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

Когда с высокими энергиями сталкиваются ионы свинца, ядерная материя словно бы расплавляется, образуя своего рода идеальную жидкость из кварков и глюонов. Ее свойства изучены во всех подробностях; считается, что в этом состоянии в первые моменты после Большого взрыва пребывала вся материя нашей Вселенной. Фотографии столкновений очень выразительны: треки заряженных частиц и выбросы энергии создают весьма характерную картину. ATLAS и CMS воспользовались этими данными, чтобы произвести интересные измерения, но в таких экспериментах ведущая роль была у эксперимента ALICE[32], так как в их распоряжении находилось устройство, предназначенное для такого рода исследований.

Феномен, наблюдавшийся на CMS, был очень интересен, так как никто не ожидал, что нечто подобное может происходить в столкновениях протонов. Мы зарегистрировали странное распределение сотен частиц, образовывавшихся в результате столкновений; все, казалось, указывало на то, что эффект рождается из крошечной капельки этой самой магической кварк-глюонной жидкости. Это был удобный случай, чтобы протестировать наши внутренние системы контроля.

Когда после недель жарких споров результат подтвердился, нам оставалось только вынести его на суд научного сообщества (внешнего по отношению к CMS), представив наши данные на семинаре ЦЕРН и опубликовав статью на эту тему. Ни у ATLAS, ни у ALICE не было в активе подобных результатов, так что пальма первенства досталась CMS.

22 сентября 2010 года весь мир облетает весть, что на LHC обнаружено новое явление. Результат CMS привлекает всеобщее внимание, и все вдруг сходятся во мнении, что у гадкого утенка теперь чудесные перья. Кое-кому в ATLAS это совсем не по вкусу, и в эксперименте раздается ропот. На Фабиолу начинаются нападки: мол, она слишком застенчива, слишком добра и совсем распустила этих безумцев из CMS.

Однако реакция ATLAS не заставила себя долго ждать – нам наносят удар в самый неожиданный момент. Через несколько дней после того, как завершился сбор данных от столкновений протонов и начался сбор данных от столкновений ионов свинца, ATLAS представил поразительный результат: они зарегистрировали события настолько разбалансированные, что, казалось, в них нарушается принцип сохранения энергии. События, в которых, по всей видимости, энергия, вытекающая в виде струи частиц в одном направлении, не компенсировалась эквивалентным выходом энергии в другом. Чего‑то подобного и следовало, в общем‑то, ожидать, но на LHC феномен проявился с не знавшей прецедентов ясностью, и им удалось стать первыми, кто сообщил о нем. Кварк-глюонная плазма может участвовать в настолько активных взаимодействиях, что образование одной из струй оказывается заблокированным и происходят события с несбалансированным выходом энергии. Мы тоже наблюдали это явление, но в тот раз они нас опередили. Не прошло и двух месяцев, как Фабиола смогла вернуть себе контроль над ситуацией. В конце концов оба эксперимента представили новые результаты, но по итогу все увидели, что они идут впереди, а мы следуем за ними.

После этого обмена ударами мы решили, что пора выработать совместную процедуру открытия, которая и была закреплена в кратком меморандуме, подписанном обеими сторонами. Если в одном из экспериментов открывают новое явление, то, согласно договоренности, сначала о нем оповещается директор ЦЕРН, а затем предварительные результаты передаются другому эксперименту. С этого момента у последнего есть две недели, чтобы получить собственные результаты и опубликовать их одновременно с “соперником”. В противном случае первый эксперимент уходит вперед в одиночку.

И тут пошла по‑настоящему жесткая игра.

Дай пять!

Встреча в Шамони в начале февраля – старая традиция ЦЕРН, восходящая еще ко временам LEP. Это ежегодное собрание, во время которого эксперты по ускорителю и спикеры экспериментов проводят пятидневные консультации, чтобы определить все детали программы сбора данных на текущий год. Сейчас это 2011‑й. Пока мы жарко спорим в гостинице, туристы штурмуют подъемники, чтобы совершить спуск по северному склону Монблана или по южному склону Бревана. Шамони – столица горных лыж, и все здешние трассы и живописны, и сложны. Я люблю горные лыжи, и для меня мука сидеть в отеле и обсуждать эмиттанс и коллимацию пучков, когда за его стенами сияет солнце и счастливчики бегут к выбранным трассам с лыжами наперевес. Но ставка в игре слишком высока: я не могу пропустить в дискуссиях ни слова.