Уродливая Вселенная. Как поиски красоты заводят физиков в тупик

Многие из упомянутых выше экспериментов по поимке вимпов чувствительны также и к аксионам и дали интересные ограничения. Но, в отличие от вимпов, аксионы взаимодействуют с электромагнитными полями, пусть и слабо, и поэтому их можно детектировать, создав мощные магнитные поля, которые превратят небольшую долю приходящих аксионов в фотоны. Этим методом аксионы темной материи ищутся в эксперименте ADMX (Axion Dark Matter Experiment) с 1996 года. В эксперименте ЦЕРН CAST (CERN Axion Solar Telescope), запущенном в 2003 году, идет поиск аксионов, родившихся в Солнце, на энергиях, сильно превышающих энергию аксионов темной материи. В других экспериментах, например ALPS-I и ALPS-II, PVLAS и OSQUAR, пытаются наблюдать обратный процесс – как фотоны превращаются в аксионы, – тщательно изучая поведение света в магнитных полях. Пока ни в одном из этих экспериментов ничего не обнаружили.

* * *

К сожалению, в своей диссертационной работе я не сумела найти хороших способов сделать так, чтобы аксионы работали без какой-либо тонкой настройки в одном или другом месте, – говорит Кэти. – Это было не очень весело. Ведь проблема, которую решает аксион, сильная CP-проблема, – это проблема тонкой настройки. Так что если вы порождаете новую проблему тонкой настройки, то просто рядите исходную в новые одежды».

«А что не так с тонкой настройкой?» – спрашиваю я.

«Вообще тонкая настройка сигнализирует о том, что в наших теориях есть что-то неестественное. Если в них присутствует крайне маленькое число, вы вынуждены заключить, что вам очень сильно повезло. Привлекательного в этом мало. Просто кажется, что должно быть какое-то другое объяснение. В иных случаях, когда имелась тонкая настройка, всегда находилось объяснение и в итоге оказывалось, что то была не тонкая настройка».

«Вы сказали “очень сильно повезло”. Но как же можно делать утверждения о вероятности, не имея распределения вероятностей?» – удивляюсь я.

«Что ж, вы правы. Это лишь эстетическое чувство теоретиков, – отвечает Кэти. – Если в теории присутствует маленькое число, им это не нравится. Гораздо приятнее иметь число, близкое к 1. Я не знаю ни одной важной причины, по которой все должно быть именно так – все наши константы должны быть порядка 1. Мы просто так подходим к своим теориям. Это не вполне бритва Оккама, ведь упрощения не происходит, но ощущение такое есть».

«Люди так делают, но следует ли им так делать?» – вопрошаю я.

«Если вы основываете всю аргументацию в пользу существования новой частицы на решении проблемы с тонкой настройкой, то вы, собственно говоря, обязаны ее решить. Но так как сама я модели не разрабатываю, мне не приходится глубоко в это погружаться. Так что тут я немножко агностик. Но я правда считаю, что естественность попросту привлекательнее. И если учесть, как теоретическая физика развивалась, действительно кажется, что руководящий принцип, связанный с простотой, неплох для начала. Так что я поддерживаю озабоченность естественностью. Но не могу делать какие-то громкие заявления, и не должна. И это хорошо».

«Мультивселенная – это выход из положения?»

«Ненавижу мультивселенную, – отвечает Кэти. – Знаю, это клише, но я действительно ее ненавижу. Полагаю, ей присуща своего рода элегантность, ведь вы можете просто махнуть рукой на попытки понять параметры. Но мне не нравится, что ее трудно подвергнуть проверке, и я нахожу ее уродливой. Какая-то неприглядная мешанина, а мы просто случайно тут оказались, и приходится прибегать к антропному принципу… Мне правда не нравится мультивселенная. У меня нет веских доводов против нее, но мне она, ей-богу, не нравится».

«Как вы расцениваете последние данные с Большого адронного коллайдера, ведь масса хиггсовского бозона, похоже, требует тонкой настройки?» – спрашиваю я.

«Я этим активно не занимаюсь, так что не знаю, каковы трудности и каковы ограничения. Просто сижу и надеюсь. Но я сильно бы удивилась, если бы достаточно было просто нагромоздить друг на друга множество эпициклов, чтобы все заработало правильно. У нас есть некоторые указания на то, что нужна новая физика, и непохоже, чтобы суперсимметрия собиралась заработать. Но я оптимист. Полагаю, мы найдем суперсимметрии какую-нибудь замену, которая не будет ужасно подкручена».

«Масса бозона Хиггса, – продолжает Кэти, – тревожит меня в том смысле, что я не знаю, что произойдет. Я слышала, люди говорят, будто это кошмарный сценарий. Но не думаю, что мы зашли в тупик. Наверное, я просто доверяюсь специалистам по физике элементарных частиц – у них появятся новые идеи и новые модели. Мне не кажется это удручающим, скорее, наоборот, волнующим – теперь у нас есть эта большая загадка».

«Может, и нет ничего красивей Стандартной модели, а теперь она станет уродливее, – говорит Кэти, – но чутье мне подсказывает, что мы найдем способ упростить беспорядочную картинку, превратив ее во что-то более цельное. Вот это и привлекало меня всегда в физике: выявление красивой картинки, которая объединяет в себе беспорядочные вещи».