Вселенная в зеркале заднего вида

Однако если слабое взаимодействие в самом деле подчиняется леворуким симметриям, с которыми мы уже знакомы, — а я напомню вам, что именно эта симметрия в конечном итоге повинна в том, что во вселенной преобладает вещество, а не антивещество, — тогда симметрия может сохраниться только в том случае, если все участвующие в ней частицы лишены массы.

У них у всех — у кварка, у электрона, у нейтрино — не должно быть массы, однако она у них есть. Массы кварков, электронов, а скорее всего, и нейтрино объясняются полем Хиггса. Какой механизм за этим стоит, мы пока понимаем смутно, однако теперь, когда установлено, что бозон Хиггса существует на самом деле, у нас есть все основания полагать, что мы на верном пути.

Однако при всем своем значении бозон Хиггса вовсе не «лежит в основе всей вселенной», как о нем то и дело говорят. А главное, он на самом деле вовсе не лежит в основе вашей собственной массы.

Вы состоите из протонов и нейтронов, а ваши протоны и нейтроны состоят из кварков. Однако, как мы давно поняли, целое куда больше суммы частей. Общая масса кварков в протоне составляет всего около 2 % массы всего протона. А все остальное — практически вся ваша масса — состоит из энергии взаимодействия между кварками. И это только атомы. Кроме того, бозон Хиггса никак не объясняет, откуда берется темное вещество, составляющее 85 % массы вселенной. И хотя стандартная модель уже доказала на деле, что ее предсказания просто чудо какие точные, в фундаментальной теории, содержащей 19 подстраиваемых численных величин, есть что-то подозрительное. Эти числа мы знаем только потому, что мы их измеряем.

Я хочу сказать, что открытие бозона Хиггса вполне может стать завершением стандартной модели, однако никакого конца физики оно не обозначает. И хотя — внимание, спойлер! — мы еще не достигли конца физики, у нас есть некоторое подозрение, что именно симметрия поможет нам пройти остаток пути.

Глава десятая. Скрытые симметрии

В которой предметы в зеркале оказываются ближе, чем кажется

У физики и у науки в целом сложилась обидная репутация, будто все это неприятные упражнения в созерцании собственного пупка, и это, пожалуй, величайшая несправедливость на свете. Нет никаких сомнений, что в этом повинны задачки про блоки и тела на наклонных плоскостях, с которыми школьники сталкиваются на уроках физики. Это все равно что бесконечно играть гаммы и на этом основании судить о красоте музыки.

Вообще-то заниматься наукой весело и интересно. Ну да, конечно, то и дело вязнешь в списках частиц и каких-то оккультного вида законах, но ни на миг нельзя забывать, что вообще-то это весело и интересно. Настоящая физика — это увлекательная игра с участием всей вселенной.

Казалось бы, считать науку игрой — это несколько ее опошлять, однако я считаю, что в игру стоит играть ради ее правил (за исключением квиддича). Понять правила — первый шаг к тому, чтобы овладеть игрой.

В мире физики правила не изложены в удобной брошюрке. Нам приходится выводить их из наблюдений и экспериментов. И когда мы наталкиваемся на ограниченность собственных познаний, нам приходится на миг отойти в сторону и провести инвентаризацию — что же мы упустили?

В самом начале книги мы познакомились с метафорой Ричарда Фейнмана, который уподобил науку игре во вселенские шахматы. Распознать все симметрии во вселенной мы сумеем только после того, как пристально пронаблюдаем великое множество партий, но главное — мы сумеем разобраться, когда эти симметрии нарушаются.

В ту же игру мы можем играть — и уже играли — с вселенскими законами. Всего лишь из трех внутренних симметрий мы тут же вывели список всех частиц и сил во вселенной. Мы можем снабдить вас полным перечнем возможных фермионов (напомню: это частицы со спином ‑½, которые составляют вещество). Мы способны предсказать все фундаментальные взаимодействия и бозоны, которые служат их переносчиками. Мы можем разобраться, какой заряд, цвет, слабый изоспин или гиперзаряд у какой частицы.

Неплохо.

Итак, мы уже нашли все до единой частицы, предсказанные стандартной моделью, и ничего лишнего. Помимо этого, мы можем вычислить всевозможные взаимодействия с безумной точностью до десятого знака после запятой.

И при всем при том на нетренированный взгляд стандартная модель выглядит как-то неэлегантно. Некоторые ее законы ужасно узкоспециальные и, положа руку на сердце, вызывают почти у всех, кто над ними задумывался, неприятное ощущение, что тут должно быть что-то куда как глубже. Стандартная модель — это такая шикарная квартира, в которой вы замазали все щели зубной пастой в надежде, что хозяин вернет вам залог, который вы внесли, когда ее снимали. Вид, конечно, очень красивый и аккуратный — и по большей части все и правда красиво и аккуратно, — однако некоторые важные вопросы определенно требуют ответа.

Нет физики — нет проблем