных, а из античастиц. Далее, нет причин, препятствующих антиатомам соединяться в антимолекулы, образуя антиэлементы и антисоединения, являющиеся точными копиями тех, которые нам известны. Антивода, например, представляла бы собой соединение двух атомов антиводорода с одним атомом антикислорода.

Сейчас, когда пишутся эти строки, еще никому не удалось открыть или создать в лаборатории хотя бы один антиатом антивещества, но физики не видят теоретических причин, по которым антивещество не могло бы существовать. Конечно, при соприкосновении крупиц антиматерии с обычной материей произошел бы немедленный взрыв. Этот взрыв был бы много сильнее взрывов атомных и водородных бомб, поскольку при взрывах бомб лишь часть их массы преобразуется в энергию. При соединении же материи с антиматерией фактически вся масса переходит в энергию. Сначала будет происходить рождение пи-мезонов и других частиц, затем эти частицы немедленно превратятся в нейтрино и фотоны, разлетающиеся со скоростью света. Это был бы взрыв максимально возможной силы.

Наука пока еще не нашла способа, которым можно было бы разбить вдребезги наш земной шар. Имеется много мыслимых путей для уничтожения всей жизни на планете, но еще не удавалось найти столь мощный источник энергии, который мог бы уничтожить всю Землю. Если бы удалось получить в достаточных количествах антивещество, оно и было бы таким источником. (Чтобы избежать взрыва, антивещество нужно было бы хранить в вакууме, строжайше изолировав от контакта с материей.) Не являются ли астероиды, мириады которых вращаются по орбите между Марсом и Юпитером, остатками планеты, где ученые умели получать антивещество? Может быть, природа распространяет жизнь на миллионы планет в надежде, что хоть где-нибудь появятся разумные существа, способные постигать тайны строения материи, не отправляясь при этом на тот свет. Планета, которая находилась сразу за Марсом, не выдержала проверки. Теперь на пороге великого испытания Земля.

Все это давно уже стало материалом для научной фантастики. Как только физики предсказали существование антиматерии, писатели-фантасты начали обыгрывать эту тему. (Сначала они называли ее «противоземной» материей, но термин этот не прижился.) Юноша встречает девушку из антимира: они целуются — взрыв и т. п. Очевидно, наша Галактика должна состоять целиком из обычной материи, но имеются и другие галактики, отделенные от нашей невообразимо большими расстояниями. Может быть, некоторые из них состоят из антиматерии? На этот вопрос нельзя ответить, изучая свет, который они посылают к нам, так как квант света фотон неотличим от своей античастицы. Любые же античастицы, вылетевшие к нам с такой антигалактики, неминуемо будут перехвачены и аннигилируют задолго до того, как приблизятся к Земле (исключение, возможно, составляют антинейтрино, с которыми мы познакомимся в гл. 23).

В созвездии Лебедя наблюдаются две галактики, которые, видимо, проходят одна сквозь другую и посылают при этом радиосигналы очень большой мощности. Некоторые астрономы склонны думать, что здесь имеет место столкновение галактики и антигалактики, — другие так не считают. Выдвигалось предположение, что на Землю могут время от времени падать метеориты, состоящие из антивещества, подобные тому загадочному объекту, который взорвался в Сибири 30 июня 1908 года, вызвав чудовищные разрушения без всякого следа метеоритных осколков. Это предположение кажется маловероятным, поскольку все метеориты приходят из нашей же Галактики и поэтому должны состоять из обычной материи.

Возможность создания небольших количеств антиматерии как горючего для межпланетных кораблей рассматривается учеными совершенно серьезно, хотя в настоящее время никто не имеет представления о том, как приступить к этому практически. Естественно, что это было бы одно из лучших мыслимых видов горючего. Например, антижелезо можно было бы намагнитить и с помощью магнитного поля хранить в вакууме, а затем с помощью какого-либо искусного приема по частям вводить в соприкосновение с обычным железом.

В 1956 году в газете «Сан-Франциско кроникл» была помещена речь Эдварда Теллера, в которой известный физик коснулся проблемы антивещества и упомянул, в частности, то обстоятельство, что при контакте с обычным веществом оно взрывается. Эта речь вдохновила Гарольда Фурса из Радиационной лаборатории Лоуренса на создание поэмы «Опасности современной жизни», напечатанной 10 октября 1956 года в журнале «Нью-Йоркер»:

В далеком уголке Вселенной

Был мир, темный и звездный.

Там, на клочке антивещества

Жил доктор Эдвард Антителлер.

Вдали от источников опасностей

(Какими для него были соприкосновения

с обычным веществом)

Он жил, ни о чем не заботясь,

Со своими антисемейством и антидрузьями.

Однажды утром, гуляя по берегу моря,

Он заметил огромный контейнер.

На нем были три буквы: КАЭ [49] Комиссия по атомной энергии США. .

Оттуда шагнул пришелец с Земли.

Крик радости разнесся над песками.

Двое, не подозревавшие, что они

смертельно опасны друг другу,

Бросились приветствовать друг друга.

Их правые руки встретились.

Все остальное было гамма-лучами.

Упражнение 15.Как мы узнаем в гл. 23, в настоящее время считается, что переход к антиматерии, кроме обращения знака заряда и направления магнитных осей, предполагает еще и перемену понятий «правого» и «левого». Попробуйте, исходя из этого, дать возможные толкования фразы: «Их правые руки встретились».