ГЛАВА 31. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ
§ 219. Термин «элементарная» частица
Вопрос о структуре тел относится к числу решенных. Тела состоят из электронов и ядер, ядра состоят из протонов и нейтронов. Таким образом, достаточно достоверным и точным будет утверждение: тела построены из трех типов частиц — электронов, протонов
и нейтронов. Вероятно, было бы справедливо удержать термин «элементарные» только для этих частиц.
Задачи, связанные со свойствами тел неживой и живой природы, сводятся к законам взаимодействия электронов и ядер. Мы знаем эти законы природы, и все физические явления могут быть ими объяснены, т. е. поведение тел может быть предсказано. Если количественные предсказания не удаются, то это означает лишь то, что из-за большого числа факторов явление не поддается математическому описанию.
Область физики, связанная с объяснением свойств тел через взаимодействия электронов, протонов и нейтронов, отчетливо отделяется от области, которую называют физикой элементарных частиц.
Изучение столкновений между частицами в космических лучах и ускорителях привело к открытию примерно 200 частиц, различающихся зарядом, массой и другими свойствами. В отличие, однако, от электронов и ядер, элементарные частицы этого типа обладают коротким сроком жизни и способностью к сложной цепи превращений.
Представляется, что рассмотрение с одной и той же точки зрения всех частиц является неверным. Элементарные частицы, за исключением трех «кирпичей» целесообразнее представлять как возбужденные состояния нуклона (общее название протона и нейтрона, которым мы уже пользовались). Для таких состояний принят термин — барион. Многие частицы и пары частиц аналогичны световым фотонам; они являются материальным выражением энергии, выделяющейся при возвращении системы из возбужденного в основное состояние. Мы видели в § 213, что излучение ядра может происходить не только в виде фотона, но и в виде пары электрон — антинейтрино. Ниже мы установим, что возбужденные нуклоны переходят в основное состояние еще большим числом способов, а именно излучением фотона, пары электрон — нейтрино, пары мюон — нейтрино, излучением пиона и излучением каона.
Надо думать, термин «элементарная частица» в том смысле, в каком он применялся до сих пор, существенно устарел. Мы сохраняем его, однако, не боясь недоразумений. В прилагательное «элементарный» уже давно не вкладывается содержание этого слова.
Ряд общих идей, касающихся взаимодействия частиц, изложен в первых параграфах этой главы. Познакомившись с ними, мы рассмотрим вид барионного спектра и изложим вкратце интересную схему кварков, помогающую изящно описать спектры барионов и мезонов.
