Телескоп во льдах. Как на Южном полюсе рождалась новая астрономия
Шрифт:
У Маркова было два помощника, занимавшихся нейтринной астрономией, оба теоретики (мне рассказывали, что они совсем не ладили друг с другом). Первым был его прежний аспирант, Игорь Железных, написавший в конце 1950-х знаменитую докторскую диссертацию и славившийся своей легендарной рассеянностью. Вторым был Григорий Домогацкий, намного более собранный человек, руководивший байкальским проектом.
Домогацкий был единственным ученым в известной, образованной, большой и богатой семье, большинство представителей которой занималось различными видами искусства. Этот трезвомыслящий и разумный человек в свое время настоял на том, чтобы его стол в московском институте поставили не в отдельном кабинете, а в огромной комнате, где работали аспиранты и кандидаты наук. По его словам, это давало ему возможность не терять контакта с «реальной» физикой.
Он был одним из тех, кто может закурить сигарету с фильтра, понимаете? Кожаная куртка и общий образ советского бандита – как его представляет весь мир. Мы встретились с ним в гостинице, почти в полной темноте. Он обошел нас и вручил каждому пачку рублей на текущие расходы, поскольку в те дни официально поменять доллары на местную валюту было довольно сложно. Это выглядело очень странно – необычный русский персонаж, выдающий американцам деньги под покровом ночи.
Физики отлично провели время в Хабаровске – в вечеринках не было недостатка. А когда они переехали к озеру, им представился шанс повеселиться за счет Питера Котцера, которого все подозревали в шпионаже и который явился на Байкал без приглашения. Лёрнд вспоминает:
Русские спросили: «Что нам делать? Можем ли мы разрешить ему выступать?» Я ответил: «Можете, конечно, но лично я на его выступление не пойду». Поэтому они забронировали экскурсию на озеро на катере на то же время, что и выступление Питера. Мы поехали на озеро и напились там водки. Экипаж тоже напился, посадил катер на мель, а потом еще и врезался в пирс, когда причаливал, и… в общем, произошло много чего.
Еще одна из неприятных привычек Котцера заключалась в том, что он добавлял имена других ученых к своим собственным предложениям о проведении исследований, не говоря им об этом заранее. Со временем он был с позором изгнан из научного сообщества.
Наука, подпитывавшаяся дружескими чувствами и немалой толикой алкоголя, активно развивалась. В 1979 году союз нескольких учреждений из США, Японии, Германии и Швейцарии представил успешное предложение Министерству энергетики США, и в первый день 1980 года в Гавайском университете был основан Гавайский центр DUMAND. Джон Лёрнд и Артур Робертс переехали в Гонолулу, чтобы полностью посвятить себя работе над проектом, и Джон занял должность технического директора.
По стечению обстоятельств Фрэнсис Халзен тоже приехал в Гонолулу летом 1980 года, чтобы поработать над одной проблемой, связанной с кварками, с коллегой-теоретиком по имени Сандип Пакваса. В городе были и другие нынешние и бывшие работники Мэдисона, конечно же, Лёрнд и Уго Камерини, приехавшие работать на DUMAND. Во время регулярных обедов в их компании Фрэнсис начал узнавать об активно развивавшейся области нейтринной астрономии. Тогда он все еще считал своей профессией физику частиц. По его словам, в те дни космическими лучами не стал бы заниматься ни один уважающий себя физик – специалист по частицам. Однако подобные оттенки самоуважения не особенно его интересовали. Он уже немного погружался в эту область в прошлом, работая с Дейвом Клайном, а теперь решил серьезно ей заняться. Хотя тогда он этого и не осознавал, но для подобной смены отношения к космическим лучам была своя причина – и эта причина была более или менее прямым следствием его поездки на Гавайи.
Кафедра физики Гавайского университета изыскала творческий способ профинансировать поездку Фрэнсиса. Коллеги попросили его заняться формальным преподаванием на «фальшивых» еженедельных семинарах, на которых не предполагалось чьего-либо присутствия. Идея ему понравилась, однако, когда он появился на первом занятии, оказалось, что «там присутствует вся кафедра. Я задумался: „И что теперь делать?“»
Решив пойти по пути наименьшего сопротивления, то есть заняться работой, он принялся за внимательное изучение текущего состояния физики элементарных частиц. Оказалось, что объем работы был намного больше, чем он предполагал. Занимаясь подготовкой к лекциям, Фрэнсис понял, что сейчас критически важный момент развития области,
Я решил объединить в единую систему ряд проблем, известных в наши дни под названием стандартной модели. Понятно, что не я изобрел стандартную модель, но оказалось, что этой работой до сих пор никто не занялся.
Вернувшись в Висконсин, Фрэнсис продолжил свои лекции, предназначенные в основном для сотрудников кафедры. Затем он узнал, что один из его давних соратников, Алан Мартин из британского Дарнэма, тем же летом читал тот же курс, причем, на взгляд самого Фрэнсиса, намного успешнее, чем он сам. Двое ученых встретились и написали учебник с названием Quarks and Leptons, который и сейчас, через 35 лет, остается самым популярным введением в квантовую механику в курсах физики по всему миру. Книга была переведена на многие языки.
Интересно, что у книги не было обновленных переизданий, и в этом звучит ясное послание: печальная истина состоит в том, что с момента ее написания в физике частиц не произошло никакого существенного развития. К моменту публикации книги все частицы, предсказанные стандартной моделью, за исключением одной (бозона Хиггса), уже были открыты.
Халзен и Мартин завершили работу над рукописью в Дарнэме незадолго до Рождества 1982 года. Затем Фрэнсис отправился в Бельгию, чтобы провести праздник со своей семьей. Рукопись лежала рядом с ним на пассажирском сиденье его «фольксвагена сирокко». После праздника он полетел в Японию, чтобы помочь с запуском программы для аспирантов Токийского университета, а когда он сошел с самолета, ему сообщили, что Карло Руббиа, Дейву Клайну и их коллегам в ЦЕРН удалось открыть W- и Z-бозоны – переносчики слабого взаимодействия (Халзен, Мартин и Вернон Баргер проделали важную феноменологическую работу, позволившую совершить это открытие, и Руббиа признал их вклад в своей нобелевской лекции234).
W и Z были последними из еще не открытых к тому моменту частиц в стандартной модели, за исключением бозона Хиггса, но они – а также частица Хиггса – уже были описаны в учебнике.
Таким образом, в начале 1983 года, больше трех десятилетий назад, физики, работавшие с ускорителями, поняли, что вступают в своего рода пустыню: единственным возможным открытием на горизонте была частица Хиггса, но для ее открытия требовался намного более мощный ускоритель – и намного более дорогой, – чем тот, благодаря которому Руббиа принес ЦЕРН первую Нобелевскую премию. Между сообществами физиков США и Европы начала ощущаться нездоровая конкуренция. Американцы начали проектировать Сверхпроводящий суперколлайдер (программа, которая в конце концов завершилась дырой в техасской прерии, в которую ухнули два миллиарда долларов). А европейцы во главе с прославившимся теперь Руббиа начали строительство Большого адронного коллайдера. По изначальному плану Руббиа строительство должно было завершиться в 1991 году, но коллайдер начал свою работу лишь с двадцатилетним опозданием.
За 30 с лишним лет, прошедших с момента открытия частиц W/Z, сообщество, занимавшееся физикой частиц, отчаянно искало экспериментальные свидетельства для любого развития физики за пределами стандартной модели. Самые очевидные надежды были связаны с суперсимметрией, предполагавшей наличие тяжелых «братьев» и «сестер» для каждой частицы в модели, а также теорией струн, вряд ли способной на какие-либо экспериментальные прогнозы. Руббиа, Клайн и их друзья занимались поисками суперсимметричной частицы уже в начале 1980-х, в процессе изучения W и Z (можно даже сказать, что их больше интересовала суперсимметрия, чем частицы, которые они в итоге нашли), – однако эти поиски не увенчались успехом235. Поэтому в наши дни ученым, управляющим Большим адронным коллайдером, остается разводить руками. Основную надежду им, как и их предшественникам 30 с лишним лет назад, приходится возлагать на суперсимметрию.