Стандартная модель может вводить нас в заблуждение.
Не столько в фактической части, сколько в способе классификации. Она рассматривает частицы как отдельные объекты, расположенные в аккуратных рядах, подобно элементам в периодической таблице. Однако Джордж Хобарт, исследователь из Бристольского университета, утверждает, что эта система организации имеет фундаментальные изъяны.
Проблема возникает именно из-за нейтрино.
Эти частицы славятся своей «призрачной» природой. Они едва ли взаимодействуют с чем-либо, практически игнорируют гравитацию и слабое ядерное взаимодействие, проникая сквозь материю так, будто её там нет. Мы не знаем их точную массу, а механизм Хиггса, который обычно объясняет наличие массы у других частиц, не позволяет предсказать её для нейтрино.
Настоящие трудности начинаются с вопроса идентичности.
Стандартная модель описывает три типа нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. У каждого из них есть более тяжёлый «старший брат» — электрон, мюон и тау-лептон соответственно.
И вот здесь начинается странность. Электрон остаётся электроном; он не превращается спонтанно в мюон. Физические законы этого не допускают. А вот нейтрино меняют свой «аромат». Электронное нейтрино может случайно превратиться в мюонное в процессе движения. Они меняются местами, словно дети в очереди на школьном обеде.
«У нас нет никаких доказательств того, что «старшие братья» способны меняться местами по горизонтали. Но по какой-то причине нейтрино… могут».
Хобарт, анализируя текущую сетку модели, видит логическое противоречие. Мы категоризируем частицы на основе массы и «аромата» — свойства, отличающего три типа нейтрино. Нейтрино нарушают оба этих предположения. Их масса туманна. Их аромат нестабилен.
Поэтому Хобарт предлагает философскую перестройку.
Перестаньте рассматривать нейтрино как отдельные сущности. Рассматривайте их как ряды. Вспомните о них как о разных квантовых состояниях единого базового объекта. Это не три разных кирпича. Это один и тот же кирпич, который просто показывает нам разные грани.
Это не меняет математики.
Это меняет картину мира.
«Это не меняет никакой физики, — говорит Хобарт. — Скорее, возьмите эту удивительную теорию, которую человечество создавало почти век, и попробуйте понять, как интерпретировать её с более философской точки зрения?»
Он представил эти идеи на конференции «Основы физики». Звучит академично. Ощущается как нечто необходимое.
Нойл Свансон из Университета Делавэра согласен. Он считает, что наше текущее определение частицы является идеализацией. Временным удобством.
«Разделять возбуждения так, как это делает Стандартная модель, имеет смысл. Но если рассматривать их как фундаментальные элементы Природы, это, вероятно, ошибка».
Свансон подозревает, что на фундаментальном уровне реальность больше напоминает поле. Частицы — это лишь рябь в этом поле. Да, их можно категоризировать, но не как отдельные независимые объекты.
Физика и философия обычно живут в разных домах. Они редко навещают друг друга.
Возможно, пора постучать в дверь.
Если интерпретировать странные частицы по-другому, возможно, стоит искать ответы в новых местах. Мы пока не знаем, являются ли нейтрино действительно тремя разными вещами или одной. Эксперименты продолжаются.
Модель ждёт.
