Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Этот аргумент я часто использую, когда какой‑нибудь журналист просит меня объяснить в доступной форме, какими могли бы оказаться экономические и социальные последствия новых научных открытий, связанных с бозоном Хиггса. Я не знаю, как лучше ответить на этот вопрос, но зато уверен, что без понимания электромагнетизма мы бы до сих пор ездили в поездах, которые тянет паровоз, пользовались газовым освещением и свечами и посылали сообщения с голубиной почтой. Я не знаю, приведет ли электрослабое объединение к появлению новых технологий, но уверен, что во второй половине XIX века, когда были сформулированы законы Максвелла, никто не смог бы даже вообразить, что из‑за этих четырех уравнений мир сможет изменяться с такой скоростью и так основательно.

Дурацкая идея еще одного бывшего пизанского студента

Триумф Стандартной модели совпал по времени с появлением ЦЕРН на международной сцене физических исследований. Европейская лаборатория с момента своего создания в 1954 году прилагала усилия к тому, чтобы утвердиться в области физики высоких энергий, где традиционно господствовала американская сверхдержава. Первые признаки возвышения ЦЕРН появились в 1970‑х с открытием нейтральных токов (трудноуловимый эффект, первое свидетельство существования Z-бозона, предсказанного Стандартной моделью). А апофеозом стало открытие в 80‑х W– и Z-бозонов, переносчиков слабого взаимодействия.

В центре событий оказался Карло Руббиа, еще один бывший блестящий студент из Пизы, выпускник Нормальной школы. Прошло более сорока лет после статьи Ферми о слабом взаимодействии, но никому еще не удалось обнаружить его переносчиков, которые, в соответствии с теорией, должны были обладать исключительно большими массами. Для того чтобы справиться с проблемой, молодой Руббиа предложил ЦЕРН построить ускоритель доселе неслыханной конструкции. Его революционная идея на первый взгляд кажется дурацкой: пустить по кругу навстречу друг другу в одном и том же ускорителе пучок протонов и пучок антипротонов, которые, сталкиваясь, дадут энергию, достаточную для получения фантомных частиц. Идея предполагала радикальную перестройку самого мощного из ускорителей ЦЕРН с целью приспособления его к новому режиму работы и обеспечения решения целого ряда технических проблем. Характер у Руббиа взрывной, он способен перетянуть на свою сторону и заманить в какую‑нибудь затею даже вешалку у двери. На помощь ему пришел один из главных экспертов по ускорителям, голландский физик Симон ван дер Мер, предложивший новаторский способ уплотнения антипротонных пучков и удержания их в таком состоянии. Именно это стало решающим шагом к достижению нужной интенсивности столкновений. Потом в затею вовлеклись и поначалу менее заинтересовавшиеся ею коллеги, и в итоге в начале 80‑х новый ускоритель заработал. Все сразу пошло прекрасно: в детекторах, расположенных вокруг всей зоны столкновений, появились первые сигналы. В декабре 1983 года на семинаре в ЦЕРН Руббиа сообщил миру об открытии W– и Z-бозонов, благодаря чему они с ван дер Мером спустя год стали нобелевскими лауреатами.

Я был среди сотен слушателей, собравшихся по этому поводу в центральной аудитории. И пока Руббиа отрывистыми фразами рассказывал о горстке первых обнаруженных W– и Z-, сопровождая свое повествование сотнями слайдов, в моей голове – и я до сих пор хорошо это помню – возникло отчетливое видение. Что‑то вроде грез наяву. На протяжении нескольких секунд я смотрел на себя на той же кафедре в некий момент будущего – в этой же самой аудитории, полной тех же самых физиков, – демонстрирующего первые доказательства существования какой‑то новой частицы, открытие которой навсегда изменит наши представления о мире. Я уверен, что такое же видение посетило всех молодых физиков, собравшихся в тот день на том семинаре.

Загадка массы

Многочисленные успехи Стандартной модели не могли скрыть фундаментальной проблемы, притаившейся внутри самого архитрава всей теоретической конструкции.