Каоны КL и КS рождаются вместе, когерентно, так что, согласно законам квантовой механики, они могут интерферировать друг с другом, подобно свету. Это значит, что распад пучка каонов, в котором есть и КL и КS, происходит не так, что каждый из сортов мезонов распадается независимо. Число распадов в единицу времени не равно просто сумме количества распадов КL, происходящих по закону
где n(КS) — число имевшихся КL при t=0, и количества распадов КS
а отличается от этой величины либо в большую сторону (конструктивная, положительная интерференция), либо, в меньшую (деструктивная, отрицательная интерференция)[64].
Вот этот знак интерференции и поможет нам когда-нибудь договориться с далеким собеседником. Надо лишь добавить в описание опыта еще следующие пункты:
5. Измерьте количество распадов на 2π в пучке нейтральных каонов на определенном расстоянии от места их рождения. (Эффект зависит от «возраста» каонов.)
6. Определите знак интерференции.
7. Сравните с результатами такого же опыта на Земле.
8. Если результаты совпадут, вы Живете в мире таком же, как наш, если нет, то ваш мир — антимир в нашем понимании. Вот и все!
И все же природа загадала нам новую загадку. Нигде, кроме мира каонов, не удалось найти нарушений ландаувской симметрии. Почему это так? Какой смысл в существовании столь редкого события, как распад КL → 2π? Правда, ему уже нашли применение. Изучая интерференцию, удалось установить, что КL-мезон тяжелее КS и эта разность составляет 10–5 электроновольта — 1/5 · 1013 от средней их массы:
Это самая маленькая разность масс частиц, которая сейчас известна; она отвечает примерно мухе, которая уселась на здание Московского университета!
Как всегда, решение одной задачи порождает новые. И последней задачи никогда не будет.
Ответы на упражнения
1. В русском алфавите асимметричны буквы Б, Г, Ё, И, Й, Л, Р, У, Ц, Ч, Щ, Ъ, Ь, Ы, Я.
2. У куба девять плоскостей симметрии. Три из них параллельны граням, а шесть проходят через противоположные ребра.
3. Выбор правого направления резьбы отражает предпочтение к правому, проявляющееся в особенностях анатомического строения человеческого тела. Если держать отвертку в правой руке, то в направлении «по часовой стрелке» можно развить гораздо большее вращающее усилие, чем в противоположном, поскольку в этом случае работает более мощная двуглавая мышца плеча. Кроме того, при этом основание большого пальца лучше прилегает к рукоятке отвертки и делает завинчивание более удобным. (Я признателен доктору Харви П. Коппелю из нью-йоркской Высшей медицинской школы, обратившему мое внимание на оба эти обстоятельства.)
4. Все предметы, за исключением хоккейной клюшки и вилки, асимметричны.
5. Повернув голову, вы увидите на стене позади себя «bum». В зеркале же вы прочтете слово «mud».
6. На верхних гранях игральных костей (сверху вниз): 5, 3, 1.
7. И мужчины и женщины привыкли застегивать плащ на себе. Застегивая же двубортный плащ на ком-нибудь другом, мужчина скорее всего будет застегивать его таким образом, чтобы та сторона плаща, которую он держит в левой руке, оказалась сверху; и плащ будет застегнут зеркально по сравнению с тем, как он привык застегивать его на себе.
8. В кубе каждая из четырех осей симметрии третьего порядка проходит через два диаметрально противоположных угла.
9. Ромбоэдрон имеет три плоскости симметрии, каждая из которых проходит через две противоположные стороны.
10. Модель молекулы метанола имеет лишь одну плоскость симметрии.
11. Слово ДОХВ с обратной стороны стеклянной двери читается ВХОД.
12. Действительно, односторонние поверхности являются «неориентируемыми». Это означает, что антисимметричная фигура может быть обращена в противоположную себе при перемещении по такой поверхности.
13. В результате описанной процедуры получают всего лишь магнит с северным полюсом, расположенным справа. Если не сообщить жителю Венеры, что такое «правое» и «левое», то он не будет знать, какой конец магнита мы называем северным.
14. Невозможно поставить все стаканы вверх или вниз дном. Вначале нормально стоит нечетное число стаканов. Если перевернуть в обычное положение два опрокинутых стакана, то число нормально стоящих стаканов увеличится на два и останется нечетным. Если же перевернуть два нормально стоявших стакана вверх дном, то число стаканов, стоящих вниз дном, уменьшится на два и опять-таки останется нечетным. Наконец, если взять два противоположно стоящих стакана и перевернуть их, то, очевидно, число нормально стоящих стаканов не изменится. Отсюда можно видеть, что никакими парными переворачиваниями число нормально стоящих стаканов не может быть сделано четным. Поскольку всех стаканов шесть, то есть четное число, то расположить их все нормально невозможно. Аналогичное рассуждение доказывает, что невозможно добиться того, чтобы все стаканы стояли вверх дном.
64
Ясно, что интерференцию распадов можно наблюдать только вблизи от ускорителя, где еще есть нераспавшиеся