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

Как и в случае с любой новаторской идеей, потребовалось много времени – целых пятнадцать лет выматывающей работы, – чтобы создать новую архитектуру и добиться ее безотказного и надежного функционирования. Компьютинг, став распределенным, словно рождается заново. Вычислительные ресурсы сразу оказались значительно мощнее и значительно дешевле, да вдобавок – доступными всем. Наши успехи на LHC подтолкнули к использованию новой архитектуры и в других исследовательских областях, где требуются обширные вычислительные ресурсы, – например, в метеорологии или в гидродинамике; возник и коммерческий вариант распределенных вычислений – cloud, или “облачные”, вычисления вошли в широкий обиход как удобный инструмент, с помощью которого миллионы пользователей получают доступ к необходимым для них вычислительным ресурсам.

Ускорители, используемые для наших исследований, я бы уподобил алмазному долоту турбобура, что помогает познать тайны природы, и их семейство становится все более многочисленным. По современным оценкам, в мире сейчас более 30 тысяч ускорителей, но только 260 из них, меньше 1 %, используются в исследовательских целях. 50 % востребованы в медицине (лучевая терапия, лечение онкологических заболеваний, производство изотопов в диагностических целях, радиофармакология). Еще 41 % применяется для внедрения ионов примесей в кристаллы кремния или в другие полупроводники при производстве микросхем. Оставшиеся 9 % задействованы в иных производственных процессах.

Без физики не было бы современной медицины. Без ускорителей не было бы миниатюрных электронных устройств, обеспечивающих функционирование всего на свете: самолетов, поездов, автомобилей, станков, компьютеров – в том числе и того, на котором я сейчас пишу, – и никогда не разлучающихся с нами смартфонов. И кто может гарантировать, что человечество не получит нечто подобное, воспользовавшись более недавними открытиями, включая те, что кажутся нам сейчас слишком абстрактными и бесконечно далекими от повседневной жизни?

Когда меня спрашивают, какой прок обычному человеку от бозона Хиггса, я говорю, что не знаю. Я не в силах вообразить, на что можно было бы употребить коллимированный пучок бозонов Хиггса, и я понятия не имею, что можно извлечь из понимания, как работает новое скалярное поле. Но я уверен, что рано или поздно кто‑то посмеется над этими моими словами, как сегодня мы улыбаемся, перечитывая дебаты физиков 1930‑х годов об антиматерии. Никто из величайших ученых того времени, ни Пол Дирак, ни Герман Вейль, ни Карл Дейвид Андерсон, даже представить себе не мог, что всего через несколько десятилетий те странные частицы, которые они назвали позитронами, будут в каждодневном режиме использоваться в сотнях больниц, где есть установки ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография). Во всем мире антиматерия используется не для того, чтобы делать ужасные бомбы, как в романах Дэна Брауна, а для диагностики тяжелых болезней или изучения тех изменений, которые происходят в мозгу человека при болезни Альцгеймера.

Однако нам всем нужно проявлять осмотрительность и помнить ответ физика Майкла Фарадея на вопрос британского министра финансов Уильяма Гладстона: “Ну а чему именно может послужить это ваше открытие? – Этого я не знаю, но очень вероятно, что вы скоро сможете обложить его налогом”.

Вызовы будущего: Япония и Китай

Открытие бозона Хиггса повлекло за собой страстную научную дискуссию, а также большие политические маневры в связи с новым поколением ускорителей, которые должны будут продолжить дело LHC. Следующим шагом (если повторять схему, сложившуюся после открытия W– и Z-бозонов) могло бы стать строительство большого ускорителя электронов. Подобно Большому электрон-позитронному коллайдеру (LEP), построенному для производства миллионов Z-бозонов и измерения всех их параметров с высокой точностью, новый коллайдер задумывается как машина, где столкновения электронов и позитронов производились бы с той же целью, но уже в отношении бозонов Хиггса. Настоящая фабрика по получению бозонов Хиггса миллионами и в идеальных экспериментальных условиях, чтобы с высокой точностью изучить все их свойства!

Еще в декабре 2011 года Япония выступила с идеей создания Международного линейного коллайдера (ILC), и с тех пор эта инициатива находится на рассмотрении, поскольку доказательство существования бозона Хиггса сделало ее очень привлекательной[54]. Сейчас, когда стала известна его масса, можно лучше просчитать реакции, в которых он появляется, и каналы, по которым идет его распад. Их можно будет использовать при проектировании электрон-протонных столкновений в ILC, где они устраиваются на линейных траекториях. Это ключевое решение: оно было принято во избежание проблем, связанных с электромагнитным излучением электронов на круговых траекториях. Два пучка – электронный и позитронный – разгоняются навстречу друг другу и сталкиваются в центре детектора.