будет невозможно, создал общую теорию формирования энергии в звездах, согласно которой Солнце могло считаться невероятно ярким источником нейтрино111. Если говорить коротко, то все звезды получают энергию путем ядерного синтеза, маленькие ядра – в основном отдельные протоны и альфа-частицы – связываются вместе, образуя более крупные ядра, и практически каждый шаг этого цикла создает нейтрино (как заметил теоретик в области солнечных нейтрино Джон Бакал, «те же ядерные реакции, которые создают нейтрино, заставляют светить наше Солнце»112). Подавляющее большинство из примерно триллиона нейтрино, проходящих сквозь ваше тело, пока вы читаете эти строки, родилось на ближайшей к нам звезде. Разумеется, нейтрино делают это днем и ночью, поскольку проходят сквозь нашу Землю так же легко, как пуля сквозь туман.
К этому моменту вам уже наверняка очевидно, что хорошие физики способны опередить своих коллег на десятилетия, и это вдвойне справедливо в области нейтринной физики, где прогресс идет медленно и для достижения успеха требуются огромные усилия. Уже в 1940-е годы, задолго до экспериментального открытия частицы, о ней было известно очень много. Впрочем, это знание не подкреплялось достаточным количеством фактов и поэтому вызывало вполне разумные сомнения. К примеру, считалось, что ядерные реакторы должны излучать антинейтрино, а Солнце – нейтрино.
Это были первые дни физики элементарных частиц. Странные новые создания появлялись почти каждый год, в основном благодаря инструментам по изучению космических лучей, расположенным на горных вершинах. Их классифицировали по группам, и постепенно ученые начали формулировать новые правила их поведения.
В 1945-м – в том же году, когда Понтекорво изобрел свой метод выявления, – теоретики Абрахам Пайс и Кристиан Мёллер придумали термин «лептон», от греческого слова lep («легкий»). Это позволило им дать характеристику самым легким из известных частиц – электрону и нейтрино. Помимо сравнительно небольшого веса (в то время считалось, что нейтрино вообще не имеет веса), лептоны также отличались от нуклонов тем, что на них никак не влияло сильное ядерное взаимодействие; они были подвержены лишь слабому.
Одно из первых новых правил было связано с понятием «сохранение лептонов». Давайте внимательнее рассмотрим процесс бета-распада, позволивший Паули выдвинуть идею нейтрино. Когда нестабильное ядро углерода‑14 преобразуется в ядро азота‑14, нейтрон превращается в протон и возникает лептон в виде электрона. Поскольку раньше в этой картине не было лептонов, принцип сохранения лептонов предполагает, что нейтрино, возникающее вместе с электроном, должно иметь форму антилептона или антинейтрино. Поэтому нейтрино, придуманное Паули, фактически представляло собой античастицу. А поскольку именно эта форма бета-распада имеет место в ядерных реакторах, эти последние испускают античастицы, причем в больших количествах.
Нейтрон, меняющийся
