Бозон Хиггса: Русские мозги отлично поработали на Запад

Одновременно две группы физиков с разницей буквально в несколько часов объявили об открытии бозона Хиггса. Это последняя элементарная частица, которая были нужна физикам для объяснения устройства мира, и которую не могли открыть более полувека.

Наибольший ажиотаж вызвала транслировавшая в Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) в подмосковной Дубне конференция из Женевы. Вызвавшая бурный международный резонанс, она проводилась работающими на большом андронном коллайдере учеными в рамках двух экспериментов CMS и ATLAS. На конференции также присутствовал 83-летний физик Питер Хиггс, встреченный большими аплодисментами.

— Хиггс опубликовал ряд работ в 1964 году, которые описали так называемую Стандартную теорию, которая полностью описывает микромир, мир элементарных частиц — поясняет заведующий лабораторией фотоядерных реакций Института ядерных исследований РАН Владимир Недорезов.

«СП»: — А в чем важность бозона Хиггса?

— В 19 веке весь мир считал, что механика Ньютона исчерпывающе описывает все мироздание. Однако прошло несколько десятилетий, и оказалось, что это вовсе не так. Последовало открытие атома, затем в начале 20 века — электрона, протона и так далее. Во второй половине двадцатого столетия мельчайшими частицами мироздания считались уже кварки. Сами эти частицы и основные типы их взаимодействия между собою как раз и были описаны Хиггсом в его Стандартной модели мира. Она описывает, как образована наша Вселенная. В этой теории бозон нужен для объяснения того, как у частиц вроде протона, нейтрона, образующих привычный нам материальный мир, появляется масса. То есть без этого бозона Стандартная модель оказалась бы неработающей теорией. Но на ней все последние десятилетия базируется вся наша физика. До конца 20 века эксперименты полностью подтверждали Стандартную модель. И вот уже после 2000 года начали накапливаться экспериментальные данные, показывающие некоторое расхождение с ней. Так что, есть куда двигаться дальше!

«СП»: — То есть ощущения, что устройство мира полностью описано с открытием бозона Хиггса, не появилось?

— Формально можно было бы сказать, что Вселенная полностью описана, и ее устройство в основном изучено. Но это, конечно, большая глупость! После того, как оказалось, что законченное здание физики Ньютона — всего лишь малая часть современной науки, естественно считать, что современное понимание устройства мира будет в дальнейшем капитально расширено.

---

За несколько часов до этой помпезной конференции из США пришла новость о том, что международная группа ученых, работавших в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми на коллайдере Теватрон также обнаружила бозон Хиггса. Причем открытие было сделано до закрытия коллайдера осенью прошлого года. Просто результаты экспериментов были обработаны только сейчас.

О притязаниях конкурирующих групп на статус первооткрывателя «СП» расспросила и.о. заведующего лабораторией теоретической физики в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) Андрея Арбузова.

«СП»: — Как будет определяться первенство в научном открытии?

— Что касается работ на коллайдере в Швейцарии, то и в рамках эксперимента ATLAS и в CMS участвовало большое число наших российских ученых из ОИЯИ в Дубне. В частности, руководителем CMS до недавнего времени был Игорь Анатольевич Голутвин, и теперь сохраняющий там высокий пост. Проанализировав данные работ с начала 2012 года, ученые заявили о том, что есть явные указания на нахождение новой частицы, которая должна быть очень похожа на бозон Хиггса по теоретическим предсказаниям. При этом совпадение неполное. То есть пока это тоже предварительная заявка, которую надо подтверждать, но ученые заявили на транслировавшемся семинаре, что они в ней уверены. Я думаю, они правы. Хотя окончательно отождествлять открытую частицу и бозон Хиггса пока нельзя, ведь не до конца изучены их свойства. Теперь остается перепроверить данные и сделать публикацию в международном научном журнале. После этого право на первооткрывательство будет застолблено.

«СП»: — Выходит, мы будем наблюдателями гонки, кто именно, — группа из США или команды, работавшие в Швейцарии — первыми сделают научную публикацию?

— Ускоритель Теватрон закрыт в прошлом году. Поэтому новых данных они не дадут. По уже имеющейся информации, они явно открыли новую частицу с массой 115−135 гэВ. Уточнить это уже не получится. В Швейцарии открыта частица с массой около 125 гэВ, то есть примерно в 130 раз тяжелее протона. Очень похоже, и по другим описаниям тоже, что это одна и та же частица. Эти эксперименты подтверждают друг друга, что очень хорошо. Потому что для полного признания в научном мире нужно, чтобы результаты эксперимента были подтверждены в другой независимой лаборатории.

«СП»: — Так что вопрос стоит ребром: кто первым открыл, а кто подтвердил этот факт. По датам экспериментов лидируют американцы.

— В научном отношении все-таки европейские данные полнее и как-то красочнее. Как ученый я воспринимаю их позицию как более крепкую.

«СП»: — Однако американцам ничего не мешает сделать первыми публикацию. И открывателями в историю науки будут вписаны они. Тут ведь не научная полнота будет критерием, а юридический факт: вот они первыми имели дело с этой частицей, и они первые опубликовали. В конце концов, североамериканцам и олимпийские медали в суде не впервой выигрывать!

— В этом русле рассуждая, конечно, повернуть может куда угодно. Но хочется верить, что до такого не дойдет.

«СП»: — Открытие сделано. Что дальше?

— Само по себе это открытие — величайшее достижение физики за все последнее время. Однако оно лишь означает начало большой работы. Ведь сама по себе Стандартная модель мира имеет ряд внутренних трудностей. Бозон Хиггса стал последней открытой частицей мироздания, нужный для полноты этой теории. Но сама эта теория лишь описывает мир, никак не поясняя. И теперь вместо вопроса «что?» главным становится «почему?». Мы не знаем, почему у частиц такая масса, а не другая. Почему бозон Хиггса не претерпевает, как другие частицы, трансформации при взаимодействии с другими частицами? Так что Стандартная модель — это не теория всего на свете. Она вообще не отвечает на вопросы «почему?» Для этого надо строить другую, принципиально новую теорию.

«СП»: — Вы упомянули о большой роли россиян в работах на ускорителе в Швейцарии. Получается, что на ставшее притчей во языцех недофинансирование нашей науки, нашим ученым удается удачно выступать и быть конкурентными на международной арене?

— Насчет большого и хронического недофинансирования все правда. Наше ОИЯИ в Дубне, например, получает деньги по международным проектам от Германии, от многих бывших республик Советского Союза, и от многих бывших стран социалистического лагеря. Аккумулируя эти деньги, мы получаем возможность финансировать работы суперускоретиля в Швейцарии, начиная с этапа его строительства. Без денежных колоссальных вложений туда бы просто не попали.

«СП»: — А что наши?

— Деньги от российского правительства тоже идут¸ но довольно небольшие. Так что нас, говоря откровенно, больше финансируют иностранные государства, и сами получают через эти инвестиции возможность приобщиться к современным исследованиям.