Стивен Хокинг. Непобедимый разум

Теория суперсимметрии пытается объединить материю и силы природы, предполагая для каждой частицы наличие “суперсимметричных пар”, то есть каждому фермиону соответствует бозон и каждому бозону – фермион. Эдакая процессия на свадьбе, примирившей два долго враждовавших семейства – подружки невесты из одного клана сопровождают невесту к алтарю, и каждая опирается на руку юноши из другого клана. Партнерам бозонов подобрали имена на итальянский манер: для фотона – фотино, для гравитона – гравитино. Что касается фермионов, названия их гипотетических спутников образованы присоединением буквы “c” к началу слова – сэлектрон и скварк.

К тому моменту, когда Хокинг выступил со своей Лукасовской лекцией, существовало несколько версий теории супергравитации. Среди них N=8 имела некоторые преимущества: она охватывала четыре измерения (три измерения пространства и одно времени) и хотя и предусматривала довольно большое количество еще не открытых частиц, но, по крайней мере, не бесконечное их множество, как некоторые разновидности квантовой теории. Название “N=8” связано с тем, что в этой теории гравитону приписывалось сразу восемь суперсимметричных партнеров. На пути к алтарю вместо стройной процессии вышло бы столпотворение, но умозрительно смотрелось не так уж плохо.

Вскоре после Лукасовской лекции Хокинг и его коллеги поняли, что эта многообещающая теория до ужаса затрудняет вычисления. Всего, с гравитоном и восемью гравитино, набиралось 154 частицы. Выходило, что любой расчет, даже с помощью компьютера, займет года четыре – чтобы учесть движение всех частиц, проверить наличие еще каких-нибудь бесконечно малых и ничего не перепутать!

И более существенная проблема: никто этих гипотетических частиц в глаза не видел, и надежды обнаружить их таяли. Теория наделяла их одинаковой с “нормальными” партнерами массой, но, дескать, в видимом мире эта симметрия “нарушается” и суперсимметричные партнеры оказываются в сотни, в тысячу раз тяжелее. В таком случае, чтобы засечь их в лабораторных условиях, понадобится невероятное количество энергии. О “нарушении симметрии” мы потом еще поговорим в связи с другой темой.

В 1964 году Питер Хиггс из Эдинбургского университета выдвинул гипотезу, названную в его честь “полем Хиггса”: это поле, согласно теории, проникает повсюду во вселенной, и именно оно вызывает нарушение симметрии, в результате которого суперсимметричные частицы невозможно обнаружить экспериментально. Это же поле ответственно за массы привычных нам частиц. Если эта теория верна, поле Хиггса должно проявляться в виде “частиц Хиггса” со спином равным 0. Частица Хиггса при этом будет чрезвычайно тяжелой, обнаружить ее до сих пор не удалось, разве что – если она в самом деле существует – получится засечь ее в Большом адронном коллайдере, построенном под Женевой, на франко-швейцарской границе. По этому поводу Хокинг тоже заключил одно из своих легендарных пари: побился об заклад, что частицу Хиггса так и не увидят. Когда началось строительство Большого адронного коллайдера, Хокинг заинтересовался возможностью обнаружить суперсимметричные частицы или создать черную дыру в миниатюре.

Весной 1980 года, когда была прочитана Лукасовская лекция Стивена, Джейн готовилась к устному собеседованию перед защитой диссертации. Собеседование было назначено на июнь и прошло успешно, как, впрочем, все и ожидали. Официальное присуждение степени должно было состояться в апреле 1981 года, но за это Джейн уже была спокойна и начала заниматься с соседскими детьми французским языком, а потом получила должность на полставки в кембриджском подготовительном центре – помогала школьникам готовиться к выпускным экзаменам[156]. Такое начало профессиональной карьеры немного разочаровывало после стольких лет работы над диссертацией. Получить степень доктора наук – немалое достижение, однако оно меркло на фоне куда более яркой славы ее супруга. И все же: “Мне удалось реализовать ту сторону моей личности, которую долгое время приходилось подавлять, – решила Джейн. – И замечательно, что работа вполне совмещалась с домашними обязанностями”[157].