Nie chcesz mnie, Ben. SkĹadam siÄ z siedmiu warstw popieprzenia okraszonych odrobinÄ
gĂłwnianego szaleĹstwa.
Byłby to efekt bardzo trudny doiwykryda. Ale duży efekt,
powiedzmy 1500 do 500, można już znacznie łatwiej znaleźć
i sama ta - błogosławiona - wielkość efektu przyczyniłaby się
do uporządkowania spinu mionów; Aby przeprowadzić ekspe-
ryment, potrzebujemy mionów o jednakowym spinie. Ponieważ
miały one wędrować z cyklotronu do detektorów, ten kierunek
ich ruchu staje się kierunkiem odniesienia dla ich spinu.
Chcemy, aby większość mionów była prawoskrętna (albo lewo-
skrętna, to obojętne) względem kierunku ruchu. Miony przyle-
cą, miną kilka liczników i zatrzymają się w bloku grafitowym.
Wtedy policzymy, ile elektronów wyłania się w kierunku,
w którym poruszały się miony, a ile w kierunku przeciwnym.
Istotna różnica między tymi dwiema liczbami byłaby dowodem
złamania parzystości. Sława i bogactwo!
Nagle mój zwykły piątkowy spokój został zniszczony przez
myśl, że moglibyśmy w bardzo prosty sposób przeprowadzić
stosowny eksperyment. Mój doktorant, Marcel Welnrich, pra-
cował nad doświadczeniem z udziałem mionów. Po niewielkich
362 BOSKA CZĄSTKA
przeróbkach aparatura, którą przygotował, mogłaby posłużyć
do poszukiwań dużego efektu. Przeanalizowałem w myśli spo-
sób otrzymywania mionów w naszym akceleratorze. Mogłem
uważać się za eksperta w tej dziedzinie, jako że pracowałem
z Johnem Tiniotem nad zaplanowaniem zewnętrznej wiązki
mionów l plonów parę lat wcześniej, gdy sam jeszcze byłem
zielonym doktorantem.
Wyobraziłem sobie przebieg całego procesu: akcelerator,
magnes z okrągłymi biegunami o średnicy 6 metrów, ważącymi
po 4000 ton, między tymi magnesami jak w kanapce tkwi wiel-
ka stalowa komora próżniowa. W sam jej środek za pomocą
maleńkiej rurki wstrzykiwany jest strumień protonów. Protony
mkną po spiralnym torze, podczas gdy wysokie napięcie o czę-
stości radiowej popycha je z każdym okrążeniem coraz prędzej
i prędzej. Pod koniec tej spiralnej podróży cząstki osiągają
energię około 400 MeV. Blisko brzegu komory, tam gdzie już
prawie nie sięga oddziaływanie magnesu, tkwi niewielki pręt
z kawałkiem grafitu i czeka na bombardowanie wysokoenerge-
tycznymi protonami. Czterysta milionów elektronowoltów, któ-
re z sobą niosą, wystarcza, aby na skutek zderzenia z jądrami
węgla w grafitowej tarczy powstały nowe cząstki - piony.
Oczyma duszy widziałem, jak piony wylatują dalej z pędem
otrzymanym w spadku po protonach. Zrodzone między biegu-
nami potężnego magnesu cyklotronu, biegną lekkim łukiem.
opuszczają cyklotron i wykonują swój taniec przemijania. Na
ich miejsce pojawiają się miony kontynuujące ich ruch. Szyb-
ko zanikające poza granicami magnesu pole magnetyczne po-
maga jeszcze przepchnąć miony przez kanał w trzymetrowej
betonowej ścianie osłony wprost do hali doświadczeń, gdzie już
na nie czekamy.
W eksperymencie przygotowywanym przez Marcela miony
miały być spowalniane w dziesięciocentymetrowym filtrze l za-
trzymywane w blokach o grubości dwóch l pół centymetra, wy-
konanych z różnych pierwiastków. Energię traciłyby na skutek
delikatnych zderzeń z atomami bloku i - niosąc ujemny ładu-
nek - w końcu zostawałyby pochwycone przez dodatnie jądro.
Ponieważ nie chcieliśmy, by cokolwiek wywierało wpływ na
INTERLUDIUM C 363
sposób uporządkowania spinu mionów, pochwycenie Ich na
orbitę okołojądrową byłoby bardzo niepożądane, dlatego też
korzystaliśmy z mionów o dodatnim ładunku. Co by robił do-
datnio naładowany mion w bloku? Prawdopodobnie po prostu
siedziałby tam sobie, wirując spokojnie, aż nadszedłby czas je-
go rozpadu. Należało bardzo starannie dobrać rodzaj tworzywa
bloku i węgiel wydawał się odpowiedni.
A teraz najważniejsza myśl kierowcy, który pewnego stycz-
niowego piątku zmierzał na północ: jeśli wszystkie (albo prawie
wszystkie) miony zrodzone w procesie rozpadu pionów miałyby
spiny skierowane w tę samą stronę, to oznaczałoby to, że w re-
akcji pion -ť mion" parzystość jest złamana, l to złamana sil-
nie. Duży efekt! Przypuśćmy teraz, że oś spinu pozostaje rów-
noległa do kierunku ruchu mionów, pomykających wdzięcznie
po delikatnym łuku na zewnątrz maszyny (jeśli wartość czyn-
nika g jest bliska 2, to właśnie dokładnie tak się dzieje). Przy-
puśćmy dalej, że niezliczone delikatne zderzenia z atomami
węgla, które stopniowo spowolniły mion, nie zaburzyły związ-
ku łączącego spin z kierunkiem ruchu. Gdyby to wszystko rze-
czywiście było prawdą - mirabile dictuS - miałbym próbkę mio-
nów siedzących w bloku grafitu ze spinami ustawionymi
w jedną stronę.
Czas życia mionu - dwie mikrosekundy - bardzo nam odpo-
wiadał. Eksperyment był już tak zaplanowany, by rejestrować
elektrony, które wyłaniają się z rozpadających się mionów. Mo-
glibyśmy zobaczyć, czy tyle samo mionów pojawia się w obu
kierunkach wyznaczonych przez oś spinu. Byłby to test na za-
chowanie lustrzanej symetrii
|
WÄ
tki
|