Принцип апокалипсиса: сценарии конца света

Важная деталь, часто упускаемая в восторженных репортажах об открытии бозона Хиггса, состоит в том, что эта частица в принципе не наблюдаема. По крайней мере, в диапазоне энергий, достигаемых ВАКом. «Частица бога» чрезвычайно неустойчива и распадается на более легкие микрообъекты тотчас после возникновения.

Единственный способ зафиксировать рождение бозона – это собрать и проанализировать большой массив информации о столкновениях элементарных частиц и выявить особый «стереотип расщепления», который характерен именно для данной микрочастицы.

До самого последнего момента выпуска судьбоносного пресс-релиза, зафиксировавшего открытие Хиггса, происходила драматическая гонка двух больших научных коллективов. Со специалистами БАКа соревновались их американские коллеги, работающие в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми близ Чикаго. Хотя их рабочий инструмент – ускоритель Теватрон (Tevatron) – был остановлен осенью 2011 года после 28 лет успешной эксплуатации, они упорно продолжали анализ данных о 500 триллионах столкновений элементарных частиц, которые за последнее десятилетие произошли в их коллайдере.

Увы! Мощности Теватрона все же немного не хватило, и пальма первенства окончательно перешла к БАКу.

Разумеется, БАК создавался не только для решения проблемы поиска «частицы бога». Физики рассчитывали найти на нем нечто принципиально новое – неизвестные частицы, новые симметрии и новые взаимодействия. Вся эта «новая физика» проявляется при очень высоких энергиях, находящихся за пределами стандартной модели. Среди «зоопарка» гипотетических частиц, ждущих своего экспериментального подтверждения, есть экзотические экземпляры. В частности, астрофизики очень рассчитывают обнаружить частицы таинственной темной материи. Это невидимое вещество очень слабо взаимодействует с обычным веществом и проявляется только гравитационным образом – по притяжению. Вместе с темной энергией эта неизвестная форма материи составляет основную массу вещества Вселенной. При этом обычного светящегося вещества, видимого в телескопы, на самом деле всего лишь 4–5 %! Получается, что темная материя пронизывает все вокруг, но ни в одном опыте еще не удалось обнаружить ее присутствие. Считается, что эти загадочные частицы образовались еще в очень молодой Вселенной, когда после Большого взрыва прошло меньше секунды.

Некоторые энтузиасты из команды ВАКа не теряют надежды на фантастические открытия составных частей у элементарных частиц, таких как электрон или позитрон. Кто-то считает, что будущие эксперименты помогут продвинуться в понимании таких непростых фундаментальных вопросов, как квантовая проблема измерения. Это когда в экспериментах с микрочастицами, такими как те же электроны, детекторы фиксируют определенное число. Квантовая физика предсказывает только вероятность его значения, но никогда не указывает точный вид. Техника вычислений здесь отработана до мелочей, но почему-то в каждом одинаковом эксперименте фиксируются различные значения одной и той же величины.

Так, может быть, новая физика даст ответ? Найдут частицы с новыми свойствами, совершенно непохожими на наблюдаемые. Не исключено, что на еще более глубоком уровне есть законы, которые отличаются от законов квантовой механики так же, как квантовая механика от макромира. Но даже в рамках того, что называют новой физикой, перспективы подобных исследований очень неопределенны…

Поиски «физического Грааля»

Итак, Нобелевская премия по физике 2013 года наконец-то поставила точку в сорокалетней охоте за «святым Граалем» физики элементарных частиц – неуловимой «божественной частицей».

Справедливости ради надо напомнить, что в шестидесятых годах гипотезу о существовании нового бозона разрабатывал не только профессор Питер Хиггс. Кроме него, гипотезу о том, что Вселенная пронизана незримым полем, состоящим из бозонов – частиц, с помощью которых материя обретает массу, в свое время разрабатывали еще один английский физик и две независимые исследовательские группы из США и Бельгии. Их совместный труд и создал поразительную модель бозонов, наполняющих Вселенную особым полем. В нем микрочастицы фактически «прилипают» к «божественным бозонам», обретая массивность. В то же время фотоны – кванты электромагнитного излучения с нулевой массой покоя – с бозонами Хиггса не взаимодействуют.

До триумфа теории «божественной частицы» дожили не все ее первооткрыватели. Нет уже в живых бельгийского физика Роберта Браута, соратника Франсуа Энглера. Но вместе с Хиггсом на исторической пресс-конференции в ЦЕРНе, где были объявлены первые данные о следах неизвестного бозона, присутствовали и участники третьей группы – американские ученые Джеральд Гуральник, Карл Хаген и британец Том Киббл.