Поделиться
Почему ученые уверены, что совсем скоро они смогут решить одну из главных задач мироздания, корреспонденту "РГ" рассказал заместитель директора НИИ ядерной физики, координатор участия российских ученых в проекте Большого адронного коллайдера, доктор физико-математических наук Виктор Саврин.
Уже два года работает БАК, от которого весь мир ждет сенсаций, но пока о них не слышно. Все-таки получены какие-то важные результаты?
Виктор Саврин: Многим даже трудно представить, насколько БАК сложная машина. Поэтому двигаться к прорывам надо очень осторожно, тщательно продумав и подготовив каждый шаг. Иначе можно таких дров наломать... Достижения прошлого года не такие громкие, но крайне важные. Так, превышены плановые параметры ускорителя: в десять раз повысить число протонов, которые соударяются между собой. А значит, они порождают больше новых частиц и растет объем информации. Кроме того, превышено плановое число сгустков протонов. Ведь они летят не непрерывно, а "пунктирно", сгустками. Чем их больше, тем больше соударений, и опять же, больше информации. Все это позволит значительно раньше и точнее получить ответы на волнующие весь научный мир вопросы о нашей Вселенной. И уже открыта новая тяжелая частица, которая предсказана теорией около 20 лет назад.
В конце года ученые были на пороге сенсации века: сообщалось, что удалось поймать бозон Хиггса, о котором уже наслышаны люди, совсем далекие от науки. Но потом выяснилось, что сенсация переносится. Почему?
Виктор Саврин:Напомню, что бозон Хиггса предсказан теоретиками в так называемой Стандартной модели, считающейся одним из самых выдающихся достижений науки XX века. Однако в ней есть серьезный пробел: пока экспериментально не обнаружен этот самый бозон, благодаря которому все частицы приобретают массу.
Хиггса уже давно ищут на всех мощных ускорителях мира. Почему он так неуловим? Поймать его "лично" невозможно в принципе. Не дается в руки, так как очень быстро распадается. Но оставляет косвенные улики, предсказанные теорией. Их ищут примерно по десяти разным направлениям. Скажем, при распаде бозона возникают два фотона, их уже можно зарегистрировать. Но здесь своя проблема: фотоны могут возникать и другими способами, не имеющими отношения к Хиггсу. Эта помеха способна превышать полезный сигнал в тысячи раз. Выделить сигнал из "шума" - большая проблема. Ею занимаются компьютерные программы, анализируя многие сопутствующие признаки, скажем, углы вылета фотонов, их энергии и т.д. Сведя все вместе, они должны дать заключение: пойман Хиггс или нет.
Выходит, что и компьютеры ошибаются, раз вначале сообщили о сенсации, а потом дали отбой?
Виктор Саврин: Охота на Хиггса велась в двух экспериментах - ATLAS и CMS. Ученым удалось предельно сузить зону поиска, показать, что неуловимая частица находится в области масс от 115-130 ГЭВ (физики измеряют массу в единицах энергии - электронвольтах А.С.) Кроме того, набралось довольно много косвенных улик, в том числе и фотонов, которые возникают при распаде Хиггса. Но их недостаточно, чтобы однозначно сказать: мы поймали бозон. Это может быть погрешность измерения или флуктуация. Для полной уверенности в открытии Хиггса необходимо, чтобы так называемая статистическая достоверность была равна пяти сигма, а пока она не превышает трех.
Так что ученым надо набрать статистику, а значит интенсивно продолжать эксперименты. Но важно, что зона поиска сужена до предела и "окружена флажками". Ясно, где искать. Ученые уверены, что в этом году они смогут сказать однозначно, есть Хиггс или нет. Если - да, то Стандартная модель верна, если - нет, то придется пересматривать многие теории и создавать новые. Ждать осталось совсем недолго. Не исключено, что бозон может оказаться слишком тяжелым, чтобы его обнаружить на БАКе. И тогда придется продолжить поиски на других ускорителях. Но это будет совсем другая история.
Большой адронный коллайдер построен в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН), на границе Швейцарии и Франции. Он должен ответить на ключевые вопросы о происхождении Вселенной, в частности, о происхождении массы, о загадке антивещества и "темной материи". Это самая крупная и дорогая экспериментальная установка в мире: стоимость - около 10 миллиардов долларов, длина кольца - около 27км. Открытие БАКа состоялось в конце 2008 года.