-частицу из-за распада можно заметить, а К>0-мезон не смог бы. Это первая часть рассказа. Это и есть сохранение странности.
Странность, впрочем, сохраняется не совсем. Существуют очень медленные распады странных частиц — распады, происходящие за большое время — порядка 10>-1>0сек, в которых странность не сохраняется. Их называют «слабые» распады. Например, K>0-мезон распадается на пару p-мезонов (+ и -) со временем жизни 10>-1>0сек. Именно так на самом деле впервые были замечены K-частицы. Обратите внимание, что распадная реакция
не сохраняет странности, так что «быстро», путем сильного взаимодействия, она идти не может. Может она идти только через слабый распадный процесс.
Далее,
-мезон также распадается
таким же путем (на p
>+ и p
>-) и тоже с таким же самым временем жизни:
Здесь опять идет слабый распад, потому что он не сохраняет странности. Существует принцип, по которому для всякой реакции всегда найдется соответствующая реакция, в которой «материя» заменяется «антиматерией» и наоборот. Раз
— это античастица
К>0, она обязана распадаться на античастицы p
>+ и p
>- , но античастица p
>+есть p
>- . (Или, если вам угодно, наоборот. Оказывается, что для p-мезонов неважно, кого из них назовут «материей», их эта материя совсем не интересует.) Итак, как следствие слабых распадов
К>0- и
-мезоны могут превращаться в одинаковые конечные продукты. Если «видеть» их по их распадам (как в пузырьковой камере), то выглядят они, как совершенно одинаковые частицы. Отличаются только их сильные взаимодействия.
Теперь наконец-то мы доросли до того, чтобы описать работу Гелл-Манна и Пайса. Во-первых, они отметили, что раз К>0 и
оба могут превращаться в два p-мезонов, то должна также существовать
некоторая амплитуда того, что
К>0может превратиться в
К>0, и такая же амплитуда того, что
превратится в
К>0. Реакцию можно записать так, как это делают химики:
Из существования таких реакций следует, что есть амплитуда, которую мы обозначим через
, превращения
К>0в
, обусловленная тем самым слабым взаимодействием, с которым связан распад на два p-мезона. Ясно, что есть и амплитуда обратного процесса
. Так как материя и антиматерия ведут себя одинаково, то эти две амплитуды численно равны между собой; мы обозначим их через
А:И вот, сказали Гелл-Манн и Пайс, здесь возникает интересная ситуация. То, что люди назвали двумя разными состояниями мира (К>0и
), на самом деле следует рассматривать как
одну систему с двумя состояниями, потому что имеется амплитуда перехода из одного состояния в другое. Для полноты рассуждений следовало бы, конечно, рассмотреть не два состояния, а больше, потому что существуют еще состояния 2л и т. д.; но поскольку наши физики интересовались главным образом связью
