Удивительные числа Вселенной

Гелл-Манн назвал придуманные частицы кварками, Цвейг — тузами, но это было одно и то же. Из этих кирпичиков построены протоны, нейтроны, пионы и все остальные адроны. Сейчас нам известно шесть типов кварков: верхний, нижний, странный, очаровательный, истинный и прелестный[113]. Все они фермионы, некоторые легче других, обладают различным электрическим зарядом и другими квантовыми свойствами, например изотопическим спином, очарованием и странностью. При объединении трех кварков получается частица, которая называется барионом; к барионам принадлежат, например, протон и нейтрон. Мезоны (к которым относится, например, пион) состоят из двух кварков. Различные комбинации кварков обеспечивают разные свойства частиц. Например, протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего. Кварки имеют дробные электрические заряды, — например, верхний кварк имеет заряд +²/₃, а нижний — ¹/₃. Отсюда вытекает, что протон имеет единичный положительный заряд. Нейтрон состоит из двух нижних кварков и одного верхнего, поэтому оказывается электрически нейтральным.

^{Базовая структура протона и нейтрона. Они состоят из верхних и нижних кварков различного цвета, соединенных вместе глюонами}

В этот момент призрак Паули должен что-то прошептать вам на ухо. Кварки — это фермионы. Как может протон содержать два верхних кварка — иными словами, два одинаковых фермиона? Разве это не запрещено принципом исключения? Безусловно, запрещено, и это было бы невозможно, если бы два верхних кварка были действительно одинаковыми. Но это не так. Кварки также могут обладать разными цветами: красным, зеленым или синим. Соответственно, если один верхний кварк в протоне красный, другой должен быть либо зеленым, либо синим. Конечно, этот цвет не имеет ничего общего с тем, что мы обычно называем цветом; это просто название для нового типа заряда. Фейнман был не в восторге от этой двусмысленности и заявил, что эти «физики-идиоты», должно быть, «не способны придумать какие-нибудь замечательные греческие слова» для этого нового причудливого признака.

Возможно, это была насмешка над Гелл-Манном. У этих двух ученых, офисы которых в Калифорнийском технологическом институте находились всего в нескольких дверях друг от друга, были непростые отношения. Фейнман часто высмеивал страсть Гелл-Манна к тому, чтобы давать названия вещам. Однажды он рассказал историю о том, как Гелл-Манн пришел к нему в пятницу, отчаянно пытаясь придумать хорошее название для нового типа частиц в своей работе. Фейнман дерзко предложил назвать их словом quack («шарлатан, обманщик»). В следующий понедельник взволнованный Гелл-Манн подошел к нему и сказал, что нашел идеальное слово, увидев в романе Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану» фразу: «Три кварка для мастера Марка».

Так что не предложенный Фейнманом quack, а quark.

Возможно, Гелл-Манн Фейнману и не нравился, однако нет сомнений, что Фейнман чрезвычайно его уважал. В 2010 году мне выпала честь побывать на конференции в Сингапуре, посвященной восьмидесятилетию Гелл-Манна. Она собрала множество звезд, — во всяком случае, так казалось фанату физики вроде меня. Помимо Гелл-Манна, присутствовали еще три лауреата Нобелевской премии: Герард Хоофт, с которым мы познакомились в главе «TREE(3)», ученик Гелл-Манна Кеннет Вильсон и китайский физик Янг Чжэньнин, также известный под именем Фрэнк Янг (которое он взял в честь американского ученого Бенджамина Франклина). Там был и Джордж Цвейг. И все же, хотя Гелл-Манна окружало множество самых острых умов из новейшей истории физики, он выделялся на их фоне. Он излучал такие уверенность и интеллект, которых я никогда не видел ни до, ни после. Признаюсь, я был немного одержим знаменитостями. Гелл-Манн на тот момент был последним представителем золотого поколения физиков. Человеком, который препирался с Фейнманом в Калифорнийском технологическом институте, который в сорок лет стал лауреатом Нобелевской премии, а в последующие годы легко мог получить еще две или три. Его интеллектуальные способности намного превышали способности обычных людей. К девяти годам он запомнил Британскую энциклопедию, а во взрослом возрасте свободно говорил по крайней мере на тринадцати языках.