Светлый фон

Карты двух оставшихся значений 2/3 и –1/3 – это кварки, и это отдельная история. В светлой масти это u (или up) кварк и d (или down) кварк Они входят в состав протона и нейтрона, а потому сидят во всех атомных ядрах, т. е. везде вокруг нас, да и внутри нас. Если вы желаете предъявить протон или нейтрон, то вам необходимо собрать вполне определенные комбинации, причем только в одной, светлой, масти:

u d

 

 

Кварки двух других мастей – более массивные варианты двух светлых, и, будучи более массивными, они долго не живут. Собственно говоря, и из двух светлых по-настоящему стабилен только один, потому что второй обладает средним временем жизни около 900 с, превращаясь как (заряд справа и слева, как видим, один и тот же). В правой части – u-кварк, электрон и электронное антинейтрино, что общепринятым образом выражается как d u + e + ve. Это превращение не происходит, когда карты составляют «правильную комбинацию», а именно протон; в нейтроне, предоставленном самому себе, оно все-таки случается, из-за чего нейтрон превращается в протон, но внутри атомных ядер нейтроны такого в основном не делают, благодаря чему и существуют стабильные ядра[315]. Рекордсмен по скоротечности жизни – так называемый t (top) кварк он распадается в среднем через невыразимо короткие 5 × 10–25 с (за это время свет пролетает расстояние в полторы десятитысячные размера атомного ядра).

u d u e ve в основном t свет десятитысячные размера атомного ядра

Возвращаясь к протонам и нейтронам, из которых собраны все атомные ядра, полезно сложить значения карт в каждой из приведенных выше комбинаций: получаем электрический заряд протона 2/3 + 2/3 – 1/3 = 1 и нейтрона 2/3 – 1/3 – 1/3 = 0. Очень общее правило состоит в том, что запрещено показывать карты с дробным значением заряда: в природе кварки не присутствуют поодиночке, отдельный кварк нельзя «вынуть» из протона, нейтрона или другой частицы, в состав которой он входит; кварки присутствуют в мире лишь в комбинациях, удовлетворяющих нескольким условиям, среди которых важное (хотя и не единственное) – целочисленный (а не дробный) заряд. Целочисленные заряды можно собирать и другими способами: например, комбинация (где использованы карта и антикарта!) имеет заряд +1 и представляет собой положительно заряженный пи-мезон, а противоположная ей комбинация дает его античастицу с зарядом –1. Эти частицы играют роль передатчиков ядерного взаимодействия между протонами и нейтронами, но сами по себе они нестабильны. Пи-мезон с зарядом +1 живет в среднем 26 миллиардных долей секунды, после чего превращается главным образом в антимюон и мюонное нейтрино.