Бозон Хиггса. От научной идеи до открытия «частицы Бога». Джим Бэгготт
Читать онлайн книгу.
но также и друг с другом.
К концу лета они выработали решение. Но это было решение с целым набором новых задач.
Во-первых, методы перенормировки, столь успешно использованные в КЭД, были неприменимы к теории поля, которую изобрели Янг и Миллс. Хуже того, член нулевого порядка в разложении возмущения указывал, что частицы поля должны быть безмассовыми, как фотон. Но в этом содержалось внутреннее противоречие. Гейзенберг и японский физик Хидэки Юкава еще в 1935 году предположили, что частицы короткодействующих сил, таких как сильное взаимодействие, должны быть «тяжелыми», то есть это должны быть большие, массивные частицы. Безмассовые частицы поля для сильного взаимодействия не имели никакого смысла.
Янг вернулся в Принстон. 23 февраля 1954 года он провел семинар по проделанной вместе с Миллсом работе. Среди слушателей был Оппенгеймер, а также и Паули, которые перебрались в Принстонский университет в 1940 году.
Оказалось, что Паули раньше уже рассуждал подобным же образом и пришел к таким же противоречивым умозаключениям касательно массы частиц поля. Впоследствии он отказался от этого подхода. Когда Янг записывал на доске свои уравнения, Паули подал голос.
– Какова масса этого поля B? – громко спросил он, предвосхищая ответ.
– Я не знаю, – несколько неуверенно ответил Янг.
– Какова масса этого поля B? – настойчиво повторил Паули.
– Мы думали над этим вопросом, – сказал Янг. – Он очень сложный, и пока мы не можем на него ответить.
– Это слабое оправдание, – проворчал Паули[32].
Растерянный Янг сел, и все почувствовали себя очень неловко.
– По-моему, надо дать Фрэнку продолжить, – сказал Оппенгеймер.
Янг продолжил лекцию. Паули больше не задавал вопросов, но был раздражен. На следующий день он оставил Янгу записку: «Сожалею, что вы почти исключили для меня возможность разговаривать с вами после семинара»[33].
Эта проблема просто никак не решалась. Без массы частица янг-миллсовской теории поля не укладывалась в физические предсказания. Если частицы безмассовые, как предсказывала теория, они должны быть такими же вездесущими, как фотоны, однако таких частиц никто никогда не наблюдал. Обычные методы перенормировки не работали.
И все же это была хорошая теория.
«Идея была красивая, и ее следовало опубликовать, – писал Янг. – Но какова масса калибровочной частицы?
У нас не было никаких уверенных выводов, одно только раздражение из-за того, что [этот] случай оказался гораздо более запутанным, чем электромагнетизм. Исходя из физики, мы склонялись к мнению, что заряженные калибровочные частицы не могут быть безмассовыми»[34].
Янг и Миллс опубликовали доклад с описанием своих результатов в октябре 1954 года. В нем они писали: «Здесь мы подходим к вопросу
Об этом случае Янг рассказал на Международном симпозиуме по истории физики частиц в Батавии, штат Иллинойс, май 1985. Цит. по:
Цит. по: