У И.М. Дмитриевский

На основе разработанного ранее магниторезонансного механизма слабых воздействий выполнен анализ фундаментальной симметрии, заключающейся в невозможности с помощью какого-либо природного процесса отличить левое от правого. Установлено, что 40-летнее убеждение в нарушении этой фундаментальной симметрии в ядерной физике - закона сохранения четности в слабых взаимодействиях - может оказаться ошибочным. Обоснована гипотеза, по которой видимое нарушение упомянутого фундаментального закона, например, в бета распаде, связано с не замкнутостью системы из-за не учета n (Z°-бозон)-компоненты реликтового излучения, нерегистрируемой современными экспериментальными методами и резонансно поглощаемой ядром. Указаны возможные ошибки в истолковании результатов экспериментов Wи S.L.. и др. по не сохранению четности и других подобных, а также экспериментов Rubbia С и др. по обнаружению промежуточных бозонов. Обнаруженная роль реликтового излучения носит фундаментальный и универсальный характер. Она является причиной явлений, считавшихся ранее спонтанными (например, радиоактивность). Солнечно-земные связи, установленные А.Л. Чижевским, космофизические флуктуации и корреляции по С.Э. Шнолю, ход времени по Н.А. Козыреву объясняются влиянием соответствующих компонент (переносчиков 4-х фундаментальных взаимодействий) реликтового излучения. Закономерности развития и динамика реликтового излучения определяют эволюцию биосферы и ноосферы от прошлого к будущему С позиций этой гипотезы удается по-новому подойти к разгадке причин, скрытых за фундаментальными принципами современной физики • принципа неопределенности и принципа относительности. Предложен тестовый эксперимент для проверки гипотезы. Предсказаны новые эффекты и следствия из рассмотренной концепции реликтового излучения.

Обычно физики стесняются говорить о том, что квантовая механика - странна и непонятна. Стесняются, наверное , потому, что она приводит к удивительным по точности совпадения с экспериментом результатам. И все-таки, согласитесь, достигается это непонятным для здравомыслящего человека образом. Не стеснялись этого признавать и ведущие специалисты в области квантовой механики: Р.Фейнман[1] - "...мне кажется, я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает... Если сможете, не мучайте себя вопросом: "Но как же так может быть?" Ибо в противном случае вы зайдете в тупик, из которого еще никто не выбирался. Никто не знает, как же так может быть" ; Абдус Салам [2]- "Похоже на то, что, заключив себя в рамки квантовой механики, мы построили себе дом без окон и дверей и с настолько высокими стенами, что ... не очень понятно, дом это или тюрьма" К.Мухин[3] - "... понять квантовую механику невозможно, к ней можно только привыкнуть" В наши дни парадоксы и недостатки квантовой физики обсуждают многие, в частности, Пенроуз[4] и Низовцев [5] подчеркивая в выводах необходимость развития новой концепции физики. Но в наше время не только укрепляется осознание условности квантовой механики, но и появляются новые идеи для выхода из кризиса прежних представлений. Достаточно серьезно, хотя и шутя, можно сказать, что квантовая физика - это “криминальная“ физика. В ее основе - нарушение фундаментальных законов. Принцип неопределенности, например, эквивалентен нарушению закона сохранения энергии. Придуман даже новый термин - "виртуальные" частицы, т.е. частицы, для которых нарушается связь энергии и импульса, выполняемая для реальных частиц. Теория электрослабого взаимодействия Вайнберга-Салама-Глешоу строится на основе нарушения другого фундаментального закона - закона сохранения четности.

Экологическое значение знания этих корреляций - огромно. Достаточно вспомнить, что еще древние китайцы создавали сельскохозяйственные календари, в которых на многие десятилетия вперед были расписаны виды на урожай различных сельскохозяйственных культур в разные годы. Исходя из них, можно было сказать в каком году какие культуры стоит сажать, а какие не стоит. Так эффективно и экономно решалась задача обеспечения населения продовольствием. Но, не смотря на большое практическое значение известных уже древним эмпирических зависимостей, до сих пор остается загадочным вопрос о лежащих в их основе первопричинах и механизмах их действия.

То, что процессы столь разной природы обнаруживали столь синхронную корреляцию указывало на то. что они, возможно, инициируются одним общим источником. Однако поиск такого единого источника путем перебора всех фиксируемых условий наблюдения флуктуаций оказался безуспешным. Оставалось предположить, что, если такой универсальный источник тем не менее существует, то он остается скрытым от нас. не фиксируемыми из-за собственной энергетической слабости и не достаточной чувствительности используемых нами приборов.

Но понимание механизма слабых воздействий встречало непреодолимые трудности. По оценкам Чернавского Д.С. [9] во всех предложенных механизмах не хватало коэффициента усиления слабого воздействия, равного, по крайней мере, 10⁴ . Именно такой коэффициент повышения эффективности воздействия слабого циркулярного поляризованного фотонного излучения по сравнению с неполяризованным удалось нам обнаружить экспериментально в 1985 году [8]. В основу предложенного нами магниторезонансного механизма слабых воздействий помимо этого экспериментального факта было положено явление возникновения источников поляризованного излучения по механизму ядерного магнитного резонанса - ЯМР (для ионов Н⁺, На⁺, К⁺ и др.), электронного парамагнитного резонанса - ЭПР (для свободных радикалов) и химической поляризации ядер и электронов (для тех же ядер и радикалов) в земном магнитном поле или других постоянных магнитных полях. Нашлись экспериментальные работы, которые подтверждали такое представление о механизме.

Универсальность развитого механизма позволяла использовать его и в других явлениях, в частности, при анализе неизвестных сторон механизма слабых взаимодействий в ядерной физике. На эту мысль наталкивали также естественное предположение о слабости воздействия нерегистрируемого агента, вызывающего (b -распад, и поляризация электронов распада, с которой можно связать высокую эффективность слабого воздействия, не смотря на его энергетическую малость. Поначалу было просто заманчиво подвергнуть весьма жесткому испытанию универсальность разработанного биофизического механизма, приложив его к явлению далекому от биологии. Но при проведении этого экстравагантного исследования мы были вознаграждены неожиданным установлением фундаментальной причины космофизических флуктуаций, которую мы вряд ли бы столь легко обнаружили, не обращаясь к слабым взаимодействиям в ядерной физике.

В то же время в самой физике радиоактивность уже давно поставила перед исследователями не менее удивительные загадки. В ядерной физике радиоактивность называют спонтанной (беспричинной), поскольку остается неизвестной причина ее возникновения. Формальное описание радиоактивности с использованием принципа неопределенности, туннельного эффекта позволяет достаточно точно вычислять характеристики радиоактивного распада, но естественно не решает вопроса о причине распада. Более того сама постановка вопроса о причинности в ядерной физике перешла в разряд дискуссионных из-за нашей, как мне представляется, сегодняшней неспособности разобраться в том,. что скрыто за принципом неопределенности. Старому спору Эйнштейна и Бора на эту тему не видно конца. Но еще более сенсационной и загадочной, чем спонтанная радиоактивность, оказалось обнаруженное в том же бета-распаде спонтанное нарушение четности. До этого никаких сомнений в справедливости фундаментального закона сохранения четности не было, и все физики считали, что ни одно природное явление или процесс не позволяют отличить левое от правого, сам процесс от его зеркального отражения. И вдруг бета-распад (и все слабые взаимодействия) опроверг эту уверенность. Для физиков это была сверхсенсация. И тем не менее физики с ней смирились, хотя отказываться от фундаментальных законов не в их правилах. Смирились, но до сих пор не знают механизма, нарушающего этот фундаментальный закон.

Переходя к проблеме не сохранения четности в слабых взаимодействиях, заметим, что прошло уже более сорока лет с тех пор, как в 1956 году Ли и Янг опубликовали статью [10], отмеченную Нобелевской премией уже в следующем после публикации году, в которой обратили внимание на возможное не сохранение Р-четности в слабых взаимодействиях. Конечно неприлично так поздно вновь обращаться к этому вопросу. Тем более, что эксперимент Ву [11] (тоже Нобелевская премия и столь же быстро), как и множество последующих экспериментов, выполненных по проверке идеи Ли и Янга, подтвердили обнаруженную ими закономерность.

Однако не смотря на все эти успехи физики слабых взаимодействий остается нерешенным принципиальный вопрос, ясно осознаваемый специалистами. Л. Б. Окунь[12], например, замечает: "Для проверки теории в полном объеме необходимо исследовать механизм спонтанного нарушения четности". К сожалению, в этом важном вопросе - за 40 лет не достигнуто ни малейшего прогресса. Дальше слов о спонтанном нарушении четности наше понимание упомянутого механизма не продвинулось ни на йоту. Следует также обратить внимание, что при той поспешности, с которой принималось решение о несохранении четности, остались незамеченными некоторые неточности в ряде заключений, вошедших потом в учебники. Я имею в виду решение "проблемы q -t ", с которой начался анализ слабых взаимодействий, приведший затем к идее о не сохранении четности. Как известно, эксперимент показал, что одна и та же частица K⁺-мезон распадается в одном из каналов K^+(q )® p ⁺ +p ⁰ с нарушением четности, в другом K^+(t )® p ⁺+p ⁺ +p - с сохранением четности.

В последующих обзорах по слабому взаимодействию эта проблема вроде бы снималась указанием на то, что распад каона в одном из каналов ( с сохранением четности) осуществляется за счет скалярного слагаемого в лагранжиане (V-А) • взаимодействия, а в другом ( с нарушением четности ) - за счет псевдоскалярного слагаемого. Строго говоря, такое указание следует воспринимать лишь как возможность. И против возможности, естественно, не может быть возражений. Но детальных теоретических расчетов, что эта возможность действительно реализуется, до сих пор, как ни странно, не опубликовано. Но и без точных расчетов ясно, что весьма маловероятно предполагать, что объяснить эту стопроцентную (!) разницу удастся с помощью “игры” различных по сохранению четности слагаемых в гамильтониане (V-А) - взаимодействия. Значительно правдоподобней ожидать, что такое 100% -ное различие в каналах распада К-мезона связано с принципиальными различиями причин распада, а не с “игрой” слагаемых гамильтониана. (Конкретно эти причины будут указаны ниже.) Таким образом, допущенная небрежность, выдающая возможность за действительность, не позволяет нам категорично утверждать, как это принято, что “проблема q -t “ решена окончательно.

Дополнительно к этому все авторы обзоров по слабому взаимодействию неоднократно указывали, что множитель (1+g ₅), который был введен в гамильтониан слабого взаимодействия современных теорий, не имеет внутреннего логического обоснования, а диктуется исключительно желанием согласовать выводы теории с результатами эксперимента. В этом смысле современная теория является полуэмпирической.

Приступим к поискам нерегистрируемой частицы (или частиц). Для определенности рассмотрим распад нейтрона - n+(x)® p+e^--+. Характеристики искомой (х)-частицы можно определить из законов сохранения четности, момента, энергии, электрического заряда и лептонного заряда. Что касается трех последних законов, то из эксперимента следует, что они уже выполняются для регистрируемых частиц. И, значит, для их сохранения нерегистрируемая частица (х) должна иметь электрический заряд Qx=0, лептонный заряд Lx =0, массу Mx @ 0 и энергию Ех @ 0. Что касается четности этой частицы, то ее можно найти из равенства четности замкнутой системы до и после распада:

Px.Pn.(-1)^lx.(-1)^ln=Рn .Ре.Рp.(-1)^ln .(-1)^le.(-1)^lp ,

где Р и l - внутренняя четность и орбитальный момент соответствующей частицы. Принимая во внимание, что в эксперименте было установлено не сохранение четности для регистрируемых компонент, можно найти значение вновь вводимого множителя Px.(-1)^lx, исходя из условия восстановления закона сохранения четности. Для этого необходимо, чтобы Px.(-1)^lx=-1. Ниже будет показано, что (-1)^lx=+1. С учетом этого внутренняя четность нерегистрируемой частицы - Px=-1. Заметим, что возможно и даже правильнее, как будет показано ниже, было бы пользоваться теоретическими значениями четностей частиц, не прибегая к экспериментальным результатам. Но и тот, и другой путь прежде приводили к одинаковым результатам. Именно это совпадение и служило основанием считать, что нарушение четности подтверждается экспериментально.

Нетрудно видеть, что полученным характеристикам отвечает не одна (я сознательно не использую бозон, выступающий здесь как виртуальная частица), а пара реальных частиц: нейтрино - антинейтрино. Действительно, заряд каждого из них равен нулю, и, следовательно, и суммарный их заряд Qx=0. Лептонный заряд нейтрино равен +1 и антинейтрино равен -1, что в сумме дает Lx =0. Наконец, масса каждого из них равна нулю, с точностью до споров о ничтожно малом отклонении ее от нуля, и, значит, сумма их масс Mx @ 0 . Чтобы удовлетворить условию Ех @ 0, следует признать, что с наибольшей вероятностью этой паре отвечают реликтовые пары нейтрино-антинейтрино со средней энергией 10^-3 эВ [13].

Что касается четности этой пары частиц, то, как известно, внутренние четности частиц с полуцелым спином - фермионов - неопределенны, но они противоположны четностям соответствующих античастиц и, следовательно, внутренняя четность пары нейтрино-антинейтрино Px=-1. Что касается множителя (-1)^lx в уравнении четности, который мы выше положили равным +1, то для пары нейтрино-антинейтрино орбитальный момент каждой из компонент пары одинаков и, следовательно, суммарный момент пары - четное число и, значит, действительно, (-1)^lx=+1. Нетрудно убедиться также и в том, что в рассматриваемой системе, дополненной парой нерегистрируемых частиц со спином 1/2, не возникает проблем с выполнением законов сохранения момента и импульса.

Таким образом, уравнение b -распада нейтрона, отвечающее описанному пониманию слабого взаимодействия, запишется в следующем виде: n+n ® p+e^--+. или n+n ® p+e. Объединение лептонов в пары имеет некий смысл, находящий свое оправдание в известных экспериментальных и теоретических исследованиях пары e. Что касается пары n , то ее природа нуждается в дополнительных исследованиях, но, по-видимому, это - то же не простая сумма независимых частиц, а скоррелированная пара, подобная паре фотонов, рассмотренной в известном парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена.

Подводя итог этой части рассмотрения, отметим, что предложенная модель не носит частный характер, а обладает достаточной общностью, одинаково применимой как к b -распадам, так и m - и t -распадам поскольку реликтовое излучение включает не только пары электронных нейтрино, но и соответствующие нейтрино для m - и t -частиц [13]; не идет в разрез с существующими достижениями физики слабых взаимодействий и при этом восстанавливает закон сохранения Р-четности, не входя в противоречие с известными данными экспериментов типа Ву, поскольку пара нейтрино-антинейтрино действительно не регистрируется в этих экспериментах. Что же касается обнаруженного в этих экспериментах не сохранения четности, то эту ситуацию мы проанализируем ниже, указав конкретные недостатки в интерпретации экспериментов.

Особо следует подчеркнуть важный шаг в изложенном рассмотрении -установление частицы (или частиц), отвечающих характеристикам, найденным из законов сохранения. С одной стороны здесь нам повезло больше, чем в свое время Паули. Не потребовалось прибегать к новым неизвестным частицам. Всем полученным характеристикам отвечает уже известная пара нейтрино-антинейтрино реликтового излучения со средней энергией 10^-3 эВ и средней концентрацией п=150 пар n /см³ [13], возникшего по гипотезе Большого Взрыва в начальный момент, остывавшего при расширении Вселенной и достигшего сейчас температуры в 2,7°К.

Не останавливаясь на других нетривиальных следствиях изложенной модели[14], согласующихся с уже известными закономерностями, рассмотрим уязвимое место предлагаемой "сумасшедшей" гипотезы. И, памятуя о предупреждении Н. Бора, подчеркнем, что именно этот момент, по нашему мнению, делает гипотезу "достаточно сумасшедшей", чтобы она стала истинной.

Действительно, если эти частицы (нейтрино-антинейтрино) обладают столь ничтожным сечением взаимодействия (10^-43 см², по современным данным), что не регистрируются известными нам методами, то как же они будут взаимодействовать с ядром и вызывать распад, происходящий с весьма значительной скоростью? И разве это не ставит под сомнение всю идею гипотезы?

Но корректны ли такого рода оценки? Давайте не будем спешить с утвердительным ответом. Проявим необходимый дух сомнения. Ведь эти бесспорные, на первый взгляд, оценки молчаливо основываются прежде всего на убеждении, что никаких особенностей в поведении сечения взаимодействия нейтрино в области столь малых энергий (5. 10^-4 эВ) -нет. Но ведь ни экспериментальных, ни теоретических оснований для такого утверждения мы не имеем. И надо признать, что убеждение в разумности подобных оценок основывается исключительно на ощущении так называемого "здравого смысла". Но за нашу доверчивость таким ощущениям мы расплачивались уже не раз.

С другой стороны, - предложенная модель b -распада, вытекающая из действия всех фундаментальных законов и имеющая своим следствием особенность в сечении взаимодействия именно для реликтовых нейтрино. Нейтрино других энергий по этой модели не вызывают b -распада вообще (иначе бы нарушался закон сохранения энергии). Это указывает на принципиальное различие в механизме взаимодействия реликтовых (10^-4 эВ) и высокоэнергетических нейтрино. При этом ясно, что неправомерно оценивать сечение взаимодействия в области реликтовых нейтрино экстраполяцией из области высоких энергий.

Но некорректность такого рода оценок - это не единственная общность, характерная для явлений слабых воздействий в различных областях естествознания. Главное, что объединяет эти явления в общенаучную проблему, - это все яснее просматривающаяся общность основных, существенных закономерностей механизма слабых взаимодействий, которые, по-видимому, носят универсальный характер для различных физических, физико-химических, биологических и даже экологических систем. Методически важно использовать эту общность, поскольку природа приоткрывает свои тайны ограниченно, разрозненно и в разных областях естествознания в разное время. Отрывочность и неполнота раскрываемых нами деталей требуют для появления более-менее ясного представления не пренебрегать элементами этой мозаики, добытыми в исследованиях феноменов слабых воздействий в различных областях естествознания.

При этом выяснилось, что проблема слабых воздействий различных физических факторов охватывает широкий круг неразгаданных задач в естествознании и связана с необходимостью обнаружения и раскрытия усилительного механизма, повышающего эффективность слабого воздействия. Но по оценкам Чернавского Д.С. [9] во всех предложенных к тому времени механизмах не хватало коэффициента усиления слабого воздействия, равного, по крайней мере, 10⁴.

Оказалось, что поляризованное излучение в 10⁴ раз более эффективно воздействует на объект по сравнению с неполяризованным. Для проявления этого усилительного механизма необходимо и достаточно выполнение двух условий:

2) излучение должно быть циркулярно поляризовано. С использованием этого усилительного механизма был предложен магнито-резонансный механизм слабых воздействий [8], который учитывает, что в явлении ядерного магнитного резонанса, базирующемся на эффекте Зеемана, за счет спинового расщепления энергетических уровней возникают источники поляризованного излучения.

Легко заметить практически полное сходство между этим биофизическим механизмом (эффективного преодоления мембранного барьера при активном транспорте ионов ) и механизмом слабого b -распада (эффективного преодоления W-бозоном соответствующего потенциального барьера, например, кулоновского барьера кварка, изменяющего знак своего заряда при b -распаде).

Важно, что упомянутый механизм обладает достаточной общностью, применим для широкого спектра явлений слабых воздействий и может быть без труда перенесен из области воздействия фотонов в область воздействия бозонов, подобно тому, как Ферми строил свою теорию слабых взаимодействий по аналогии с электродинамикой. Известное явление ЯМР - резонансное поглощение фотонов- должно также иметь место и в области слабых взаимодействий при аналогичном резонансном поглощении бозонов (или пар n ). В этом случае, впрочем, уместнее говорить о кварковом магнитном резонансе (КМР). Оценки показывают, что необходимые количественные условия для такого магнитного резонанса реликтовых нейтринных пар (Z-бозонов) действительно существуют. Для характерной средней энергии реликтового излучения (10^-3-10^-4 эВ) требуемое для резонанса расщепление энергетических уровней достигается при напряженности магнитного поля - Н=10⁷-10⁸ Гс, которая создается соседним кварком при расстояниях между кварками (1-10).10^-13 см, что согласуется с принятой кварковой моделью и размером нуклона.

Отметим также, что этот механизм открывает путь к решению вопроса о преимущественной поляризации электронов распада - загадки, по существу, эквивалентной несохранению четности. Кроме того, идея резонанса позволяет понять, почему b -распад, вызываемый реликтовыми, низкоэнергетическими нейтрино, не нарушающими закон сохранения энергии, не будет вызываться более энергетичными нейтрино.

Таким образом, перенесение упомянутого магнито-резонансного механизма слабых воздействий в область слабого b -распада не вызывает серьезных затруднений. Достаточно разработанный аппарат теории ЯМР здесь может быть полностью использован.

Однако сама гипотеза подсказывает один простой и достаточно доступный эксперимент. Для необходимого снижения плотности потока резонансных нейтрино можно использовать тот же b -активный изотоп. Он будет поглощать именно тот энергетический набор нейтрино, который и вызывает b -распад, и, стало быть, освобождая нас от необходимости выяснения и подбора условий резонанса, автоматически обеспечивает локальное понижение плотности потока резонансных нейтрино. Таким образом, скорость распада изотопа должна уменьшаться по мере проникновения в глубину объемного образца b -активного изотопа (например, в толще геологического месторождения какого-либо изотопа или внутри активной зоны реактора).

В соответствии с изложенной моделью скорость распада b -активного образца определяется плотностью потока пар нейтрино-антинейтрино (j ) и сечением взаимодействия этих пар с данным изотопом (s ) при условии достаточно малого размера образца, когда ослаблением потока нейтринных пар можно пренебречь. С другой стороны, эта же активность в соответствии с общепринятым подходом определяется постоянной распада l (или периодом полураспада Т_1/2)Таким образом, dN/dt=Nl =Ns j , где N - число атомов b -активного изотопа. Отсюда s =l /j .

Плотность потока j можно оценить по концентрации реликтовых нейтрино n=150 n /см³ [ 7] и их скорости, равной скорости света, j =nс=4,5^.10^{12 n} /см²с. Заметим, что это грубая оценка, поскольку точное значение j зависит от средней энергии и ширины резонанса и энергетического спектра реликтовых нейтрино. Кроме того, в написанном выше уравнении вероятность перехода из резонансно возбужденного в конечное или промежуточное состояние системы без достаточных обоснований положена равной единице. При учете этих уточнений s может только увеличиться.

Учитывая, что Т_1/2 для b -активных изотопов изменяется от 10^-2с до 10¹⁸ лет [ 7] , получим s » 10^-11ё 10^-39 см² и, соответственно, макроскопические сечения (для средних характеристик плотности r =1г/см³ и атомного номера А=100) S » 10^12ё 10^-15 см^-1. Принимая экспоненциальное ослабление плотности потока, получим для толщины изотопа, ослабляющей поток в е раз, х» 10^-12ё 10¹⁵ см. К примеру, для b -изотопа с Т_1/2=10³ лет величина х» 2,4 см. Однако следует иметь ввиду, что помимо этого эффекта в реальной действительности имеет место и сопутствующий ему эффект увеличения потока реликтовых нейтрино за счет возникающего при поглощении градиента. Этот диффузионный поток будет существенно нивелировать обсуждаемый эффект поглощения, хотя и не компенсировать его полностью. Поэтому для уверенной регистрации эффекта уменьшения скорости распада требуются существенно большие толщины. Именно этим объясняется отсутствие случайного обнаружения этого эффекта на протяжении многих десятков лет.

Проведение подобных предлагаемому экспериментов позволит решить вопрос о зависимости скорости b -распада от внешнего нерегистрируемого и не учитываемого фактора.

Возвращаясь к предложенному выше тестовому эксперименту, заметим, что, если предсказанный эффект и предложенная модель слабого взаимодействия подтвердится, то это не только реабилитирует закон сохранения Р-четности в b -распаде, но и откроет реальные перспективы в области новой интерпретации экспериментов по распаду каонов и нарушению СР-четности.

В рамках предложенной модели, не изменяя общности (универсальности) описанного здесь подхода к восстановлению закона сохранения четности, при котором поглощение одной пары нейтрино-антинейтрино изменяет четность на (-1), можно предложить новое объяснение “проблемы q -t “, возникшей при исследовании распадов каонов.

Распад каона на два p -мезона (с нарушением четности в прежних представлениях) обусловлен поглощением одной пары нейтрино-антинейтрино в предлагаемой модели с сохранением четности (К⁺+n ® p ⁺ +p ⁰; К⁰+n ® p + + p - ); а распад каона на три пиона (с сохранением четности в прежних представлениях) отвечает поглощению двух пар нейтрино-антинейтрино в предлагаемой модели, что также сохраняет четность (К+ + n + n ® p + + p + + p ; K 0 + n + n ® p 0 + p - + p + ).Таким образом в рамках предложенного подхода решается “проблема q - t “. И помимо этого объясняется возникновение короткоживущего (К_{S= K 0 , ± + n} ) и долгоживущего (К_{L= K 0 , ± + n} + n ) каонов без обращения к искусственному постулату о двух состояниях К₁ и К₂ , предложенному Гелл-Маном[1б], позволившему формализовать описание распадов, но не раскрывшему физических причин, скрытых за этим формализмом.

Интересно также отметить, что экспериментально обнаруженная, но необъяснимая в прежних представлениях разность масс К_L и К_S -D m @ 10^-5эВ в соответствии с предлагаемой моделью определяется энергией резонансно поглощенной пары реликтовых нейтрино, которая действительно согласуется по порядку величины с приведенным значением D m. Примечательное соответствие!

Не станем останавливаться на других интересных свойствах К-мезонов. Отметим лишь, что рассматриваемая модель позволяет по новому подойти к вопросам не сохранения странности, смешивания состояний К⁰ и анти-К⁰ и т.д.

Обнаруженное нарушение CP-четности [17], когда в экспериментах с нейтральными К-мезонами К_L в некотором числе случаев распадается как К_S, с измененной четностью, можно объяснить следующим образом. В соответствии с изложенной выше моделью магнито-резонансного поглощения реликтовой нейтринной пары (Z-бозона) возможен также обратный переход из состояния К_L в К_S, подобный магнитной релаксации в ЯМР, с излучением виртуального Z-бозона при взаимодействии с “решеткой” (этот процесс представляется более реальным, чем вариант с поглощением третьей нейтринной пары). В таком представлении вполне естественно, что масштаб нарушения СР-четности существенно меньше стопроцентного нарушения Р-четности.

Указанный процесс релаксации К_L в К_S вкупе с процессами К_S +n ® К_L и другими подобными, а также распадами К_L и К_S и являются физической причиной динамического изменения соотношения К_L и К_S, воспринимаемого как осцилляции каонов.

Кстати говоря, не редко даже выдающиеся физики допускают ошибки в истолковании нарушения закона сохранения четности. Так, например, Намбу [18] пишет: "Не сохранение четности обычно объясняют тем, что в реальном мире существуют только левые нейтрино и правые антинейтрино, (с. 173) ... при зеркальном отражении левая поляризация нейтрино переходит в правую. Таким образом природа не стремиться поддерживать неизменной четность (с. 88)". Однако такая природная асимметрия не имеет ничего общего с нарушением закона сохранения четности. Никто, ведь, не делает подобного вывода из известной асимметрии в живой природе (почти 100%-ное преимущество L-аминокислот и D-сахаров, левостороннее расположение сердца и т.п.). Та же ошибка допускается и при истолковании экспериментов типа Ву. Нередко можно встретить утверждение, что асимметрия вылета электронов распада в этом эксперименте подтверждает нарушение закона сохранения четности. Само по себе это не корректно. Вывод о нарушении закона сохранения четности связан не с отсутствием симметрии вылета электронов, а с несоответствием "зеркального отображения" пускай и нс симметричного вылета электронов с результатами зеркального эксперимента. Подобное несоответствие, по мнению авторов, наблюдается в эксперименте Ву и ему подобных. Известно, что по разному ведут себя при зеркальном отражении полярные векторы (импульс, вектор-потенциал, напряженность электрического поля и т.д.), которые меняют знак, и псевдовекторы (орбитальный угловой момент, спин, напряженность магнитного поля и т.д.), которые знака не меняют. Исходя из этого при инверсии координат взаимное направление спина ядра и импульса электронов распада не сохранится, что вступает в противоречие с результатами зеркального эксперимента. Единственная рассматриваемая тогда возможность для устранения этого противоречия связывалась с предположением о симметричном вылете электронов. Но эксперимент показал, что вылет электронов носит явно асимметричный характер. Отсюда и родилось утверждение, что асимметрия вылета электронов равнозначна нарушению закона сохранения четности. Нужно заметить, что других возможностей устранить названное противоречие и таким образом спасти фундаментальный закон до снх пор найти не удавалось. Но в связи с предложенной новой моделью такая возможность возникает. По новой модели, основанной на ядерном (кварковом) магнитном резонансе, поглощение реликтовой нейтринной пары требует постоянного магнитного ноля в относительно узком диапазоне, создаваемого в месте расположения одного из кварков магнитными моментами соседних кварков. Этого возможно достичь лишь при фиксированной внутренней структуре нейтрона, подобной структуре молекулы химического соединения. Расположение кварков внутри нейтрона может быть задано полярными векторами взаимного расположения d-u кварков и d-d кварков относительно спина нейтрона. Для нас сейчас важно, что из этих представлений о структуре нейтрона и правил зеркального отражения векторов и псевдовекторов следует, что зеркальное отражение нейтрона не эквивалентно самому нейтрону. А это означает, что появляется новая возможность иной интерпретации зеркального эксперимента. Эта возможность связана с некорректностью проведенных экспериментов, заключающейся в неполном зеркальном отражении исследуемой системы, в частности, в зеркальном эксперименте вместо зеркально отраженной нестабильной частицы используется сама эта частица.

То, что в реальном мире мы нс обнаруживаем зеркально отраженной распадающейся частицы для проведения корректного эксперимента, нс может служить оправданием для ошибочного истолкования некорректного эксперимента. Понятно, что с этих позиций мы не будем иметь адекватных условий и в Р-отраженном эксперименте Ву, поскольку этот эксперимент осуществляется с обычным, а не Р-отраженным кобальтом. Этим несоответствием и будет объясняться кажущееся несохрансние четности в эксперименте. Ясно, что эксперимент с обычным, а не зеркально отраженным кобальтом сводится практически лишь к повороту обычного кобальта с помощью магнитного поля, и при этом ничего другого, кроме сохранения прежнего направления вылета электронов по отношению к спину ядра, н нельзя было ожидать.

Таким образом, естественно и непротиворечиво удается не только теоретически восстановить закон сохранения четности в слабых взаимодействиях, но и объяснить результаты фундаментальных экспериментов также без нарушения этого закона. При этом рассмотренные новые модельные представления и их следствия не вступают в противоречие и не отменяют ни одного из достижений современной физики слабых взаимодействий, а, напротив, открывают новые возможности в раскрытии загадок, ранее не поддававшихся разрешению. Например, проблема m -е универсальности. Опыт показывает, что во всех известных взаимодействиях мюон участвует в точности так же, как электрон, отличаясь от него только массой. Существование m -е универсальности ставит перед теорией элементарных частиц важную и до сих пор не решенную проблему: поскольку принято считать, что масса частиц имеет полевое происхождение (т.е. определяется взаимодействиями, в которых участвует частица), то непонятно, почему электрон и мюон, обладающие совершенно одинаковыми взаимодействиями, столь различны по своей массе. Ответа на этот вопрос с точки зрения предложенной нами модели надо искать во внутренней структуре мюона, как более сложной частицы. Она, надо полагать, будет аналогична кварковой структуре нуклона, например, состоять из нескольких электронов и позитронов или других неизвестных нам частиц. При этом распад мюона будет вызываться резонансным поглощением соответствующей нейтринной пары реликтового излучения по механизму электронного парамагнитного резонанса в полном соответствии с изложенной моделью без каких-либо принципиальных дополнений. Эта модель, по крайней мере, позволяет наметить некоторые новые пути исследования для ответов на поставленные вопросы. Надо исследовать внутреннюю структуру мюона, его большая по сравнению с электроном масса связана с энергией связи составляющих его частиц, помимо разницы масс важное различие между мюоном и электроном в том, что первый распадается, а второй, как истинно элементарная (несоставная) частица не распадется и т.д. Полностью аналогичный подход применим и к t -мезону.

Уже из этого примера видно, какими эвристическими возможностями обладает рассматриваемая гипотеза. Но прежде, чем переходить к глобальным следствиям, вытекающим из нее, необходимо остановиться на последней важной для нас проблеме из области слабых взаимодействий, - обнаружение промежуточных бозонов и их массах. Дело в том, что измеренная в эксперименте масса бозона хорошо совпадала с теоретически предсказанной. Теоретики же, поначалу, предсказывавшие существование без массовых калибровочных полей, затем при развитии современной стандартной теории, основанной на нарушении закона сохранения четности получали бозоны с массой » 100 ГэВ. При этом согласно стандартной теории возникновение массы у промежуточных бозонов происходит именно при так называемом спонтанном нарушении симметрии. Отсюда понятно, что мы никак не можем оставить без внимания столь впечатляющее экспериментальное подтверждение стандартной теории, включающей в себя нарушение закона сохранения четности. В этой ситуации для нас был только один выход - обратиться к ревизии работы [23] , очередной работы по слабым взаимодействиям, отмеченной Нобелевской премией. Эта безусловно уникальная работа оказалась также не свободной от не строгостей и неясностей, преследующих с 1956 года работы по слабым взаимодействиям.

Прежде всего отметим, что подтверждение теоретических предсказаний в эксперименте [23], не является столь однозначным, как принято считать, поскольку вариант интерпретации и анализа эксперимента на основе без массового бозона не рассматривался ( повидимому, под гипнозом теоретических предсказаний). Нужно также обратить внимание, что непосредственно W- и Z-бозоны не регистрировались, а их существование лишь домысливалось из регистрируемой в эксперименте пары e (точнее лишь электрона этой пары). Но ведь результатам эксперимента абсолютно не противоречит версия, по которой пара e может быть образована непосредственно, а не через распад предполагаемого, но не наблюдаемого W-бозона. В этом случае масса покоя заменяющей бозон пары в 10⁵ раз меньше предсказываемой теорией массы W-бозона. Важно заметить, что именно парное образование позволяет удовлетворить законам сохранения энергии и импульса даже при нулевой массе покоя этой пары, в то время как для одиночного бозона удовлетворить этим законам можно только за счет определенной массы покоя бозона, эквивалентной энергии безмассовой пары. Кроме того схема слабого взаимодействия через промежуточный W-бозон вступает в противоречие с законом сохранения энергии, т.к. m_w » 100 ГэВ, а энергия пары e, например в b -распаде, не превосходит, как правило, » 10 МэВ. И, наконец, время жизни предполагаемого W-бозона оценивается как 10^-24 с, что опять таки не согласуется с характерным временем слабого взаимодействия, по крайней мере, на 14 порядков большим оцененной величины [13]. Эти соображения заставляют вернуться к более строгому анализу экспериментов по так называемому обнаружению W- и Z-бозонов и не рассматривать их опубликованную интерпретацию [23], как однозначное подтверждение концепции нарушения закона сохранения четности. Эксперименты на встречных протон-антипротонных пучках [23] допускает, как указано выше, принципиально другое истолкование.

В дополнение к сказанному о модели слабого взаимодействия хотелось бы обратить внимание на возможность аналогичного подхода к объяснению спонтанного g -излучения атомных ядер за счет влияния реликтового фотонного излучения. Поглощением какого излучения вызывается альфа-распад предстоит еще выяснять, пока ответить на этот вопрос не представляется возможным. Но путь поиска ответа остается прежним: искать в реликтовом излучении переносчики сильного взаимодействия - глюоны. Аналогично этому за эффекты слабого гравитационного взаимодействия должны быть ответственны переносчики последнего из четырех известных фундаментальных взаимодействий -гравитоны. Таким образом для полного описания эффектов слабых воздействий в различных природных явлениях следует рассматривать и учитывать влияние всех тех компонент реликтового излучения, которые являются переносчиками фундаментальных взаимодействий, участвующих в данном природном явлении.

Можно высказать предположение, что за основополагающим принципом квантовой механики - принципом неопределенности - скрыто неосознаваемое до сих пор влияние реликтового излучения. По крайней мере, открывается возможность объяснения этого принципа с точки зрения обычной статистики взаимодействий. При уменьшении времени измерения D t будет уменьшаться число взаимодействий с реликтом и возрастать, флуктуации числа взаимодействий - D n по отношению к среднему значению- n. Именно эти возросшие флуктуации при рассмотрении малых интервалов времени и не позволяют пользоваться как раньше средними характеристиками взаимодействий, что, по существу, и находит свое отражение в принципе неопределенности. Аналогичный подход может быть использован для выяснения сущности и другого фундаментального принципа современной физики - принципа относительности Эйнштейна-Лоренца.

Из установленной фундаментальной первопричинной роли реликтового излучения следует, что новая парадигма должна включать зависимость всех природных событий от влияния компонент реликтового излучения. Такая концепция не может не шокировать всех нас, привыкших к естественному убеждению, что все исторические события есть результат независимого сознания людей, отдельных групп и лидеров. А тут вдруг само сознание испытывает зависимость от колебаний концентрации реликтового излучения, чему мы привычно не придавали никакого значения. Впрочем вспомним, что впервые этот щок “сильные мира сего” должны были испытать от установленных А.Л. Чижевским физических факторов исторического процесса (разумеется, при условии, что “сильные мира” столь же умны, сколь и сильны). Но А.Л. Чижевский установил лишь корреляцию различных природных и общественных процессов, не найдя их первопричины. Поэтому все попытки прогнозирования будущего развития на основе этих корреляций и выявленных циклов, подобных циклам Чижевского в истории, Кондратьева в экономике и т.д., принципиально не могут привести к 100%-ой достоверности. Такой подход, по существу, основывается на средних характеристиках, полученных из анализа ближайшего прошлого и экстраполяции этих характеристик на будущее. Условность использования средних характеристик иллюстрируемая, например, периодами циклов солнечной активности. При среднем значении периода 11 лет истинные значения колеблются от 7 до 14 лет и сейчас не прогнозируются. Именно по этому даже лучшие программы прогнозирования по экстраполяционной методике средних характеристик, например, программа изменений индекса Dwo-Jones имеет достоверность 70-80% по рекламным заявлениям ее авторов. Использование же концепции реликтового излучения, как первопричины будущих изменений, открывает путь приближения к 100 % достоверности.

Новая парадигма, основанная на реликтовой концепции, указывает также путь выхода из глобального энергетического, экологического и др. кризисов. Этот путь связан с использованием характерных для природы слабых управляющих сигналов взамен силовых воздействий, которые до сих пор были преимущественно характерны для развития нашей цивилизации. Эффективность природного механизма в 10⁴ раз выше нежели механизма, используемого в технике.

4 Penrose R. Shadows of the mind. A search for the missing science of consciousness.- Oxford, 1994, - XVI, 457p.

7 Шноль С.Э.,Намиот В.А., Жвирблис В.Е. и др.”Возможная общность макрофизических флуктуаций и скоростей биохимических и химических реакций, электрофоретической подвижности клеток и флуктуаций при измерениях радиоактивности и фликер шумов” Биофизика 1983, т. 28, с. 153.

10 Lee T.D., Yang C.N. “Question of parity conservation in weak interaction”, Phys. Rev., 1956, v.104, p.254.

11 Wu S.L. at al., “Experimential test of parity conservation in beta decay”, Phys. Rev., 1957, v.105, p.1413.

17 Christenson J.H., Cronin J.W., Fitch V.L.,Turlay R. Evidence for the 2p decay of theK⁰₂ meson Phys. Rev. Lett. 1964,13, р.138

23 Rubbia C. Ехреrimental Observation of the Intermediate Vector Bosons W- , W+ and Z⁰ . Nobel Lecture,Stockholm, 11 December< 1984. Copyright, The Nobel Foundation 1985.