Телескоп во льдах. Как на Южном полюсе рождалась новая астрономия

Боуэн Марк

Хотя мало кто знает, какие интересы за пределами работы были у Дона Ридера, почти все его знакомые отзываются о нем как о серьезном физике и по-настоящему порядочном человеке. Дейв Клайн как-то признался в том, что Ридер очень помогал Фраю противостоять безумию Камерини, Марча – и особенно самого Клайна.

Дейва Клайна до сих пор вспоминают как самого примечательного участника группы, и с конца 1960-х до середины 1980-х он находился в своей лучшей форме. Не может не потрясать количество прорывных проектов по всему миру, в которых он одновременно участвовал. Он был одним из основных игроков в захватывающей драме, которую представляла собой физика частиц в последней трети XX столетия, и он оставался на переднем крае до момента своей внезапной смерти в возрасте 81

года в 2015 году. Джон Лёрнд описывает его как, «возможно, самого маниакально привязанного к физике человека» из всех известных ему. Клайн был участником и основателем одной из коллабораций ученых, открывших бозон Хиггса, а его основным интересом в последние годы жизни стала холодная темная материя.

Некоторая склонность Клайна к тому, чтобы доводить всё до крайности, может объясняться оттенком фанатизма в его воспитании: Клайн родился в Канзас-Сити, штат Канзас, в семье достойных и любящих родителей-евангелистов. «Психология религии обладает большой силой, и она зажала меня в свои тиски», – как-то сказал он мне. В молодости Клайн подумывал о том, чтобы стать философом, однако во время короткого пребывания в армии (он служил на стартовой площадке комплекса управляемых ракет неподалеку от Эль-Пасо, штат Техас) у него проснулся интерес к физике. Тогда он начал понимать, вспоминал Клайн, что философия тоже не может научить вас всему на свете. По сути дела, физика – вот единственный способ узнать все. Это – единственное, что управляет Вселенной: «Физику создал Бог, и точка!» Но при этом он добавлял, что слишком хорошо изучил астрономию, чтобы верить в Бога.

Клайн специализировался на физике и (в меньшей степени) на философии в Университете штата Канзас. Там же он получил магистерскую степень по физике, а затем отправился в Мэдисон для получения докторской степени под руководством Джека Фрая. В итоге он начал работать в рамках своего диссертационного исследования в Беркли над новым методом выявления элементарных частиц – так называемой пузырьковой камерой. Получив степень в 1965 году, Клайн вернулся в Мэдисон и принялся строить карьеру на кафедре физики невероятно быстрыми темпами, став полноценным штатным профессором всего через три года.

Это были дни, когда стандартная модель физики частиц начала привлекать широкое внимание. В центре исследований оказалась так называемая электрослабая теория, объединявшая физику электромагнитных и слабых ядерных полей (последняя тесно связана с нейтрино). Стандартная модель может использоваться для создания детальных прогнозов относительно частиц, которые еще предстоит открыть, в том числе носителей слабого взаимодействия, частиц W и Z. Поэтому Клайн, как и положено настоящему экспериментатору, тут же принялся за ее исследование.

В 1969 году, в нежном возрасте 36 лет, Клайн стал основным инициатором того, что самым первым экспериментом, проведенным в Национальной ускорительной лаборатории, стал эксперимент программы E 1A. Лаборатория в Батавии, штат Иллинойс, еще не получила тогда своего современного имени «Фермилаб», да и вообще она пока только строилась. До конца своих дней Клайн с гордостью рассказывал, что у него был пропуск посетителя «Фермилаб» с номером 1. Самая важная задача этого эксперимента заключалась в поиске W– частицы с помощью пучка высокоэнергетических нейтрино. Таким образом, «физика нейтрино была одной из главных причин для создания Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми»²¹¹. Однако Боб Морс полагает, что эксперимент E 1A имел еще более серьезные следствия:

Кое-кто даже считает, что этот эксперимент охватил все самые важные аспекты развития физики на 20 лет вперед. Предложение провести E 1A – это невероятно значительный документ, недаром же это Дейв Клайн! Это, может быть, и не сразу видно, но это золото, чистое золото!

Эксперимент E 1A был разработан Альфредом

Манном – очень трезво настроенным ученым из Пенсильванского университета, – и Манна настолько впечатлили таланты Клайна, что он сразу пригласил его на работу, чтобы, как он выразился, «сделать предложение Клайна более весомым»²¹². Затем они уже вдвоем пригласили блестящего и увлеченного итальянского физика Карло Руббиа, занимавшего в то время пост преподавателя в Гарварде.

История эксперимента E 1A широко известна²¹³. Хотя он и не позволил найти W– частицу, в процессе удалось открыть так называемое взаимодействие нейтральных токов, при котором нейтрино не погибает при контакте с протоном или нейтроном, как это бывает при обратном бета-распаде. Это было важным шагом вперед, однако проблема состояла в том, что ученые сначала подумали, что открыли что-то новое, потом опровергли собственные надежды, а потом действительно совершили открытие; коллеги шутили, что ученым удалось открыть «переменный ток», и Клайн после этого получил прозвище AC DC. Возможно, чрезмерная осторожность стоила ему Нобелевской премии, поскольку группа в ЦЕРН совершила то же открытие, пока он работал над деталями, и премия досталась его конкурентам.

Однако Клайн и Руббиа не любили оглядываться назад. Они начали новый эксперимент в ЦЕРН, где наконец нашли частицы W и Z в 1983 году. В следующем же году Руббиа получил за это открытие Нобелевскую премию. Не вполне понятно, что происходило в кулуарах Нобелевского комитета по физике, однако известно, что Клайн был также номинирован, причем более чем одним нобелевским лауреатом. Возможно, что свою негативную роль сыграло его американское гражданство. В то время между Европой и США шло серьезное соперничество, и эта Нобелевская премия стала первой, которую получила команда ЦЕРН.

Поскольку премия вручается каждый год, то для обычного наблюдателя это может казаться довольно скучным процессом. Однако открытие W/Z представляло собой настоящий водораздел, поскольку оно наглядно подчеркнуло истинность стандартной модели, тогда еще сравнительно молодой. За последние 30 лет было сделано, пожалуй, только одно открытие, вызвавшее столь же сильное возбуждение, – открытие бозона Хиггса. И, конечно же, Клайн приложил руку к обоим открытиям.

Семидесятые годы были пьянящим временем. Клайн со своими соратниками любил подписывать свои письма словами «да пребудет с нами сила», имея в виду одновременно и слабое взаимодействие, и только что вышедший на экраны кинофильм «Звездные войны». Пройдя через Беркли в правильное время, Дейв превратился в подлинного «радикального хиппи». В книге Nobel Dreams он описывает самого себя и Руббиа как «безумцев»²¹⁴. Говорят, как-то раз он «приехал к Руббиа в Женеву в 1972 году, одетый как Баффало Билл: в белом костюме, белой ковбойской шляпе и с волосами до плеч»²¹⁵. Сам Клайн реагировал на эти рассказы следующим образом: «Это было не совсем так, но такое было вполне возможно. В те дни мы пребывали в эйфории».

«Вполне возможно» такое было отчасти и потому, что Клайн очень хорошо разбирался в одежде. В 1970-е годы, живя в Мэдисоне, он вместе со своей второй женой, с которой познакомился в Беркли, управлял успешной сетью модных бутиков в Сан-Франциско и на Гавайях, откуда она была родом. Клайн не рассказывал об этом побочном занятии своим висконсинским коллегам: «Я и так казался им достаточно сумасшедшим. А это был бы очередной уровень безумия. Кстати, эта женщина была очень красива». Но чтобы вы понимали степень его увлеченности физикой, скажу, что он принял сознательное и сложное решение расторгнуть брак, чтобы сконцентрироваться на поисках W. Ему казалось, что постоянные отлучки будут несправедливыми по отношению к семье. И он сомневался в правильности этого решения до конца своих дней.