«Темная энергия — это вообще очень волнующая вещь»

Открытие бозона Хиггса стоит в одном ряду с величайшими фундаментальными научными открытиями физики частиц, а Большой адронный коллайдер обладает возможностями переписать современные учебники физики, уверен физик Игорь Голутвин. Он рассказал«Газете.Ru» о планах работы коллайдера и истории участия России в CERN.

— В чем важность работ на Большом адронном коллайдере для России?

— История России в CERN и, в частности, на БАК тянется давно. 20 лет назад это началось — именно тогда наша научная общественность была поддержана руководством в вопросе участия в этих работах. В то время руководство было очень интересное: министром науки был Борис Георгиевич Салтыков, очень грамотный человек, а Минатомом руководил Лев Дмитриевич Рябев. Они присутствовали на судьбоносном заседании в Арзамасе, когда принималось это решение: наших ученых надо сразу ориентировать на самую лучшую науку, на высший уровень, на получение сверхрезультатов. В науке важны первоклассные результаты. Я участвовал в этом заседании, более того, уже тогда от имени эксперимента CMS я рассказывал о наших планах.

И тогда было решено считать опыты на Большом адронном коллайдере важнейшим направлением в российской научной программе.

Звучит смешно: коллайдер в Швейцарии, а направление важнейшее в российской программе. Но это именно потому, что ориентация была взята на получение высших результатов, а их можно было получить только на БАК, что мы сейчас и видим.

— Какова история совместного семинара в Дубна — CERN?

— Чтобы расширить возможности коммуникации, больше привлечь молодежь, мы организовали в Дубне объединенный семинар, на котором транслируются доклады важнейших семинаров CERN. Сейчас это уже десяток точек по всей России. Это очень хорошая возможность: физики — народ ленивый, ездить не очень любят, а здесь они в своей домашней аудитории слушают и участвует в важнейшем семинаре CERN, могут задавать вопросы. Создается эффект присутствия. Первый семинар у нас состоялся 30 марта 2010 года, когда мы отмечали запуск Большого адронного коллайдера в CERN. И тогда было много вопросов, зачем это нужно. Нужно это для того, чтобы получать результаты, которые меняют наше представление о мире. Сегодня два года прошло с этого момента, всего два года, и мы уже обсуждаем результат — обнаружение частицы Хиггса.

— Как вы оцениваете важность открытия бозона Хиггса?

— Это, конечно, важнейший результат, самое масштабное научное открытие последних 20—30 лет, и по важности оно не уступает тому, что уже попало в учебники, например, открытию кварков.

Это чрезвычайно фундаментальное открытие. Вообще говоря, поиск бозона Хиггса был одной из важнейших мотиваций создания всего ускорителя. Почему? Потому что«хиггс» — это последнее недостающее звено Стандартной модели, общей теории физики частиц, которая пока еще ни разу не ошибалась в своих предсказаниях. Не хватало только бозона Хиггса — это частица, которая объясняет, как возникает масса. Нет«хиггса» — и все частицы, все люди без массы.«Хиггс» — это механизм возникновения массы во Вселенной. Поэтому, если мы находим этот бозон, Стандартная модель будет закрыта. Но это не единственный сценарий.

— Возможны другие варианты развития событий?

— Да, и они более интересны. Именно поэтому сейчас с такой осторожностью говорят об открытии.

Мы говорим: найдена частица, которая удовлетворяет всем критериям«хиггса». Но мы не говорим, что это именно бозон Хиггса,

потому что, чтобы доказать это, нужно еще измерить спин частицы, ее собственный момент импульса. Сейчас у нас недостаточно статистики, коллайдер еще наработал слишком мало событий, чтобы можно было определить спин. Нам нужно измерить угловые распределения продуктов распада«хиггса» на достаточно большом количестве частиц. Отсюда мы сможем определить, бозон Хиггса это или нет. Это то, над чем мы работаем сейчас, сию минуту. Я думаю, что статистики, которую мы наберем в этом году, будет достаточно, чтобы однозначно определить спин. Если спин нулевой — это«хиггс».

Но допустим, что окажется спин ненулевым, тогда это не«хиггс» и, на мой взгляд, это еще интереснее. Потому что это выход за пределы наших сегодняшних знаний.

— Что лежит за этим пределами?

— Вообще говоря, сейчас мы все надеемся, что уже довольно скоро, еще на протяжении нашей жизни, мы увидим явное нарушение Стандартной модели.

Потому что Стандартная модель — это очень«правильная»,«приличная» теория, но она не все объясняет.

Она, например, игнорирует гравитацию и все, что с ней связано. Кроме того, в этой теории масса свободных параметров — это величины, которые созданы«на кончике пера», они ниоткуда не вытекают. Она не объясняет существования темной материи и темной энергии. Темная энергия — это вообще очень волнующая вещь: мы знаем, что она существует, но мы не знаем, что это такое. Кроме того, возможно, что в нашем мире не три измерения плюс время, а шесть и больше, и этого тоже в Стандартной модели нет. То есть мы знаем, что это неполная теория, и мы хотим найти больше — в этом будущее физики частиц. Вообще говоря, сегодня наши представления о строении материи находятся на некоем не самом высоком уровне. А наша работа — продолжение хорошо известного интереса человечества к знанию. В свое время человек бросил камень и стал отмечать: а как он покатился, как его надо толкнуть, чтобы он покатился по-другому. Потом люди стали интересоваться, как движутся планеты, а дальше все глубже, глубже. Это естественная тяга к познанию мира.

— Каковы дальнейшие планы работы БАК?

— Планы у нас не изменились. У нас 6—8 магистральных направлений исследований. Бозон Хиггса лишь одно из них этих направлений, важное, злободневное, его заказывает публика. Мы знаем, что этого ждут, что это важно, поэтому последние пару месяцев этому уделяется повышенное внимание. Но, повторю, есть и другие. Одно из направлений, которое мне очень нравится, — это поиск новых частиц, состояний с очень высокими массами. Вот бозон Хиггса имеет массу около 125 ГэВ, а мы ищем состояния с массой в диапазоне тераэлекторонвольтов(ТэВ). Почему это интересно? Потому что на сегодня диапазон масс до 1 ТэВ, в принципе, достаточно внимательно просмотрен — не нами, а вообще учеными, на том же коллайдере«Тэватрон».

А мы на БАК можем смотреть в области больших масс и надеемся там найти какие-то явления, состояния, которые будут индикаторами того, что не предсказывается Стандартной моделью.

Это те же дополнительные измерения, объяснение гравитации — об этом я уже говорил. И мы надеемся найти эти индикаторы в области энергий, которых позволяет достичь БАК. В этом направлении сейчас ведется очень активная работа. Вообще говоря, БАК предоставляет громадные возможности. Всю шкалу открытий в физике частиц за последние 20 лет, за которые уже присуждена не одна Нобелевская премия, мы проходим за несколько дней. У нас есть такой график, где дан весь спектр открытий, на который нанесены нобелевские медали и года, когда они были присуждены, а также шкала времени, за которую эти открытия были«пересделаны» на БАК.

— Какое влияние на планы работ окажет результат поиска бозона Хиггса?

— Я могу сказать, что значительного влияния на ход работ он не окажет. У нас огромные коллективы людей, которые работают над широким спектром задач, и стратегически он не изменится. Тактически — да. Я думаю, что мы стоим на пороге важного периода в физике. Недавно мы проводили в Алуште наше регулярное совещание, на котором обсуждались наши планы работ. Там присутствовали и экспериментаторы, в том числе текущий руководитель эксперимента CMS Джо Инкандела, а также теоретики. И академик Валерий Рубаков, наш крупнейший физик-теоретик, сказал очень важную вещь:

«Благодаря опытам на Большом адронном коллайдере физика опять становится экспериментальной наукой».

Вот это выражает важность того, что мы делаем. Мы надеемся, что наши достижения внесут фундаментальный вклад в наше знание о мире, причем экспериментально, а не на кончике пера.