Цифровой журнал «Компьютерра» № 1

Запуск LHC (Large Hadron Collider — Большого адронного коллайдера, самого высокоэнергетичного ускорителя в истории) стал одним из наиболее масштабных событий в мире науки за последнее время. Долгий подготовительный этап завершен, поломка устранена, калибровка аппаратуры закончена, и теперь беспрецедентный эксперимент, наконец, начался. За работой коллайдера с интересом следит все научное сообщество. От него ждут ответов на многие вопросы фундаментальной физики. Как себя вела Вселенная в первые доли секунды своего существования? Как изначально частицы получали массу? Почему антиматерия отличается от материи? И, главное, будут ли на LHC происходить новые, выходящее за рамки известных нам физических законов, события? И на этот вопрос у каждого свой ответ. Кто-то стоит на позиции нерушимости законов общей теории относительности и Стандартной Модели, а кто-то не отрицает возможности подтверждения экзотических теорий. Но все сходятся в том, что дополнения к уже имеющимся знаниям будут получены.

Валерий Рубаков

Начало работы LHC стало поводом для размышлений о физике высоких энергий вообще, и о том, какой вехой станет для нее запуск Большого адронного коллайдера. Разъяснить ситуацию согласился Валерий Рубаков, академик РАН, профессор кафедры физики частиц и космологии физического факультета МГУ, главный научный сотрудник отдела теоретической физики Института ядерных исследований РАН.

Валерий Анатольевич, многие считают, что запуск LHC — это наиболее значимое событие в физике высоких энергий за последнее время. Вы согласны с этим?

Согласен, конечно.

Часть работы российских ученых для LHC велась в Институте ядерной физики СО РАН. А какой еще был вклад?

В LHC есть ускорительная часть, а есть детекторная. Ускоритель ускоряет частицы, а детектор детектирует продукты реакции, которые получаются при столкновениях. Если говорить об ускорительной части, то львиную долю, действительно, внес ИЯФ СО РАН. Ускорительные установки и оборудование также поступали из Протвино, какая-то часть из нашего института. А детекторы разрабатывались при участии всего российского сообщества, всех институтов, занимающихся физикой высоких энергий, и некоторых университетов. Очень большой вклад внеси Санкт-Петербургский Институт ядерной физики РАН, московский Институт теоретической и экспериментальной физики, МИФИ, МГУ, ФИАН… Я, наверное, кого-то забыл. Все институты, занимающиеся физикой высоких энергий, так или иначе, в большей или меньшей степени вложились, в первую очередь, интеллектуально, а это самое ценное. И, конечно, материально. Я боюсь называть точные цифры, но количество физиков, только физиков, не учитывая инженеров, которые занимаются на детекторах LHC обработкой результатов и подготовкой аппаратуры, из России — это 200–300 человек. Плюс к этому — инженеры. А ИЯФ для ускорительной части сделал подавляющий объем работ.

Известно, что LHC разрешит вопрос бозона Хиггса, причем под любой исход эксперимента уже написана теория, а какой результат хотели бы увидеть лично Вы?

Наверное, так и произойдет. Есть достаточно серьезные теоретические основания, что либо сам бозон Хиггса, либо что-то очень похожее на него (такого же рода частица) будет найдена. Буквально ли будет обнаружен тот элементарный бозон, элементарный в смысле — не составной, а по-настоящему элементарный, или это будет нечто более сложное, сказать трудно, но что-то похожее должно существовать. И на это есть, кстати, и косвенные экспериментальные свидетельства. Любая частица проявляется не только прямо, но и косвенно. Есть такое понятие — виртуальная частица, есть виртуальные процессы, связанные с квантовыми эффектами, и в них проявляются косвенные свидетельства виртуальной частицы. Есть ряд указаний отсюда следующих, что это должна быть достаточно легкая частица, типа хиггсовского бозона. Поэтому, наверно, его найдут, но это дело небыстрое.

Несколько месяцев или лет?

Нет, не месяцев. Я предполагаю, что это годы. Зависит, конечно, от того, как пойдут дела, и что это за частица. Какая у нее масса. Но, вообще, это довольно сложное дело. Может, кстати, американцы раньше откроют. Они сейчас набрали хороший темп.

Но они же не повышают энергию.

Энергию не повышают, но у них вопрос статистики. У них достаточно энергии, чтобы рождался бозон Хиггса. Таких событий мало, но есть фоновые события, другие процессы, похожие на то, что должен давать хиггсовский бозон. И теперь вопрос стоит в наборе статистического материала. Если они еще несколько лет проработают в таком же темпе, как сейчас, то вполне смогут опередить европейцев.