Все это так, но природа заготовила ловушку. Рецепт годится, если мы твердо знаем, что у собеседника — обитателя другого мира — по проводам движутся электроны, а его кобальт состоит из протонов и нейтронов. Если мы в этом не уверены, то в принципе возможно, что у нашего друга по проводам текут позитроны, а кобальт есть не кобальт, а антикобальт и его ядро состоит из антипротонов и антинейтронов.
История, которую рассказал Гарднер, окончилась на том, что результатов повторения опыта By может быть два. Либо в другом мире все построено, как и у нас, из электронов и нуклонов, и тогда правый винт там будет такой же, как у нас. Либо другой мир устроен наоборот и ядро «кобальта» в нем состоит из антипротонов и антинейтронов, а его оболочка — из позитронов, и тогда все это «сооружение», с нашей точки зрения, надо назвать антикобальтом. В этом случае посланное описание опыта привело бы к ошибке и винт, который по результатам испытаний был бы зачислен в правый, «на самом деле» оказался бы левым — «на самом деле» в том смысле, что, если бы винт прислали к нам, он оказался бы по геометрической форме таким же, как наш левый винт.
Значит, в описании есть пробел. Оно обладает неприятной двузначностью: одно и то же испытание с одним и тем же результатом пройдет и левый винт, сделанный из вещества и правый винт, сделанный из антивещества.
Не поможет и нейтринный канал; мы не в состоянии объяснить, из какого источника получено это нейтрино: ведь антикобальт излучает нейтрино, а кобальт—антинейтрино. Для того чтобы понять, какое нейтрино было поймано, надо опять-таки знать разницу между миром и антимиром.
Такое удивительное положение отражает «комбинированную симметрию» мира, существование которой было обнаружено Ландау. Но природа, приготовив ловушку, предусмотрела и выход из нее. Несколько лет назад, в 1964 году, на конференции в Дубне два американских физика, Кронин и Фитч, сообщили, что частица, которая называется K02-мезон, распадается на три пиона:
Это сообщение вызвало сенсацию. Оно означало, что ландаувская симметрия неточна, что в мире есть процессы, в которых она нарушается!
Дело в том, что существуют два нейтральных каона — мезон K01 и мезон K02. Они, как говорят, истинно нейтральные частицы, каждый из них совпадает со своей античастицей (как фотон или как нейтральный пион π0). Поэтому в мире и антимире К0 одинаковые. Отличаются они между собой тем, что K01 распадается на два пиона, а K02, как уже говорилось, — на три. K02 более «живучий». Его среднее время жизни примерно 10–8 сек, в то время как K01 живет всего 10–10 сек. Распады K01 → 3π или К → 2π невозможны в мире с ландаувской симметрией, так же как из кобальта в нашем мире не может вылететь нейтрино!
И вдруг все оказалось не так. K02 распадались примерно в одном случае из 1000 на 2π. После этого их даже переименовали: стали называть долгоживущий КL и короткоживущий КS. Короткоживущий почти всегда распадается на два пиона:
и очень редко — на три. Долгоживущий распадается почти всегда на три пиона:
и очень редко — на два.
Свойства нейтральных каонов очень поучительны, но рассказать о них довольно трудно[63]. Для нас сейчас интересно то, что открытие распада КL → 2π позволило решить и проблему «Озма».
63
Очень полезно прочесть гл. 9 в восьмом выпуске «Фейнмановских лекций по физике», в которой подробно рассказано о каонах.