Элементарные частицы. Нейтрино.

Одним из главных участников процессов со слабым взаимодействием является нейтрино и его партнер — антинейтрино. По не только нейтрино отвечает за все медленные распады, много распадов обходится без нейтрино. Гипероны главным образом распадаются, излучая только пионы, гибель каонов также большей частью связана с их превращениями в пионы. Такие безнейтринные распады мы оставим без внимания (хотя и о них можно рассказать много интересного).

Нейтрино само по себе — совершенно необычное явление. У него нет массы покоя, так же как у фотона, но у него есть античастица. Долгое время ожидалось, что нейтрино истинно нейтральная частица и что, подобно фотону, оно одинаковым образом излучается при распаде нейтрона и при распаде антинейтрона. Оказалось, что это не так. Нейтрино похоже на маленький волчок, который летит всегда так, что ввинчивается в пространство, как винт с левой резьбой. Подобным образом летят снаряды из артиллерийских орудий или пули из нарезного ружья. Ясно, что направление вращения пули зависит от нарезки ствола. А вот нейтрино всегда вертится влево — природа «нарезала» все его источники одинаково. Если пуля останавливается, то ее вращение замирает; если она отскакивает рикошетом, ее вращение может измениться на обратное. Нейтрино нельзя остановить, оно либо исчезает совсем, либо летит с неизменной скоростью, равной скорости света. Если мы поймаем нейтрино от далекой галактики, то можем быть уверены, что оно совсем такое же, каким было в момент рождения (по крайней мере все так сейчас думают). Антинейтрино вертится, как правый винт, и этим оно отличается от нейтрино.

Хотя такое поведение частиц и казалось еще недавно необычным, сейчас все к этому привыкли, и новое поколение физиков вряд ли видит в этом нарушение каких-либо привычных представлений. Так что и нам не следует удивляться. Если бы вращение, или, как говорят, спиральность, нейтрино было бы единственным его свойством, то с этим можно было бы смириться. Однако оказалось, что существует не два, а четыре нейтрино, и к этому привыкнуть уже труднее.

Нейтрино помнит об обстоятельствах своего рождения. Оно никогда не изменит ни направления своего вращения, ни способность отличать электрон от мюона. Пользуясь примитивными представлениями о структуре частиц, невозможно даже представить себе, где записана информация о типе нейтрино и что в нейтрино отвечает свойству, которое мы обозначили индексом е или [х. На бумаге этот индекс было легко написать, а где он «написан» у нейтрино? Как природа ухитрилась поставить метку на частице, которая, как мы сейчас представляем, не имеет никакой структуры? Может быть, то, что мы хотели бы назвать структурой, лежит внутри области 10-16см? На этот раз физик оказывается в положении сыщика, который ищет нечто и даже не знает, на что это «нечто» должно быть похоже.