В поисках частицы Бога, или Охота на бозон Хиггса

Сэмпл Иэн

Стивена Вайнберга, опубликовавшего в 1967 году работу по объединению электромагнетизма и слабого взаимодействия с помощью механизма Хиггса, тоже пригласили высказать свое мнение по поводу строительства уникального коллайдера. Идея выступить перед конгрессом ничуть его не привлекала — он знал, что будет вынужден согласиться с некоторыми аргументами Андерсона и Крамхансла. В своей книге 1993 года “Мечты об окончательной теории” Вайнберг вспоминал: “Все это время мне снились кошмары: вот я стою перед каким-то трибуналом, и строгий голос свыше спрашивает, почему нужно платить 4,4 млрд долларов, чтобы найти частицы Хиггса”. Возможно, деньги, потраченные на SSC, не так быстро привели бы к появлению новых устройств и технологий,

как если бы их вложили в более прикладные области физики. Не был он уверен и в том, что проблемы, стоявшие перед физикой элементарных частиц, глубже и важнее проблем других областей науки. Но интуитивно Вайнберг чувствовал, что поиск основных строительных блоков природы и сил, действующих на них, — самая фундаментальная задача из всех.

Представ перед конгрессом, Вайнберг сказал, что физика элементарных частиц действительно приоткрывает нечто важное в глубинной природе Вселенной. Чем лучше мы понимаем законы природы, говорил он, тем более согласованными и универсальными они кажутся. “Мы начинаем подозревать, что это не случайность — не просто некая случайная проблема, которую мы выбрали для изучения в данный момент развития физики, — дело в том, что в законах, управляющих материей, есть простота и красота, и они отражают нечто, что встроено в логическую структуру Вселенной на очень глубоком уровне”.

Когда Вайнберг закончил, конгрессмен-республиканец Харрис Фауэлл поблагодарил его и других ученых за их комментарии, добавив, что хотел бы подвести итоги дебатов по вопросу строительства Суперколлайдера. Повернувшись к Вайнбергу, он спросил ученого: “Итак, вы подозреваете, что это все не случайно и что есть законы, которые управляют материей. Я это записал. Но скажите, а поможет ли это нам найти Бога? Я уверен, вы ничего подобного не говорили, но действительно ли ваш Суперколлайдер даст нам возможность понять Вселенную столь глубоко?” В этот момент Дон Риттер, другой республиканец, которому не нравился проект, вставил реплику: “Если ваша машина способна сделать это, я готов пересмотреть свое отношение к ней и поддержать ее строительство”.

Вайнберг промолчал. Было лучше, чтобы конгрессмены не услышали его мнения о шансах найти Бога с помощью Суперколлайдера, — если бы он все-таки решился и сказал, что по сему поводу думает, проекту это вряд ли помогло.

Другим выдающимся физиком, дававшим показания в пользу Суперколлайдера, был Бертон Рихтер, директор Стэнфордского центра линейных ускорителей. После его выступления прозвучал вопрос, в чем-то вторивший сомнениям Харриса Фауэлла. Тим Валентина, демократ, представитель от Северной Каролины, интересовался, а так ли уж важно для человечества знать, каковы частицы, составляющие материю, и силы, которые на них действуют.

“Вы задаете нелегкие вопросы, — заметил Рихтер, а затем изложил свои соображения: — Мы бы узнали, как родилась Вселенная, как она развивалась, мы бы узнали, куда она эволюционирует и что с ней будет происходить в будущем. Мы бы узнали все, что нужно знать о нашем мире, и тогда гораздо лучше поняли, какое место в нем отведено человеку.

С точки зрения более практической, обладая такими знаниями, мы, очень вероятно, могли бы лучше контролировать процессы, происходящие в нашем мире. В прошлом, когда мы узнавали что-то новое, мы обретали способность этим управлять, производя как хорошие вещи, так и плохие. 150 лет назад мы узнали... об электричестве и магнетизме... благодаря чему появились электрические лампы, телевидение и многое другое, что мы имеем сегодня. И потому я с полной ответственностью утверждаю: поистине знание — сила”.

Слова Рихтера напомнили о том, как понимание структуры материи на самом глубоком уровне может дать, с одной стороны, новые технологии для развития и процветания общества, а с другой — страшное оружие, способное отбросить человечество далеко назад, к первобытному существованию. Немногие ученые сегодня

открыто рассуждают о возможности управления полем Хиггса из-за огромной энергии, необходимой для этого, но те, что рискуют это сделать, предупреждают: такие манипуляции могут иметь непредсказуемые последствия. Если изменить поле Хиггса (что, безусловно, сделать нельзя, поскольку для этого нужно нагреть пространство до одного квадриллиона градусов Цельсия), большие кластеры материи, например люди или даже целые планеты, станут неустойчивыми, ведь составляющие их частицы потеряют массу и просто разлетятся во все стороны.

А между тем у Элвина Трайвелписа в Вашингтоне начались неприятности — его просто взяли за глотку, и все потому, что ученые, опираясь на поддержку президентом Рейганом проекта SSC, принялись придумывать всякие навороты, улучшавшие конструкцию машины, но при этом сильно поднимавшие стоимость ее строительства. И поток заявок “на разные бантики” не прекращался.

“Еще президентская подпись не высохла, а мне уже зазвонили физики — они говорили, что сейчас, когда решение принято, мы должны поставить более сложную диафрагму или улучшенный инжектор, — вспоминал Трайвелпис. — Я внушал конгрессменам: это группа очень опытных инженеров, они обязательно уложатся в бюджет и сроки, а они, эти опытные инженеры, вдруг заверещали, что цену нужно поднять до 5,5 млрд долларов, а потом и 6 млрд. Ну, мне тут же начали звонить сенаторы — ругаться, что, мол, я с самого начала врал им. Или физики обманывали меня, уговаривая поддержать проект. Все это превращалось в довольно противную историю”.

А потом встал вопрос о том, где строить ускоритель. И хотя споры по поводу того, имеет ли смысл вообще финансировать проект Суперколлайдера, разгорелись снова, Трайвелпис все-таки уговорил Роберта Уайта, президента Национальной инженерной академии, начать поиски подходящего участка для ускорителя. К тому времени, когда закончился срок приема заявок, в Министерство энергетики посту пило сорок три предложения от двадцати пяти штатов общим весом три тонны. Вайнберг был в отборочном комитете. “Посмотрите на эти горы, — сказал он во время моей с ним встречи в Университете Остина, штат Техас, слегка пиная ногами коробки, стоящие под столом. — Это все предложения по участкам для коллайдера. Я так и не решился их выбросить”. Они пролежали там более двадцати лет.

Штаты, участвовавшие в борьбе за ускоритель, справедливо полагали, что получение права на строительство Суперколлайдера — их шанс на экономическое возрождение. В некоторых штатах положение было явно бедственное. Для победы в конкурсе нужны были твердая политическая поддержка, хорошие дороги и прочая инфраструктура, отсутствие риска наводнения или землетрясения и, самое главное, близость аэропорта, который бы позволил ученым летать туда-сюда. “Вот заявка из Невады, — говорит Вайнберг и цитирует: — “Наш участок находится всего лишь в получасе езды от аэропорта Рено”. Они имеют в виду полчаса по воздуху. Вы должны были бы прилететь в Рено, а затем нанять частный самолет. — Вайнберг закатывает глаза. — Шансы — нулевые. Просто смешно”.

Список заявок постепенно сократился до семи, остались только Аризона, Колорадо, Фермилаб в штате Иллинойс (где директором был Ледерман), Мичиган, Северная Каролина, Теннесси и Техас. Когда другие штаты услышали, что они выбыли из соревнования, их поддержка проекта резко ослабела.

Два предложения выделялись из общей массы. В Иллинойсе находился Фермилаб, где вовсю шла работа. Туда было удобно добираться, он удовлетворял всем требованиям, а штат лаборатории был укомплектован опытными учеными и инженерами. Другой штат-претендент — Техас, уже выделивший миллиард долларов на строительство, — предлагал высокий уровень местной поддержки, и, кроме того выделенный участок обладал благоприятными геологическими свойствами (располагался на меловом пласте, а мел легко поддается обработке).