ЗНАК ВОПРОСА 2002 № 04 - Александр Сергеевич Алексеев

Разошлись, как в море корабли…

Такое положение было в 1999 году. Но как сообщил совсем недавно журнал «Сайнс», в двух местах одновременно удалось зафиксировать уже целый атом. Произошло это в том самом Институте стандартов и технологий, где недавно были созданы сверхатомы — конденсат Эйнштейна — Бозе, состоящий из замороженных почти до абсолютного нуля частиц, сваленных в общую кучу. (О том, что при сверхнизких температурах атомы и частицы ведут себя не так, как обычно, разговор нужен отдельный.)

Согласно описанию, операция по раздвоению атома выглядела так. Группа физиков во главе с Кристофером Монро мощным лазерным импульсом отодрала от атома калия один из двух внешних электронов. В результате нейтральный атом превратился в положительно заряженный ион, а стало быть, и может реагировать на электромагнитные взаимодействия.

Чтобы оперировать дальше, атом надо было обездвижить. Тот же лазер короткими импульсами в противофазе сковал тепловые движения, и температура атома упала почти до абсолютного нуля. Атом поместили в электромагнитную ловушку, где другой лазер — осторожно и деликатно — коснулся лучом второго, еще оставшегося на своей орбите электрона.

При этом у электрона были равные шансы завертеться волчком как по часовой стрелке, так и против нее. Экспериментаторы лишили его права выбора. Лазерный луч посылался таким образом, что электрон превратился в своего рода крутильный маятник, вращавшийся попеременно то в одну, то в другую сторону.

Дальше начинается, казалось бы, уж чистой воды фантастика. Еще одна манипуляция лазерным лучом, деликатное прикосновение к самому ядру, и два атомных состояния — одно, тяготевшее к вращению по часовой стрелке, а второе — к вращению против — были разведены в пространстве. Разошлись они, как в море корабли, правда, на куда меньшее расстояние — всего на 83 нанометра. В микроскоп такую дистанцию не разглядишь, но на интерференционной картине уже видно: вот след одного атома, а вот другого.

Призраки все же существуют?

Столь хитроумный, но вместе с тем не представляющий вроде бы ничего сверхъестественного эксперимент наводит между тем на весьма странные выводы и предположения. Судите сами.

Согласно экспериментам американских физиков получается, что электроны и атомы нашего мира могут иметь нечто вроде призрачных теней-двойников. Но призраки, извините за невольный афоризм, это уж признаки потустороннего мира.

Но где размещается царство теней? То самое Зазеркалье, о котором человечество говорит, пожалуй, со времен возникновения цивилизации… Как ни удивительно, современная физика, похоже, готова дать ответ и на этот вопрос.

Вспомните: в своей нобелевской речи, произнесенной в 1933 году, английский физик Поль Дирак нарисовал картину сосуществования двух миров во Вселенной — привычного нам и противоположного ему антимира, в котором все наоборот — электроны несут положительный заряд, левое оказывается правым и т. д.

В тот момент экспериментально были обнаружены лишь антиэлектроны, или позитроны. Но последующие эксперименты показали справедливость утверждений Дирака — ныне антиподы обнаружены практически у всех известных нам элементарных частиц.

Получило подтверждение и другое высказывание английского теоретика: знаменитый французский физик Фредерик Жолио-Кюри экспериментально выявил аннигиляцию — частицы и их антиподы при реагировании между собой обращаются в ничто, или, как говорят физики, в вакуум. При этом выделяется столь большое количество энергии, что, создай человечество аннигиляционную бомбу, современные ядерные и термоядерные заряды показались бы детскими хлопушками.

Однако, на наше счастье, сделать подобное устройство пока нереально. Дело в том, что античастицы, а тем более антиатомы не удается сохранить сколь-нибудь долго. Скажем, когда в сентябре 1995 года международная группа ученых получила первые 9 атомов антиводорода, те просуществовали лишь несколько мгновений и тут же аннигилировали. Да и сама технология получения антиатомов с помощью ускорителей такова, что для получения значительного количества антивещества понадобятся тысячелетия.

Впрочем, лиха беда — начало. Мало ведь кто предполагал в 30-е годы, что сразу же после Второй мировой войны ведущие страны мира разработают технологии, позволяющие наладить промышленное производство сначала ядерных, а потом и термоядерных бомб.

История же, как известно, имеет свойство повторяться на новом витке. Ныне сделаны уже первые попытки «законсервировать» антипротоны. В ЦЕРНе (Европейском исследовательском центре), расположенном близ Женевы, построена для них магнитная ловушка. Она получила название «пеннинг-трап» в честь голландского физика Франца-Михеля Пеннинга, который разработал ее прототип еще в 1936 году.

Представьте себе камеру, из которой выкачан воздух и с помощью сжиженных газов поддерживается температура порядка —230°С. Она окружена мощными электромагнитами, которые создают внутри сильное поле, способное сжать впрыснутые в камеру электроны в этакий замороженный столб. Затем в камеру добавляют антипротоны. Они тут же охлаждаются, как бы увязая, вмораживаясь в среду электронов.

В условиях сверхнизких температур встреча частиц с античастицами не приводит к аннигиляции. Реакции в столь жутком холоде просто не идут, и антиподы мирно сосуществуют некоторое время. Скажем, недавно сотрудник Национальной лаборатории в Лос-Аламосе Майкл Хольшейтер довел срок хранения антипротонов до двух месяцев, сумев удерживать от аннигиляции около 721 тысячи античастиц. А Джеральд Смит из университета штата Пенсильвания строит ныне ловушку, рассчитанную на 10 млрд, частиц, которые будут храниться еще дольше.

Со временем, наверное, аналогичным образом будет решена и проблема хранения и антиатомов. А это, в свою очередь, открывает принципиальную возможность ее более тщательного изучения с точки зрения физики. Фантасты и философы ведь уже, что называется, обсосали идею антимиров до косточки. «Если есть антиматерия и существуют антимиры, из нее состоящие, то в них вероятны антипространство и антивремя, — рассуждают они. — Причем получается, что наше темное прошлое для антимирян светлое будущее»…

То есть, говоря иначе, если есть антимир, то в нем существует антивремя, движущееся по отношению к нашему в противоположном направлении. А у каждого из нас, быть может, есть своя тень, отражение или, если хотите, двойник в антимире, для которого наша смерть — рождение, а наше рождение — смерть.

Получается, что с открытием антиматерии потусторонний мир Зазеркалья из области художественного вымысла и мистических легенд переходит в сферу пусть малоисследованной, но, тем не менее, реальной действительности. Получается, что в окружающем нас мире действительно могут существовать и призраки, и двойники, перемещение которых в пространстве весьма отличается от привычных нам канонов.

Давайте посмотрим, какой прок может быть человечеству от такого открытия.

А тело оставьте дома

В отличие от Кеведы братья Стругацкие предполагают, что иметь двойников — не такой уж большой грех. Ведущие сотрудники НИИЧАВО (научно-исследовательского института чародейства и волшебства) из повести «Понедельник начинается в субботу», например, отправляли