35. Сегодня, 27 июня 1967 года, в Киеве Виктор и Зоя назовутся мужем и женой.
О сохранении структур
30 октября – 17 декабря 1967 года
Введем одновременно следующую совокупность состояний. Во-первых, произвольное однонейтронное состояние x. Во-вторых, два однонейтронных состояния для свободных нейтронов, которые в начальный момент локализованы в различных точках A и B и имеют противоположные ориентации спинов; обозначим эти состояния через A
и B
. Очевидно, при изменении перечисленных состояний связанные с ними волновые пакеты никогда втроем не перекрываются, так как во время такого перекрытия эти состояния не могли бы быть заполнены, т.е. не были бы нейтронными состояниями[11]. В-третьих, всевозможные неизменные состояния S системы, состоящей из протона, электрона и антинейтрино.
В начальный момент заполним x нейтроном в возрасте 15 минут, A нейтроном в возрасте 10 минут и B нейтроном в возрасте 5 минут. Прочие состояния оставим свободными. В соответствии с принципом неразличимости тождественных частиц, состояние нашей системы не изменилось бы, если бы мы поменяли состояниями два последних нейтрона. Полагая, что начальное состояние системы при отсутствии посторонних вмешательств полностью определяет все ее последующие состояния, мы приходим к выводу: состояние нашей системы в будущем не зависит от того, произвели ли мы в начальный момент указанную перестановку или нет.
Однако через 10 минут, т.е. после распада двух более старых нейтронов по схеме n
p+e+ῦ, состояние системы может быть записано в виде
0x, 0A, 1B, ….1S1, ….1S2, ….0S3 ….
во втором случае, или в виде
0x, 1A, 0B, ….1S1, ….0S2, ….1S3 ….
в первом; здесь цифра слева от обозначения состояний указывает число находящихся в нем материальных объектов. Даже оставляя в стороне протон, электрон и антинейтрино, мы видим, что для совпадения выписанных состояний необходима равнозначность 0A и 1A, а также 1B и 0B. Это позволяет считать, что освобожденное состояние, а, значит, и его волновая функция имеют какой-то физический смысл.
Известно, что обычная волновая функция описывает поле, которое не обладает реальностью, но характеризует вполне реальную частицу. Именно последняя придает этой функции физический смысл. Почему же в такой случае она сохраняет его и после исчезновения частицы? Очевидно, потому, что с этого момента реальность приобретает само поле.
Рассмотрим переменную область Т, в которой перекрываются расползающиеся волновые пакеты состояний A и B. Согласно отмеченному выше, проникновение в нее поля, возникшего после распада самого старого нейтрона, невозможно. Так как оно взято произвольно, мы медом сказать, что никакое реальное нейтронное поле но может проникнуть в область T, она изолирована от всех таких полой.
Предположим, распад среднего по возрасту нейтрона происходит уже после появления области Τ. До этого распада поместим в разные ее точки несколько экземпляров материала, из которого непременно возник бы нейтрон. (таким материалом могут служить, например, достаточно сближенные и мало энергичные протон и отрицательный пион: p+πn+π0). Но ни один из них не образует нейтрона до тех пор, пока существует средний нейтрон; зато сразу же после его распада из всех экземпляров возникают нейтроны[12] с такой же ориентацией спинов, как у распавшегося; заметим, что оставленное им реальное поле контактирует с материалом, а с возникновением нейтронов исчезает.
Таким образом, пока материал изолирован от реального поля, образование соответствующих частиц невозможно; с другой стороны, поле, коснувшись материала, тотчас же исчезает в частицах.
Мы не можем представать себе аналогичный мысленный эксперимент с бозонами, так как подобным образом нельзя создать область, изолированную от реальных бозонных полей. Однако естественно предположить, что и в этом случае распад частицы сопровождается возникновением соответствующего реального поля, которое, найдя подходящий материал, воплощается в таких же частицах; и что описывается оно той же волновой функцией, какая отвечала бы первоначальной частице, если бы та не исчезла.
11
Если бы трем нейтронам отвечали перекрывающиеся волновые пакеты, при определении их координат и спиновых ориентаций два могли бы оказаться в одной точке с одинаково направленными спинами, что противоречило бы запрету Паули.