Жизнь Стандартной модели

Стандартная модель всё больше пугает физиков своей живучестью. Все попытки найти отклонения от нее, включая недавние данные по хиггсовскому бозону, приносят лишь отрицательные результаты. Не исключено, что причина этого явления лежит настолько глубоко, что Нобелевскому комитету придется присудить за Стандартную модель сразу несколько премий.

Современная теория устройства мира элементарных частиц — так называемая Стандартная модель — начинает по-настоящему пугать физиков. Она была придумана полвека назад, в середине 60-х годов, и поначалу казалась многим довольно искусственным нагромождением частиц и взаимодействий. В ней довольно много свободных параметров, она не дает ответы на многие вопросы, да и хиггсовский бозон, предсказанный давным-давно, долгое время никак не хотел появляться в эксперименте. В общем, уже десятилетия назад всё выглядело так, словно стоит физикам поднажать еще чуть-чуть — и на смену неказистой Стандартной модели придет какая-то новая, гораздо более стройная и простая теория, которая даст объяснения старым загадкам и предскажет новые эффекты.

И физики «жали». Они повышали энергии ускорителей, строили сверхчувствительные детекторы, изучали всё более и более тонкие характеристики известных частиц — и каждый раз казалось, что вот-вот будет открыта Новая физика!

Прошли годы. Прошли десятилетия. Время от времени даже звучали объявления о наблюдении эффектов, никак не вписывающихся в рамки Стандартной модели (из недавнего: многомюонные события на Тэватроне, сверхсветовые нейтрино в OPERA, топ-кварковая асимметрия, якобы зарегистрированные детектором DAMA/LIBRA частицы темной материи). Но вот беда — каждый раз аномалия рассасывалась. То более внимательное изучение процесса обнаруживает неучтенную погрешность, то не удается этот результат воспроизвести на другом детекторе, то оказывается, что теоретические расчеты были не совсем точны. Дело уже давно приняло нешуточный оборот. Физики целенаправленно ищут малейшие отклонения от Стандартной модели, строят для этого специальные ускорители, выделяют крупные гранты, создают специальные лаборатории, проводят, наконец, сотни конференций, публикуют десятки тысяч статей, посвященных поиску Новой физики! И несмотря на такую бурную активность — Стандартная модель не поддается.

Пожалуй, последним ударом для физиков стали результаты CMS по свойствам хиггсовского бозона, появившиеся две недели назад. До них физики очень надеялись, что открытый в прошлом году хиггсовский бозон — нестандартный. Поводом для этой отчаянной надежды служила вероятность его распада на два фотона, которая оказалась чуть ли не вдвое больше, чем то, что предсказывает Стандартная модель. Новые данные CMS эту надежду разбили вдребезги — хиггсовский бозон оказался самым наистандартнейшим.

Тут даже начало попахивать какой-то мистикой. Вдумайтесь: в данных 2011 года оба детектора на коллайдере (ATLAS и CMS) видят нестандартный распад на два фотона, в данных первой половины 2012 года — он по-прежнему нестандартный, но ближе к концу года бозон Хиггса словно «мутирует» и приобретает всё более стандартные черты. Что же происходит? Является ли это игрой случая или здесь мы впервые сталкиваемся с чем-то принципиально новым?

В 2007 году великий датский физик Хольгер Нильсен высказал нестандартную идею: хиггсовское поле в силу своей обособленности способно влиять из будущего на прошлое. Он сформулировал математическую теорию, в которой такое воздействие возможно, и даже сделал предсказание — хиггсовский бозон НЕ будет открыт на LHC, поскольку при каждой попытке его открыть хиггсовской бозон повлияет на прошлое и приведет к поломке коллайдера.

Сейчас мы знаем, что бозон открыт, так что это предсказание не сработало. Однако мы также воочию наблюдаем поразительную живучесть Стандартной модели — каждый раз, когда ее пытаются опровергнуть экспериментом, что-то находится, и опровержение постепенно рассасывается. Если взвесить все аргументы за и против, то самым естественным объяснением будет именно такое влияние Мироздания на попытки человека выйти за пределы Стандартной модели. Но именно это фактически предсказали Аркадий и Борис Стругацкие в своем романе «За миллиард лет до конца света»! (Эта книга, по-видимому, должна теперь стать настольным руководством для всех физиков, изучающих элементарные частицы.)

Что же делать в этой щекотливой ситуации? Вероятно, есть смысл попытаться «задобрить» Мироздание, например, вручая одну за другой Нобелевские премии за беспримерную живучесть Стандартной модели. Поначалу эти премии должны получить все ученые, работавшие над созданием Стандартной модели. Глэшоу, Салам и Вайнберг уже получили Нобеля-79 за ее создание, но нелишним будет вручить им премию снова, в качестве закрепления материала. Затем можно вручить по отдельной премии каждому из авторов хиггсовского механизма (кардинальным образом разрешив проблему, кому из пятерых ученых ее давать), а также участникам экспериментов, открывших бозон Хиггса. Ну и, конечно, нельзя обойти вниманием и Нильсена, оказавшегося столь прозорливым естествоиспытателем.

Не исключено, что именно по такому сценарию будет развиваться физика элементарных частиц в ближайшие годы. Может быть, после десятка-другого Нобелевских премий за неубиваемую и непотопляемую Стандартную модель Мироздание наконец-то даст слабину и позволит физикам увидеть Новую физику хоть краем глаза.