Наконец, сюрприз №3 – вскрытие погребения мастера-литейшика под курганом в географическом центре Каргалов. Захороненные останки принадлежали еще по существу мальчику: его возраст антропологи определили между двенадцатью и тринадцатью с половиной годами. По всей видимости, он только что прошел обряд инициации, когда подростка перевели в «разряд мастеров». Литейная форма для боевого втульчатого топора была намеренно расколота и положена у левого виска. Подобный медный топор мог иметь лишь человек высокого ранга, например, племенной вождь. Радиоуглеродный анализ бревна от березового перекрытия его могильной ямы показал дату захоронения: 4900-4600 лет назад.
Через пять тысяч лет после открытия Каргалов и через три тысячи лет после совершенно необъяснимого ухода горняков и металлургов с этого богатейшего драгоценными рудами места здесь появились российские промышленники. Столкнувшись с неисчислимыми тысячами древних шахт и штолен, они были буквально потрясены размахом и умением древних вести горные работы: «тут в старину с таким искусством горная работа производилась, что и нынешние штейгеры и горные служители лучше того не делают!». И не мудрствуя лукаво промышленники XVIII века новой эры с первых своих шагов стали углублять свои проходки в шахтах XVIII века до новой эры. Наверное, это и было невольным признанием самой высокой рациональности в технологии и умении организации горных работ у древних!
Однако в бытии горняков и металлургов бронзового века параллельно протекала и активно бурлила иная жизнь. То были порой весьма непонятные и скрытые от посторонних взглядов деяния, которые мы относим к сфере иррациональной, то есть как бы неразумной. Неразумной лишь с нашей точки зрения. Потому что без нее жизнь древних почти всегда теряла всякий смысл. Понимание этой стороны их бытия очень и очень сложно. Но об этом – в следующем номере.
Неитрино открывает „ свои тайны
Американские экспериментаторы в лаборатории имени Ферми под Чикаго обнаружили тау-нейтрино, последнюю частицу, которой не хватало для завершения таблицы фундаментальных блоков строения материи.
Японские физики доказали, что нейтрино имеют массу.
Как мы не раз писали на страницах журнала, в соответствии со Стандартной моделью взаимодействия, все элементарные частицы состоят из шести кварков и шести лептонов. Из кварков состоят те частицы, которые участвуют в сильных взаимодействиях (они связывают протоны и нейтроны в ядра) и слабых, а лентоны – только в слабых. Кварков шесть – u, d, s, с, b, t, последний из них был открыт всего несколько лет назад, кстати, все в той же лаборатории имени Ферми. Имена их – «ир»-верхний, «down – нижний, «stranger-странный, «charme»-очарованный, «bottom»-«beaty»-прелестный, «top»-«truth»- истинный – хорошо известны нашим постоянным читателям. Лептонов тоже шесть – электрон, мюон, тау- лептон, и у каждого из этих трех лептонов – свое нейтрино, которые так и называются – электронное нейтрино, мюонное и тау-лептонное нейтрино. Кроме того, у каждой из перечисленных частиц есть античастица (у электрона, к примеру, это позитрон) – итого 24. Это, так сказать, кирпичики микромира. Есть и переносчики взаимодействий. Хорошо знакомый всем фотон – переносчик электромагнитного взаимодействия. Промежуточные бозоны – W и Z – переносчики слабого взаимодействия. Восьмерка глюонов – переносчики сильного взаимодействия. Все эти частицы были постоянными гостями на наших страницах и в 80-е, и в 90-е годы. И вот, наконец, заключительный аккорд.
Частицы бывают заряженные и нейтральные. Заряженные частицы в эксперименте обнаружить гораздо легче, потому что когда они летят через вещество, то своим зарядом как бы «сдирают» электроны с атомов этого вещества и оставляют за собой след, похожий на тот (конечно, только по внешнему виду, а не по размеру и физической сущности), что остается за самолетом. По размеру этого следа и другим его параметрам экспериментаторы судят о том, что за частица его оставила. С нейтральными сложнее – они не оставляют за собой следа, и судить об их существовании можно только по следам, которые оставляют за собой заряженные частицы, возникшие от распада нейтральной. С нейтрино – еще сложнее, потому что это самая легкая частица изо всех, и ей просто не на что распадаться. Таким образом, о существовании нейтрино можно судить только одним способом – когда она налетает на ядро и взаимодействует с ним. И тут – третья сложность: все нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом, они могут лететь километры и тысячи километров через вещество без взаимодействия. Так что поймать нейтрино считается самой сложной задачей в мире элементарных частиц.
За регистрацию электронных нейтрино, потоки которых приходят к нам от Солнца, Клайд Коуэн и Фредерик Райнес получили Нобелевскую премию по физике (это главная награда в мире физики, которая вручается один раз в год за самое значительно открытие прошедших лет). За открытие мюонного нейтрино Леон Ледерман, Мелвин Шварц и Джек Штайнбергер тоже получили Нобелевскую премию. С тау-нейтрино все было еще сложнее потому, что тау- лептоны самые тяжелые, и они очень редко рождаются. Американский экспериментатор Мартин Перл из Стэнфорда, также получивший за открытие тау- лептона Нобелевскую премию, всегда подчеркивал: «Открытие тау-нейтрино очень важно и очень увлекательно».
Суть проблемы в том, что по структуре взаимодействия частиц они входят в него парами: если есть электрон, то обязательно должно быть и электронное антинейтрино, если есть мюон, то должно быть антинейтрино мюонное, а тау- лептон появляется только в сопровождении своего антинейтрино. Все эксперименты в течение последних лет двадцати доказывали справедливость Стандартной модели взаимодействия, в ней не хватало лишь последних кирпичиков. Мало кто сомневался в том, что тау-нейтрино существует, но если бы его не удалось отыскать, то рухнуло бы все стройное здание современной теории элементарных частиц. Так что искать стоило.
На поиски пустилась интернациональная экспериментальная группа физиков из США, Японии, Южной Кореи и Греции. Десять лет длилась погоня, и наконец-то она завершилась удачей! Эксперимент назывался DONUT ( по первым буквам слов в английской фразе «Direct Observation of the NU Таи» – прямое наблюдение тау-нейтрино). В 1997 году с помощью ускорителя «Тэватрон» через экспериментальную установку было пропущено колоссальное количество нейтрино. По расчетам теоретиков, среди них должно было быть не менее триллиона (это миллион миллионов) тау-нейтрино. Установка зарегистрировала около шести миллионов событий. Кстати, современная экспериментальная установка – это сложнейшее многоэтажное (длиной 15 метров) и многослойное сооружение. После тщательного анализа всей зарегистрированной на различных частях установки информации (анализ продолжался более трех лет) ученые отобрали тысячу кандидатов на рождение и распад тау-лептона. Кандидатами они называются потому, что на этом этапе анализа нельзя сказать с уверенностью – то или не то. На втором этапе в анализ включаются мощнейшие компьютерные ресурсы, и после многократных гипотез и многоступенчатых проверок было отобрано четыре события, которые несомненно указывают на то, что тау-лептон родился и распался на другие частицы, среди которых есть тау-нейтрино. Все авторитеты и эксперты мира элементарных частиц сходятся в том, что такой грандиозный труд и важнейший результат должны быть вознаграждены Нобелевской премией.
Конечно, на этом открытии наука не кончается, просто пройден ее важный этап – завершено строительство таблицы элементарных частиц и подтверждена существующая модель их взаимодействия.