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

Нам повезло жить в стране, где, несмотря ни на что, созданы прекрасные условия для молодых талантов, желающих посвятить свою жизнь поиску совершенства: тут есть долгая традиция физики высоких энергий, есть несколько прекрасных университетов и есть эффективные исследовательские организации, существующие на базе таких институтов, как INFN, – со своими лабораториями и инфраструктурой, которым может позавидовать весь мир.

И я, автор этой книги, очень надеюсь, что она вдохновит каких‑то юношей и девушек отправиться на поиски приключений, которые навсегда изменят не только их, но и – кто знает! – нашу с вами жизнь.

Благодарности

Прежде всего я хотел бы поблагодарить Фабиолу Джанотти, Мишеля Делла Негра, Петера Йенни, Джима Вирди, Джо Инканделу, Серджо Бертолуччи и Рольфа Хойера – моих попутчиков, с которыми во время этого волшебного путешествия я испытал самые сильные эмоции. Особая моя благодарность – Джорджо Брианти, Лину Эвансу, Стиву Майрсу, Лучио Росси, Роберто Сабану и сотням других физиков и инженеров, которые построили LHC и успешно поддерживали его в рабочем состоянии.

Я благодарен тем моим друзьям, с которыми я бок о бок трудился на CMS. Это Ален Эрве, Остин Болл, Серджио Читтолин, Фабрицио Гаспарини, Игорь Голутвин, Дэн Грин, Даниэль Денегри, Тереза Родриго, Альберт де Рук, Джиджи Роланди, Боаз Клима, Вивек Шарма, Джанни Зумерле, Рино Кастальди, Марселла Диемоз, Умберто Досселли, Этторе Фокарди, Кирсти Аспола и Натали Блеш-Григгс.

Хочу выразить свою признательность всем тем, с кем мне доводилось встречаться на протяжении этих лет, и в особенности тем, чья роль была так велика, что они сами стали центральными действующими лицами этой истории: Карло Руббиа, Герарду ‘т Хофту, Джону Эллису, Сэму Тингу, Лучано Майани, У Сюлань, Марко Тронкетти Провере, Пьеро Луккини, Джованни Лайоле, Хосе Габриелю Фунесу, Ги Консолманьо.

Франсуа Англеру и Питеру Хиггсу, без чьей проницательности все, о чем рассказано в этой книге, никак бы не могло произойти, – мои крепкие объятия, в которые я также хотел бы заключить и сотни молодых людей, работавших на ATLAS и CMS: только благодаря их невообразимым усилиям наше открытие стало возможным.

Огромное спасибо всем тем, кто сподвигнул меня на написание книги: Лучане, спутнице всей моей жизни, а также Амиру Акселю, Сандро Гардзелле, Джанфранческо Джудичи и Андреа Парланджели.

И, наконец, совершенно особое место в моей памяти занимают три по‑настоящему необыкновенных человека, сыгравшие в этой истории очень важную роль и совсем недавно нас покинувшие: Питер Шарп, Эмилио Пикассо и Лоренцо Фоа.

Послесловие научного редактора

Строительство и запуск Большого адронного коллайдера, авария 2008 года, открытие бозона Хиггса в 2012 году и последующая работа LHC широко освещались в СМИ. Читая рассказ Тонелли, читатель наверняка вспоминал, что уже встречал то или иное событие в новостях или научно-популярных статьях. Из всего многообразия материалов на русском языке отдельно стоит упомянуть проект “Большой адронный коллайдер”, который я в течение десяти лет вел на научно-популярном портале “Элементы большой науки”, elementy.ru. Читатель сможет найти там подробный рассказ о технических аспектах коллайдера, о связанных с ним происшествиях и об устранении их последствий, а также обзоры научных результатов и изложение планов на будущее. Отмотав ленту новостей коллайдера на самое начало, на 2008 год, читатель сможет вновь погрузиться в ту будоражащую воображение атмосферу ожиданий, поиска, открытий, разочарований, методичной работы и постепенной реализации планов, которая вот уже второе десятилетие сопровождает работу коллайдера.

Поскольку я тоже долгое время писал научно-популярные материалы по теме книги, мне хотелось бы дополнить материал, изложенный Тонелли, некоторыми комментариями.

К истории возникновения хиггсовского механизма

В своем рассказе о том, как в 1964 году возникла теоретическая идея, названная впоследствии хиггсовским механизмом, Тонелли допускает некоторый исторический перекос. То, как разворачивалась эта история, не вписывается в формулировку “какие‑то молодые люди вдруг предложили идею, которая до тех пор никому не приходила в голову”. В 1964 году эта идея уже витала в воздухе и казалась достаточно естественным развитием теоретических публикаций нескольких прошлых лет.

Пожалуй, ключевой и по‑настоящему новой для физики элементарных частиц идеей стало предложение Йоитиро Намбу перенять из теории сверхпроводимости понятие спонтанного нарушения симметрии. До этого считалось, что если мы видим в мире элементарных частиц нарушение некоторой симметрии, то мы обязаны предложить теорию, в которой эта симметрия тоже нарушена по построению. Намбу же описал альтернативную возможность: мы предполагаем, что исходные законы природы симметричны, но сам микромир, пытаясь организоваться в конфигурацию с минимальной энергией, спонтанно, самопроизвольно нарушает эту симметрию.