В поисках частицы Бога, или Охота на бозон Хиггса - Иэн Сэмпл

Майани рассчитал ожидаемый фон для сигнала от бозона Хиггса на детекторе L3, создаваемый всеми другими частицами, которые могут дать ложный сигнал. Результат, показывающий вероятность появления ложного сигнала, сказал он мне, заставил его “выругаться как сапожник”, потому что вероятность эта оказалась очень мала, то есть сигнал от бозона Хиггса “должен сильно выделяться. Это заставило меня задуматься, не оседлали ли мы уже Хиггса. Мы обсуждали это снова и снова, — рассказывал он, — но в конце концов я убедился, что у них на L3 бесспорных доказательств рождения Хиггса не получено”. Майани чувствовал, что давление, оказываемое на него учеными, было во многом продиктовано хорошо понятным научным азартом.

Через несколько дней после того, как Иго-Кеменес выступил с докладом в набитой научным людом аудитории ЦЕРНа, ведущие сотрудники центра собрались, чтобы окончательно решить судьбу старого ускорителя. Встреча состоялась на верхнем этаже главного здания ЦЕРНа. Многие рядовые ученые видели в этом заседании свою последнюю надежду. Собравшись в другом здании — через одно от главного, — они смотрели на окна корпуса, где заседали их руководители. В кампусе темнело, заседание затягивалось. “Мы ждали, когда погаснет свет, — это был бы сигнал, что решение уже принято”, — рассказывал один из участников тех событий. Свет горел до полуночи.

Участников совещания больше всего беспокоило то, какое воздействие окажет еще один год работы LEP на сроки ввода в строй Большого адронного коллайдера. Лин Эванс, возглавлявший проект LHC, сказал, что в этом случае график запуска, вероятно, придется изменить. Машина могла быть запущена вовремя и заработать в конце 2006 года, но... при удачном раскладе. Скорее всего, первых столкновений с выделением высокой энергии придется ждать до 2007 года. Было подсчитано, что стоимость работы LEP в течение еще одного года обошлись бы в 120 миллионов швейцарских франков.

Денежные потери не ограничивались только затратами на работу LEP в дополнительное время. При сдвиге в графике строительства LHC ЦЕРН нарушил бы контракт с инженерными фирмами, которые уже начали производить компоненты для нового коллайдера. “Было ясно, что эти компании вчинят нам иск, — рассказывал мне Майани. — Мы должны были бы заплатить их рабочим за то, что они ничего не делали в течение года”.

Следующий вопрос, который обсудил исследовательский совет, — сможет ли американский коллайдер “Теватрон” в лаборатории Ферми открыть частицы Хиггса раньше ЦЕРНа, если LEP закроется. Трудно было с уверенностью что-то утверждать, но менеджеры ЦЕРНа думали, что вряд ли “Теватрон” поймает бозон Хиггса до 2007 года, а к этому времени в ЦЕРНе уже должны были смонтировать и запустить БАК. Но все-таки некоторый шанс, что на американском коллайдере найдут доказательства существования бозона Хиггса до того, как новая машина в ЦЕРНе заработает на полную мощность, был.

Дискуссия, в ходе которой подробно обсуждались все плюсы и минусы продления работы LEP, превратила заседание в марафон. Бозоны Хиггса были важным трофеем для ЦЕРНа — и, вероятно, принесли бы Нобелевскую премию, а доказательства существования частицы множились, и казалось, ее масса действительно лежит в достижимой для LEP области. Отключение LEP оставляло проблему открытой, и трофей мог достаться ученым с “Теватрона”. Однако многие полагали, что доказательства существования бозона Хиггса не столь весомы, чтобы срывать график запуска БАКа, а цена отсрочки слишком велика. Некоторые участники совещания напоминали, что сам Комитет по экспериментам не смог достичь консенсуса по вопросу о целесообразности продления работы старой машины. К концу заседания участники разошлись во мнениях — они так и не смогли выработать четкие рекомендации для генерального директора171.

Патрик Жано уже начал собирать подписи ученых ЦЕРНа под ходатайством в надежде убедить руководство отменить решение о закрытии ускорителя. В ходе кампании кто-то из сотрудников послал ему неофициальный график ввода в строй Большого адронного коллайдера. Из него вроде бы следовало, что БАК уже столкнулся с задержками, и, таким образом, функционирование LEP в 2001 году не оказало бы почти никакого влияния на график запуска нового ускорителя. Когда Жано разместил график на своем сайте, ему позвонил кто-то из начальства. “Они велели мне немедленно удалить его с сайта, или я буду уволен”, — рассказал Жано. Майани признал, что уполномочен следить за планом запуска установки, но сказал, что из графика ясно — попытка смонтировать LHC в более сжатые сроки обречена на неудачу172.

На следующий день после заседания ведущих ученых в ЦЕРНе был выпущен пресс-релиз, и сотрудники центра остолбенели, услышав, что LEP отключен окончательно173. Поскольку Майани не получил прямых рекомендаций ни от одного из научных комитетов, с которыми он консультировался, был реализован прежний план: демонтировать LEP и очистить дорогу Большому адронному коллайдеру. Майани перерубил гордиев узел. Сотрудникам не верилось, что они узнают такие важные новости из пресс-релиза. Ассоциация работавших в ЦЕРНе, которая объединяла более двух третей персонала, заявила прямо: “Такие решения не могут приниматься генеральным директором тайно. Видимо, он перестал считать, что нужно прислушиваться к мнению всего научного сообщества”174. Сила эмоций была столь велика, что это могло повлечь раскол в сообществе физиков, работающих в области элементарных частиц.

Оптимисты ЦЕРНа увидели еще один — последний — шанс на отсрочку, поскольку в пресс-релизе было сказано, что администрация ЦЕРНа не начнет демонтаж LEP, пока не будет получено согласие государств — членов ЦЕРНа. Официальная встреча их представителей ожидалась в одну из пятниц в течение следующих двух недель. Утечки информации о происходящем на совещании начались с первых минут регистрации делегатов. Дитер Шлаттер, руководитель команды “Алеф”, в мейле, посланном членам своей группы, написал: “Печальная новость состоит в том, что демонтаж LEP начнется в понедельник. У меня еще нет официального подтверждения, но от одного из членов комитета совета мы узнали, что, как это стало обычным на последних собраниях комитетов, консенсусное решение не найдено ни по одному вопросу. Таким образом, решение генерального директора по демонтажу остается в силе”. Он закончил письмо словами: “Хотя мечты сбываются не часто, мечтать все же полезно всегда”.

Для Жано это был страшный момент — ЦЕРН убил его самую большую надежду на встречу с бозоном Хиггса. Он предупредил, что ученые с американского “Теватрона” сделают все, чтобы найти частицу прежде, чем заработает Большой адронный коллайдер. “ЦЕРН будет выглядеть смешно, упустив такую возможность, и его будущее очень мрачно”, — сказал он репортеру британского журнала “Physics World”.

Вернувшись в Мичиган, Горди Кейн написал письмо, вложил в него чек на 100 долларов и отнес на почту. Оно было адресовано Стивену Хокингу в Кембриджский университет. Через несколько лет профессор Хокинг написал мне письмо, в котором заметил, что пари по поводу возможности найти частицы Хиггса с закрытием LEP не закончилось. Поиск продолжается на “Теватроне” в Фермилабе и на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Хокинг говорил: “Я думаю, вероятность того, что виртуальная черная дыра сделает невозможным наблюдение частицы Хиггса, очень велика, но, конечно, если частица все-таки будет найдена и я проиграю пари, то конечно же я заплачу 100 долларов”175. Услышав это, Кейн сказал, что он уверен — в один прекрасный день обязательно получит эти деньги.

Колледж Брасенос так же красив, как и весь Оксфордский университет. Он расположен в нескольких минутах ходьбы от шумного города, в конце аккуратно замощенного булыжником переулка, откуда открывается замечательный вид на площадь с доминирующей на ней Камерой Рэдклиффа — прекрасным зданием XVIII века, когда-то здесь была библиотека. Колледж же еще на 200 лет старше, его каменные стены богато украшены резьбой по камню, оконные проемы изящны, а каждый дюйм газона, окружающего здание, невероятно ухожен.

Роджер Кэшмор, который был директором по исследованиям в ЦЕРНе, когда LEP закрывали, вступил в должность ректора колледжа Брасенос в 2003 году. Он сидит за большим деревянным столом в просторном кабинете, существовавшем уже в те далекие времена, когда Коперник поместил Солнце в центр Солнечной системы. Кэшмор был в эпицентре обсуждений, проходивших в ЦЕРНе при принятии решения о закрытии LEPa. “Всем нам было тогда очень горько”, — говорит он.

Трудность решения состояла в том, что у исследователей оказалось слишком мало свидетельств рождения частицы Хиггса, да и те появились слишком поздно. Ученые утверждали, что LEP должен проработать лишний год, потому что смысл лаборатории в том, чтобы открывать законы новой физики. Если бы бозон Хиггса был найден в 2001 году, ученые не теряя времени могли бы обдумывать следствия его существования в то время, когда монтировались громоздкие части Большого адронного коллайдера. Но как бы то ни было, это решение не могло быть принято только из соображений важности научных открытий.