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

Выбор двух независимых экспериментов в LHC – стратегический ход ЦЕРН. Повторяется сценарий, который применялся еще во времена UA1 и UA2. Та же формула была принята и на Тэватроне, где состязаются / сотрудничают два эксперимента – CDF и D0. Поиски бозона Хиггса или следов Новой физики – исключительно сложная операция. Надо регистрировать очень слабые и редкие сигналы, которые часто прячутся среди сигналов, весьма похожих на те, что мы хотим изучать. Современные эксперименты используют сложнейшие технологии, полные разнообразных тонкостей и чреватые возможными неисправностями. Софт, используемый для идентификации интересных событий в целях их реконструкции и изучения, содержит миллионы строк компьютерного кода. В этих условиях любой может совершить промах или недооценить определенный источник систематических ошибок. Страх – самый верный спутник в нашем путешествии. Упустив какую‑то деталь, ты убеждаешь себя в том, что сделал великое открытие, а потом обнаруживаешь, что все провалено из‑за банальнейшей ошибки, – вот кошмар, преследующий нас по ночам. В таком случае доверие к нам было бы подорвано основательно и надолго, а оно – самая большая наша ценность, и рисковать ею мы не можем.

Вот почему в таких больших коллаборациях, как CMS, постоянно задействованы механизмы контроля и верификации, которые должны защищать нас хотя бы от наиболее грубых ошибок. Но мы понимаем, что не всегда все работает наилучшим образом. И потому иметь два эксперимента – это своего рода страховка и для нас самих, и для результатов, которые мы бы хотели получить. Две независимые группы исследователей, использующие разные технологии и несовместимый софт, ловят одни и те же сигналы. Если первая группа делает открытие, у второй появляется шанс его верифицировать. Только когда обе группы получают схожие результаты, появляются резонные основания поверить в их справедливость.

Такой механизм подразумевает яростную конкуренцию. Все знают, что коллеги из другого эксперимента в любой момент могут объявить об открытии чего‑то важного. Это создает непрерывное напряжение внутри коллабораций, состоящих из ученых, которые всю свою жизнь мечтают когда‑нибудь выявить новое состояние материи. Дух соревнования заставляет в поисках небывалых идей заглянуть под каждый камень и пройти по каждой тропинке – в надежде первыми достичь финиша.

Но это соревнование, каким бы яростным оно ни было, проходит в особых формах, не понятных, например, тем, кто занят разработкой нового микропроцессора или поисками химической формулы нового медицинского препарата – одним словом, чего‑то, имеющего значительный коммерческий эффект. В таких областях между конкурирующими коллективами царит строжайшая конфиденциальность: зачастую идеями не обмениваются даже исследовательские группы одной и той же компании.

У нас не так. Все технологии, используемые обоими экспериментами, хорошо известны и полностью опубликованы. То же справедливо и в отношении софта. Секретов нет, не скрывается даже информация, которая могла бы повредить другой коллаборации. Если в одном эксперименте случается авария и он не может собирать данные на протяжении недель, второй эксперимент тоже должен остановиться и ждать, пока не перезапустится первый. Даже в условиях конкуренции, остающейся весьма напряженной, эксперименты непрерывно в чем‑то помогают друг другу. Каждая из двух групп хочет быть первой, но добиваться этого нечестными путями для всех нас неприемлемо.

Вот почему у меня с Фабиолой, несмотря на то, что мы то и дело обмениваемся жестокими ударами научного соперничества, сохраняются отношения искренней дружбы. Мы часто организуем совместные вечера, на которых бывает и моя жена Лучана, и наши общие друзья. И тогда мы обсуждаем все на свете. Фабиола интересуется делами моей дочери Джулии, балерины Оперного театра Цюриха, завсегдатаем которого она была в юности; я же рекомендую ей хотя бы изредка отдыхать, поскольку мне кажется, что вид у нее утомленный, а это наверняка связано с недостатком сна. Излишне говорить, что темы, связанные с бозоном Хиггса, в наших частных беседах под запретом. Оба эксперимента публично продемонстрировали, что они собираются делать: какие каналы распады будут анализироваться и какая техника для этого будет использоваться. Состязание началось, так пусть победит сильнейший.

И все же при нашем обмене ударами первое очко заработал CMS. Сразу после парижской конференции 2010 года мне сообщили, что одна из наших аналитических групп получила нечто неожиданное. Мы встретились первого августа, и находка действительно оказалась интересной. Она не имела никакого отношения ни к бозону Хиггса, ни к Новой физике, и все же полученный эффект заинтриговывал. В наших столкновениях протонов наблюдалось слабозаметное явление, которое до этого наблюдалось только в столкновениях тяжелых ионов. Каждый год его изучению посвящался месяц сбора данных, чаще всего – перед рождественскими каникулами.