| Cząstki z próżni |
|
|
| Cząstki z próżni
|
|
|
| ożna też inaczej ująć to zagadnienie. Wyobraźmy sobie, że cała przestrzeń, nawet pusta, zalana jest cząstkami – wszystkimi, jakich przyroda w swej nieskończonej mądrości może dostarczyć. To nie jest wcale metafora, tylko jedna z konsekwencji teorii kwantowej, zgodnie z którą cząstki rzeczywiście nieustannie pojawiają się w przestrzeni i znikają. Wszystkie te cząstki – najrozmaitszych rodzajów i rozmiarów – trwają tylko przez mgnienie oka. Pojawiają się i szybko znikają – prawdziwy jarmark kipiący aktywnością. Jak długo wszystko to dzieje się w pustej przestrzeni, w próżni, nic się nie dzieje. Jest to przykład kwantowej dziwaczności, ale być może w ten sposób uda nam się wyjaśnić, co się dzieje w trakcie zderzeń. Tu para powabnych kwarków (pewien rodzaj kwarka wraz z odpowiednim antykwarkiem) pojawia się i znika, tam piękny kwark i jego antypiękny brat. O, patrz, a tam, co to takiego? Wszystko jedno: pojawiają się jakiś X i jakiś anty-X, coś, o czym nie mamy pojęcia w 1993 roku.
|
| Tym chaotycznym szaleństwem rządzą jednak pewne zasady. Liczby kwantowe pojawiających się cząstek muszą w sumie dawać zero – zero próżni. Inna zasada: im cięższe obiekty, tym rzadziej się zdarza ich efemeryczne zaistnienie. „Pożyczają” energię od próżni, by trwać przez najmniejszą część sekundy, i zaraz znikają, gdyż muszą zwrócić pożyczkę, zanim upłynie czas określony przez zasadę nieoznaczoności Heisenberga. I oto dochodzimy do kluczowego aspektu całego zagadnienia. Jeśli uda nam się doprowadzić energię z zewnąrz, to wirtualne istnienie zrodzonych z próżni cząstek może przemienić się w rzeczywiste istnienie, które można wykryć w komorze pęcherzykowej albo przy użyciu licznika. Jak dostarczyć tę energię? No cóż, jeśli wysokoenergetyczna cząstka, która dopiero co opuściła akcelerator i poszukuje nowych cząstek, może sobie pozwolić na zapłacenie tej ceny – to znaczy, jeśli jej energia jest równa przynajmniej masom spoczynkowym pary kwarków czy innych iksów – to spłacony zostanie dług zaciągnięty wobec próżni i możemy powiedzieć, że nasza przyspieszona cząstka stworzyła parę cząstek. Oczywiście, im cięższe są te cząstki, które zamierzamy stworzyć, tym więcej energii potrzebujemy od maszyny. W częściach A-tom oraz I wreszcie Boska Cząstka spotkamy wiele cząstek, które powołano do istnienia w ten właśnie sposób. Trzeba też dodać, że stworzone przez teorię kwantową wyobrażenie próżni wypełnionej wirtualnymi cząstkami ma także inne, eksperymentalne konsekwencje: na przykład cząstki te modyfikują masę i własności magnetyczne elektronów i mionów. Gdy dojdziemy do eksperymentu „g minus 2”, omówimy to dokładnie.
|
|
