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

О трековой камере сказано уже достаточно. Магнит – это огромный соленоид, цилиндрическая катушка длиной 13 м и диаметром 6 м. При таком размере его можно собрать только по частям, поскольку ни одно устройство в мире не способно совладать с ним как с единым целым. Индукция магнитного поля внутри него должна достигать 4 Тл – это самый большой сверхпроводящий магнит в мире. Но для его обмоток не годился ни один из известных типов кабеля; надо было создавать новый, способный выдерживать электрический ток очень высокой плотности, исключительно стабильный и механически настолько прочный, чтобы он мог выдержать чудовищное – в тысячи тонн силы – растяжение, вызываемое в катушке магнитными силами. Размер катушки не позволял доставить ее в ЦЕРН по автострадам: тоннели были для нее маловаты. Мы разработали план ее погрузки на баржу в Марселе, а затем медленной буксировки по реке Роне – именно так поступали реставраторы великих готических соборов. На последнем участке пути нам пришлось воспользоваться проселками, проходящими через живописные швейцарские деревни, но перед этим еще демонтировать все светофоры и дорожные указатели, потому что иначе катушку было не провезти.

Перейдем теперь к электромагнитному калориметру. Было решено, что свое внимание мы сосредоточим на фотонах и электронах. Наши первоначальные сомнения рассеялись, когда стало ясно, что их можно реконструировать даже в ужасных условиях LHC. Однако нам требовался очень специальный калориметр. Возможность реконструировать на нем распады бозона Хиггса на электроны с очень высокими энергиями – важное достижение. А если бы масса бозона Хиггса оказалась в диапазоне 100–150 ГэВ, то мы смогли бы использовать редкий, но очень чистый распад, служащий верным признаком присутствия этой частицы, – распад на два высокоэнергетических фотона. Сложный электромагнитный калориметр сделал бы CMS еще более конкурентоспособным и увеличил бы его шансы на успех.

И калориметру CMS суждено было стать настоящим сокровищем, соединившим в себе 75 000 сцинтилляционных кристаллов – сверхбыстрых датчиков, реагирующих слабой световой вспышкой на каждый поглощенный его (калориметра) массивным телом электрон или фотон. Измерив, сколько света было излучено, можно с совершенно уникальной точностью определить суммарную энергию поглощенных частиц, но для этого нужно иметь достаточное количество кристаллов достаточной чистоты, изготовить которые, похоже, не был способен никто в мире. Нам требовался совершенно необычный материал: соль, в состав которой входят два непрозрачных и тяжелых металла – свинец и вольфрам. Соединяясь с кислородом, они чудесным образом превращаются в огромные кристаллы, очень плотные и прозрачные. Это истинное чудо химии, секрет которого известен немногим. Мы с трудом нашли завод в России, где производят такие кристаллы; во времена Брежнева он процветал, но потом оказался на грани банкротства. Мы даже отыскали людей, которые знают, как сделать нужные нам кристаллы, но завод находился в совершеннейшем запустении: тигли для их выращивания были снабжены источниками питания 1930‑х годов и в любой момент могли выйти из строя, а когда на крыше таял снег, то вода дождем лилась внутрь цехов. Все оборудование нуждалось в реконструкции.

Так что какие только кризисы не приходилось нам преодолевать! Провод в электромагните не поддавался пайке; кристаллы для калориметра, вероятно, и можно было бы изготовить, но затраты бы при этом удвоились. Первые кремниевые датчики мы получили с множеством дефектов, и работали они не очень стабильно. А позднее, когда нам уже было показалось, будто проблемы разрешились и жизнь возвращается в нормальное русло, вдруг выяснилось, что вся электроника, которую мы предполагали использовать для трековой камеры и калориметра, не работает и ее придется собирать заново. До запуска ускорителя оставались считанные годы, и ATLAS, несмотря на собственную порцию сложностей, бодрым тевтонским шагом двигался к финальной сборке, причем это их продвижение совершенно не походило на беспорядочные скачки и метания нашей “Армии Бранкалеоне”[30], как некоторые называли команду, сплотившуюся вокруг CMS.