Все оказалось чрезвычайно сложней. Подтвердилось гениальное предвидение В. И. Ленина о неисчерпаемости электрона. Сейчас известны элементарные частицы двухсот с лишним видов. Большинство из них нестабильны, то есть вскоре после возникновения самопроизвольно распадаются, превращаясь в другие частицы. Многие существуют всего лишь… триллионные доли секунды!
Теперь стало ясным, что элементарные частицы далеко не элементарны. Уже получены многочисленные экспериментальные данные, подтверждающие гипотезу о составном строении большого числа частиц.
Вполне логично, что ученые пытаются разобраться в этом потоке элементарных частиц, классифицировать обитателей микромира, привести их пестрое разнообразие к определенному порядку и единству.
Заманчиво найти новые «кирпичики» материи, если старые — атомы, а затем электроны, протоны и нейтроны — «раскрошились», перестав считаться «неделимыми», превратились в сотни различных элементарных частиц.
Сперва было подмечено, что подавляющее большинство элементарных частиц «живут» как бы семьями-мультиплетами, в основном по 8, иногда по 10 видов частиц. Все они вроде бы «близкие родственники», схожи по многим признакам, хотя и носят различные «фамилии», имея определенные различия.
Это уже была победа. Ибо, зная, в каком мультиплете находится малоизученная или предполагаемая, но неизвестная частица, можно по свойствам остальных, более известных «родственников» рассчитать ее данные.
Теоретическое обоснование мультиплетным объединениям дали советский ученый М. А. Марков и затем американец М. Гелл-Манн. Подобно тому как любое вещество, скажем железо, может принимать при определенных условиях твердое, жидкое, газообразное, плазменное состояние, также и ядерное поле в различных условиях принимает свое устойчивое состояние, которое и проявляется в форме определенных элементарных частиц.
В 1964 году произошло чрезвычайно важное событие. Был открыт омега-минус-гиперон. Ученые-физики ликовали. Впервые была найдена реальная элементарная частица, существование которой заранее предсказывалось определенной «пустой клеточкой» в одной из групп мультиплетных семей элементарных частиц.
В то время как в мультиплетах обычно обитает не менее 8 схожих частиц, образовывалась предполагаемая семья всего с тремя родственниками. Это было очень странно. Но вместе с тем если отбросить три непонятные, к тому же практически не найденные частицы, то нарушается стройность всей таблицы.
М. Гелл-Манн решился признать три непокорных частицы (и такие же три античастицы, наделенные противоположными зарядами). Поскольку они невидимки и их не изучали в реальной жизни, он попробовал теоретически рассчитать свойства этих частиц. Получилось что-то невероятное!
Начать хотя бы с того, что у них оказался… дробный электрический заряд. Еще школьный учитель объяснил нам, что элементарная частица — носительница электрического заряда — сохраняет его при любых, самых чудовищных воздействиях. При этом учитель говорил, что существует наименьшая из возможных «порция» электричества — заряд электрона.
Непонятное с дробностью заряда… Но и это еще цветочки по сравнению с загадкой массы тройки странных частиц. Она у них огромна — раз в десять тяжелее протона, общепризнанного чемпиона тяжелого веса микромира. Дальше… Тяжелое порождает легкое. Странные сверхтяжелые частицы преобразуются в частицы несравненно более легкие. При этом не менее 97 процентов первоначальной массы (а значит, и энергии) должно переходить в другое состояние материи. При термоядерных процессах на Солнце подобный переход не превышает 0,7 процента.
Три странные гипотетические частицы были названы кварками. «Кошмары» и «безумства» трех странных частиц напомнили М. Гелл-Манну безумного трактирщика-короля, героя романа Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану». В этом произведении, преследуя трактирщика-короля, чайки-судьи кричат пронзительно, загадочно и страшно: «Три кварка мистеру Марку… Три кварка, три кварка…»
