— Не стоит говорить об этом столь категорично. Известно, например, что взаимодействия релятивистских ядер подчиняются новой закономерности мира элементарных частиц — масштабной инвариантности.
Главный узел из самых животрепещущих проблем физики высоких энергий завязался сейчас в теоретическом моделировании тех процессов, в которых при столкновении двух нуклонов рождается большое количество новых частиц.
Реакции множественного рождения, как величают их физики, — наиболее интересный результат общения между нуклонами с самыми большими энергиями. Изучению этих сложнейших процессов микромира и посвящают большую часть своего времени экспериментаторы, работающие на самых крупных ускорителях. Они еще и еще раз убедились в том, что и эти реакции происходят по строгим законам сохранения зарядов, энергии, импульса и что фундамент физики по-прежнему непоколебим.
Но ученых не устраивает роль наблюдателей тех чудес, что преподносит иногда природа, когда они вводят в строй очередной сверхмощный ускоритель. Физики сами хотят предсказывать эти чудеса. А вот орудия предсказания — теории — они не имеют.
Получается противоречие. С одной стороны, теории не создать до тех пор, пока не будет решен вопрос о внутренней структуре адронов и не будут выявлены особые закономерности процессов множественного рождения частиц, а с другой — невозможно, не имея теории, разобраться в закономерностях взаимодействия двух нуклонов больших энергий.
Так или иначе, но проблема множественного образования адронов в процессах сильных, электромагнитных и слабых взаимодействий занимает сегодня центральное место в физике высоких энергий.
Несмотря на то, что интенсивное теоретическое и экспериментальное изучение этого вопроса началось сравнительно недавно, развитие этой перспективнейшей области физики уже вызвало к жизни новые фундаментальные понятия, оригинальные подходы, смелые гипотезы.
Тринадцать лет назад академик М. Марков обратил внимание на то, что при глубоко неупругом рассеянии электронов и нейтрино на протонах, то есть в электромагнитных и слабых взаимодействиях при больших энергиях, протон должен вести себя как точечный объект.
Через 6 лет американский теоретик Дж. Бьёркен высказал предположение, что вероятность глубоко неупругого рассеяния электронов должна обладать свойством масштабной инвариантности, то есть зависеть не от размера протона и массы сталкивающихся частиц, а только от соотношения их импульсов.
Эксперименты, поставленные на Стенфордском электронном ускорителе в 1969 году, подтвердили это предположение. Неожиданная особенность взаимодействия частиц больших энергий и навела Р. Фейнмана на мысль о точечной структуре нуклонов. В предложенной им модели адроны содержат бесконечное множество элементов с исчезающе малыми размерами, которые получили название партонов.
Гипотеза о партонах бурно обсуждается в настоящее время. Правда, как заметил А. Балдин, вместо формул пока обычно рисуют картины, напоминающие абстрактную живопись. И зачастую автор очередной картинки, пожалуй, сам не вполне понимает, что он рисует, а слушатели делают вид, что понимают. В этом нет ничего странного. На переднем фронте науки о микромире, где знание борется с абсолютным незнанием, истина выкристаллизовывается далеко не сразу.
Сейчас твердо можно сказать, что нуклоны состоят из каких-то более элементарных сущностей. Вся проблема в том, как описать эту реально существующую сложную структуру адронов. Не исключено, что это удастся сделать на основе кварковой модели. Но существует и другой подход к этой проблеме.
Группа сотрудников Лаборатории теоретической физики ОИЯИ под руководством профессора А. Тавхелидзе, опираясь на представление о нуклоне как о куске особой адронной материи, сумела доказать, что масштабная инвариантность, обнаруженная первоначально в электромагнитном взаимодействии электрона с протоном, должна также проявиться в глубоко неупругих процессах, при сильных и слабых взаимодействиях между частицами.
Масштабная инвариантность обусловлена внутренней структурой элементарных частиц и является важнейшим проявлением свойств адронной материи.
«Безразмерность» тех внутренних сущностей, которые принимают на себя энергию при глубоко неупругих процессах, допускает толкование ядерных реакций и в рамках партонной модели, и в том случае, когда протон представляется как сплошной протяженный объект.