Бозон Хиггса. От научной идеи до открытия «частицы Бога»
Шрифт:
В ЦЕРНе должно было начаться строительство Большого электронно-позитронного коллайдера, который займет 27-километровое кольцо почти в 200 метрах ниже уровня земли под франко-швейцарской границей, которую кольцо пересекало в четырех местах. БЭП должен был стать самым крупным объектом гражданского строительства в Европе. Однако БЭП предназначался для обнаружения частиц W и Z, чтобы лучше разобраться в их природе, а также поиска до сих пор не найденного истинного кварка. Он не собирался охотиться за бозоном Хиггса.
Тэватрон, пожалуй, обладал возможностями, чтобы заметить бозон Хиггса, но никто не мог дать гарантий. Пришло время мыслить широко. Ледерман уже раньше предлагал совершить гигантский скачок вперед – построить супермассивный протон-протонный коллайдер с использованием сверхпроводящих магнитов, способный достигать энергии столкновения до 40 ТэВ. Он назвал его Дезертроном [131] ,
131
От слова desert – пустыня (англ.). (Примеч. пер.)
Проектная разработка ССК была закончена к концу 1986 года. Затраты на строительство оценили в 4,4 миллиарда долларов, что сразу же перенесло его в разряд крупных научных проектов, которые требовали одобрения президентом. Ледермана попросили сделать короткую десятиминутную видеопрезентацию проекта, чтобы показать ее президенту Рональду Рейгану. Ледерман воспользовался шансом и воззвал к первопроходческому духу Рейгана, проведя прямую аналогию между исследованием белых пятен в физике элементарных частиц и освоением американского Запада.
Официально проект ССК был представлен Рейгану и его администрации в Белом доме в январе 1987 года. Последовал обмен доводами за и против вложения средств.
Руководитель Административно-бюджетного управления при президенте утверждал, что одобрение проекта ничего не даст, разве что порадует нескольких физиков. Рейган ответил, что, пожалуй, это как раз стоит принять в внимание, потому что он в свое время совсем не радовал школьных учителей физики.
Когда споры улеглись, все взгляды обратились к Рейгану, который и должен был принять окончательное решение. Рейган процитировал отрывок из Джека Лондона: «Лучше пусть я буду пеплом, чем пылью. Пусть лучше иссякнет моя искра в ослепительной вспышке, чем плесень задушит ее» [132] . Он объяснил, что эти слова когда-то сказали квотербеку Кену Стэблеру по прозвищу Змея. Стэблер привел «Окленд Рейдерз» к победе на Суперкубке по американскому футболу 1977 года. Он прославился благодаря точным пасам и особенно 38-метровому пасу Дейву Касперу (по прозвищу Привидение), который сравнял счет в последние секунды матча плей-офф с «Балтимор Кольтс». Из-за равного счета судьи назначили овертайм, и в конце концов «Рейдерс» вышли победителями.
132
Полная цитата звучит так: «Лучше пусть я буду пеплом, чем пылью; пусть лучше иссякнет моя искра в ослепительной вспышке, чем плесень задушит ее; лучше быть роскошным метеором, каждый атом которого излучает великолепное сияние, чем сонной и вечной планетой» (London J. // Halpern. P. 151.
Стэблер понимал цитату Джека Лондона с точки зрения собственного подхода к американскому футболу. «Делай глубокий пас», – сказал Стэблер [133] . В трудную минуту лучше рискнуть и сгореть яркой вспышкой.
Рейган, столп второсортных голливудских фильмов перед тем, как пришел в политику в 1964 году, получил прозвище Гиппер, после того как снялся в роли студентафутболиста Джорджа Гиппа (Гиппера) в фильме 1940 года «Кнут Рокне – стопроцентный американец». Гипп умер от инфекции горла в возрасте 25 лет, и в фильме звучат его знаменитые слова: «И последнее, что сказал мне Джордж: «Рок, – сказал он мне, – если вдруг ребятам придется туго и они будут проигрывать, скажи им, пусть выйдут и покажут все, что они могут, и хоть разок выиграют ради Гиппера» [134] .
133
Приписывается
134
Эту короткую речь из фильма «Кнут Рокне – стопроцентный американец» можно найти на веб-сайте American Rhetoric по адресу: http://www.americanrhetoric.com/
MovieSpeeches/moviespeechknuterockneallamerican.html.
Можно не сомневаться, что концепция ССК вызвала в душе Рейгана глубокий отклик. Уже околдованный обещанием ученых дать Америке оборонительный рубеж в виде Стратегической оборонной инициативы (СОИ, прозванной «Звездными войнами»), он сгорал от желания выйти и показать все, что они могут, ради научного превосходства США. Гиппер был готов сделать глубокий пас.
Проект получил президентское одобрение, но все же вызывал много сомнений. В своем докладе представитель Департамента энергетики объяснял, что ССК станет международным предприятием при финансовой поддержке других стран. Но заявления американских физиков сорвали ему всю игру. С какой стати другие страны будут поддерживать проект, который явно задуман для того, чтобы вернуть американцам лидерство в физике высоких энергий? У Европы, во всяком случае, были твердые обязательства перед ЦЕРНом. Неудивительно, что ССК не привлек особого внимания за океаном.
Возмущение нарастало и в самом сообществе американских физиков и теперь вылилось в открытую конфронтацию. При таких огромных затратах чем придется пожертвовать ради поиска бозона Хиггса? Были много и других, по отдельности гораздо менее дорогостоящих проектов, которые с гораздо большей вероятностью могли привести к потенциально ценным технологическим прорывам. Бюджета американских физиков не хватило бы на финансирование всех этих проектов вместе с ССК, и они оказались под угрозой. Неужели физика высоких энергий действительно в тысячу раз более ценна, чем другие области науки?
Слова «большая наука» превратились в ругательство.
ССК пользовался поддержкой со стороны конгресса и сената, пока не было известно предполагаемое местонахождение нового коллайдера. Национальные академии наук и техники США получили 43 предложения от 25 разных штатов. Техасское правительство назначило специальную комиссию, и та пообещала выделить миллиард долларов, если ССК построят на территории Техаса. Возможно, имело смысл построить новый коллайдер на территории Фермилаба, где уже была готовая инфраструктура и множество физиков, которые потребуются для работы. Но в ноябре 1988 года Национальные академии решили, что ССК будет строиться в геологической формации мелового периода Остин-Чок, глубоко под техасской прерией в округе Эллис, где когда-то располагались хлопковые плантации.
Вице-президент Рейгана техасец Джордж Буш сменил его на президентском посту всего за два дня до того, как было объявлено место строительства. Никто не намекал, что академии приняли предвзятое решение, но Буш вступил в ряды убежденных сторонников проекта. Однако теперь, когда стало известно место, поддержка конгрессменов и сенаторов от других штатов стала быстро сходить на нет.
Физикам приходилось вырывать средства у конгресса в постоянной борьбе, и каждый раз, когда проект ставили на рассмотрение, их вызывали в конгресс. Между тем предварительная смета расходов росла как на дрожжах, по мере того как инженеры яснее осознавали все последствия строительства огромного кольца сверхпроводящих магнитов. К тому времени, как в 1990 году государство выделило средства для начала строительства, смета почти удвоилась до 8 миллиардов долларов.
В Остин-Чоке пробурили пробные шурфы, у Ваксахачи, на части площади в 7 тысяч гектаров, отведенной под проект правительством Техаса, построили кое-какую инфраструктуру. Возникли лаборатории для конструирования и испытания магнитов. Поднялись крупные постройки, где разместились охладители, чтобы охлаждать до жидкого состояния гелий, необходимый для поддержания нужной температуры сверхпроводящих магнитов.
Для работы на детекторах сформировались два коллектива. Коллаборация соленоидального детектора должна была включать тысячу физиков и инженеров из более чем ста различных научных институтов мира. Это был детектор общего назначения стоимостью 500 миллионов долларов. Как ожидалось, он должен был начать регистрировать данные еще до конца 1999 года. Предполагалась также группа работы с гамма-излучением, электронами и мюонами (группа ГЭМ) такой же величины, чтобы составлять конкуренцию коллаборации соленоидального детектора.