Версия для печати
Вернуться к списку

ФИЗИКА ПОСЛЕ БОЗОНА ХИГГСА.

И.МАКСУТОВ: 7 часов 3 минуты в Москве. У микрофона Ивар Максутов – главный редактор проекта «Постнаука», сайта postnauka.ru. В совместном проекте одноимённом с «Русской службой новостей» мы говорим о науке, приглашаем учёных, разбираемся с тем, что сегодня творится в самых разных научных областях. Сегодня тема горячая, тема Нобелевской премии по физике этого года. Для тех, кто пропустил, дали её за открытие бозона Хиггса, так называемого бозона Хиггса. И, собственно, разобраться с тем, что это за зверь такой. Мы как-то говорили на самом деле в этой передаче, собственно, первый выпуск этой передачи был посвящён как раз бозону Хиггса. У нас был здесь Дмитрий Игоревич Казаков – замечательный физик. Мы обсуждали бозон Хиггса. Собственно, после его открытия и по прошествии времени есть много вопросов о том, куда дальше будет двигаться физика после этого открытия, какие есть пути изменения или по крайней мере развития физики элементарных частиц. Вот сегодня собственно об этом поговорим. Чтобы с этим вопросом разобраться, я позвал в гости тоже ещё одного замечательного физика, доктора физико-математических наук, академика РАН, профессора Московского университета и главного научного сотрудника Института ядерных исследований Академии наук Валерия Рубакова. Валерий, здравствуйте.

В.РУБАКОВ: Здравствуйте.

И.МАКСУТОВ: Давайте начнём собственно с этой самой премии. Её дали за бозон Хиггса. Прежде чем говорить о том, что собственно с физикой будет после открытия бозона Хиггса, очевидно, что в этом году Нобелевскую премию дали потому, что собственно сравнительно недавно был этот Хиггсовский бозон обнаружен экспериментально. Что это собственно за зверь такой?

В.РУБАКОВ: Это новая элементарная частица. Мало того, открытие новых элементарных частиц - это редкость в физике частиц. Но самое главное, что это новый сектор той теории, которая описывает практически всё, что мы знаем сегодня о мире элементарных частиц. Не совсем всё, но очень многое. Так называемая стандартная модель, название историческое, не очень удачное, но какое есть, такое есть. Так вот, в этой стандартной модели необходимо новое поле. Есть такая штука - субстанция в физике частиц. Вообще каждая частица ассоциирована с полем, с фотоном ассоциировано электромагнитное поле, это более менее одно и то же. В квантовой физике поле и частица - это очень близкие понятия. Так вот, в стандартной модели требуется новое поле, новое до последнего времени, теперь оно уже не новое, а открытое, открыта частица этого поля. И у неё своя совершенно особая роль. Эта роль связана с тем, что без него все наши частицы не имели бы массы. Элементарные частицы – электроны, кварки, из которых сделаны протоны и нейтроны – все они были бы безмассовые. Это было бы жуткое дело, мы бы с вами тут не существовали, потому что электроны летели бы со скоростью света, атомных ядер, никаких атомов не было бы близко. Поэтому это очень важная такая частица для нас с вами.

И.МАКСУТОВ: Но если разбираться всё-таки со стандартной моделью, какое место занимает в ней хиггсовский бозон? Стандартная модель описывает всю структуру существующего нашего мира, материи, того как она организована, вот эти вот элементарные – элементарные в том смысле, что мы знаем пока, когда мы говорим элементарные, что больше на что-то меньшее не делится.

В.РУБАКОВ: Совершенно верно, да.

И.МАКСУТОВ: Постепенно человеческий ум физиков-теоретиков проникал вглубь материи, пытался находить всё более элементарную частицу. В какой-то момент нам казалось, что протон, например, элементарная частица. Потом оказалось, что сложнее.

В.РУБАКОВ: Ну да. Сегодня мы считаем, что элементарными на сегодняшнем уровне понимания являются кварки, которые входят в состав этого самого протона, ну есть ещё набор элементарных частиц. Так вот, бозон Хиггса, правильно говорить поле Энглера-Браута-Хиггса вообще-то, потому что Энглер и Браут его ввели раньше, чем Хиггс. Там была некая история довольно занятная, потому что Энеглер и Браут собственно увидели явление теоретически, построили модель. Потом эту же буквально модель рассматривал Хиггс. Так вот Энглер и Браут они не заметили, что в этой модели есть новая частица – квант этого самого поля, и поэтому поле правильно называть поле Энглера-Браута-Хиггса. А вот Хиггс заметил, что есть частица. Поэтому бозон Хиггса – это так адекватное название для этой частицы. Так вот поле Энглера-Браута-Хигсса замечательно тем, что оно даёт массу всем частицам. Давайте я попробую пояснить, в чём тут штука. Значит, в физике элементарных частиц очень важное понятие, исключительно важное понятие – это понятие симметрии. И фактически все взаимодействия так или иначе связаны с некоторыми внутренними симметриями теории. Так вот, в стандартной модели, если приглядеться, симметрии запрещают массы частицам, просто запрещают. Не может быть масса у частиц, если симметрии стандартной модели реализуются обычным образом, если это правильная симметрия. Но известно, что симметрии бывают нарушенными.

И.МАКСУТОВ: Я напоминаю, что у нас есть телефон для связи +7-925-101-107-0. Тема сегодня, действительно, не простая. Придётся напрячь мозги, потому что физика элементарных частиц - очень теоретическая. Ну думаю, что Валерий Рубаков расскажет об этом, постарается насколько возможно на пальцах объяснить, чтобы не было никаких недоразумений. Вот у нас в частности уже есть первый вопрос. Я пошутил до эфира как раз, когда мы общались тут, только начался эфир, о том, что наверняка посыпятся вопросы о частице Бога. Вот первый же как раз: «Почему её назвали частицей Бога? Есть ли точные ответы?» Если есть какой-то простой?

В.РУБАКОВ: Ну простой ответ, я бы сказал, что это недоразумение. Это результат такого грубоватого пиара со стороны американцев. Потом уже калька пошла в русские средства массовой информации.

И.МАКСУТОВ: Да, будем разбираться с тем, что знает физика. Конечно, никакая ни частица Бога. Собственно, какова её природа, почему так важно было получить её экспериментально? Мы остановили на том, что есть симметрия, очень важная для физики элементарных частиц. Я вас прервал на примере.

В.РУБАКОВ: Ну вот пример такой. Мы с вами знаем, что все направления в пространстве равноправны. Есть такая симметрия относительно вращения в пространстве. Можете повернуть свою голову направо, налево, и у вас законы физики от этого меняться не будут. А вот теперь представьте себе, что мы сели в постоянный магнит – железку. Там есть магнитное поле. Это магнитное поле куда-то направлено. Это вектор, оно куда-то направлено. Если бы мы были такие маленькие существа в этом магните, жили бы, делали бы опыты, то мы увидели, что ничего подобного – нет такой симметрии. Есть направления магнитного поля и электроны отлично знают о том, что есть такое направление. Они вдоль этого направления летят прямо, а если поперёк этого направления, то по окружности летают. Простое существо внутри магнита сказало бы, что есть выделенное направление – это свойство пространства. Такое у нас замечательное пространство, в котором есть такое замечательное направление, вокруг которого электроны летают по окружности или по спирали. Но теоретик, сидящий в этом магните, он бы крепко задумался, подумал о том, не может ли быть такого, что на самом деле в пространстве есть симметрия относительно всех вращений. А то, что выделено направление – это обусловлено тем, что есть поле. Оно пронизывает весь магнит, и выделяет направление. Ситуация у нас очень похожая. Только мы находимся не в железке, а в вакууме. Вакуум тоже, вообще говоря, не простая такая субстанция.

И.МАКСУТОВ: Мы к ней вернёмся, да.

В.РУБАКОВ: И в ней может быть, и есть некоторое поле разлитое, вроде этого самого магнитного поля. И вот есть поле Энглера-Браута-Хиггса. Нарушает симметрии, как магнитное поле нарушает симметрии по отношению к вращениям, выделяя направление. Также и поле Энглера-Браута-Хиггса выделяет направление только не в нашем пространстве, а как бы во внутреннем пространстве. Есть такие понятия в физике элементарных частиц, и результатом этого является то, что симметрии оказываются неправильно реализованными. И в конце концов появляются и массы у всех элементарных частиц, в результате взаимодействия вот с этим самым полем. Такая вот довольно сложная конструкция. Но ещё в 64-м году её поняли Энглер и Браут и затем Хиггс. И вот до сегодняшнего времени, до 2012 года это всё было гипотезой. А в 2012 году открыли квант этого поля – бозон Хиггса.

И.МАКСУТОВ: Вот это неправильное, симметрия оказывается неправильно реализована. Как это понять? Как это объяснить? Можно говорить, что есть некая, например, вязкость или плотность этого поля, которое создаёт эту массу?

В.РУБАКОВ: Ну вязкость или плотность этого поля — это, наверное, было бы немножечко вульгарно, но смысл такой, что представление о симметрии таких нарушенных – это термин нарушенная симметрия. Это вот что такое. У вас есть некие уравнения движения: уравнение Ньютона или уравнение электромагнитного поля, или уравнение движения электрона. И в этих уравнениях движений есть некая симметрия. А вот состояние, в котором находится система, которое выбирает система, которая сама выгодная, самая низшая по энергиям состояния - вакуум – оно уже не симметрично. Вот такая вот конструкция. Это в физике конденсированных сред достаточно распространённое явление. А вот в физике элементарных частиц оказалось, что оно тоже работает.

И.МАКСУТОВ: По большому счёту, условно говоря, степень нарушения этой симметрии влияет на массу?

В.РУБАКОВ: Да. Чем больше значение этого поля, тем больше масса. Мы сегодня знаем, что это за поле, его численное значение. Оно было известно до того, как массу бозона Хиггса открыли. Его численное значение в единицах, которые используются в физике элементарных частиц – это 247 гигаэлектронвольт – такое поле везде существует, во всём пространстве. Вот оно есть, обеспечивает массу частиц.

И.МАКСУТОВ: Хиггс, Энгер, Браудер придумали эти систему или предложили теоретически эту модель почти полвека назад.

В.РУБАКОВ: Да. Причём из несколько других соображений. У них в общем соображения были довольно умозрительные. Они не думали о том, что будет стандартная модель – тогда ещё ее не существовало – они пытались задать вопрос, как вообще могут возникнуть массы у элементарных частиц, особенно массы у элементарных частиц типа фотона. Вот фотону массу иметь запрещает как раз симметрия, которая есть в электродинамике. Там есть своя внутренняя симметрия, с которой, кстати, связано сохранение электрического заряда. И эта симметрия запрещает фотону иметь массу. И вот у него массы нет, он летает со скоростью света, вроде тавтология. А вот есть похожие частицы с очень похожими свойствами, открыты уже, очень похожие на фотон, но массивные, тяжелые. И Энеглер-Браут-Хиггс задались вопросом как раз таким, как можно сделать массу частиц подобного типа. Они этот вопрос решили правильно, и вот, пожалуйста, получили Нобелевскую премию. Браут, бедный, не дожил, а Энглер и Хиггс получили.

И.МАКСУТОВ: Но, к сожалению, знают в основном Хиггса. Бозон Хиггса, хиггсовский бозон он как раз на слуху. Они придумали, создали такую теоретическую модель, которую искали, пытались добиться на протяжении вот этих 50 последних лет, с того момента, как собственно появилась такая возможность.

В.РУБАКОВ: Искали на ускорителях, начиная с середины 70-х, конца 70-х годов ещё. До этого ускорители не были предназначены совсем. А вот начиная с конца 70-х годов уже появились возможности искать на коллайдерах, ускорителях эту частицу. В течении долгого времени думали вот-вот сейчас найдём. Теория масс этой частицы не предсказывается. Сначала думали, что она лёгкая, сравнительно лёгкая. Потом померили увеличение энергии ускорителя, её не было, а энергия нужна, потому что е=мс квадрат. Если у вас тяжелая частица, то вам нужно иметь большую массу, большую энергию столкновения, чтобы частицу получить, чтобы она родилась. Вот, наконец, пришёл большой адронный коллайдер со своей фантастической энергией высокой, и появилась эта частица, обнаружилась.

И.МАКСУТОВ: Насколько я понимаю, всё-таки были протонные коллайдеры, которые искали его в пределах больших масс. Начинали с маленьких.

В.РУБАКОВ: Сравнительно с маленьких, да. Мы сейчас знаем, что он примерно в 125-130 раз тяжелее, чем протон. Это частица тяжелая по меркам элементарных частиц. А думали в 10 раз тяжелее он будет. Продвигались, продвигались, никак не могли открыть. Ну вот открыли, оказался такой тяжёленький.

И.МАКСУТОВ: Ещё немножко поговорим про открытие. Только нам нужно будет прерваться на короткую рекламу. +7-925-101-107-0. Присылайте вопросы, если что-то непонятно. Ещё несколько предсказанных до начала эфира вопросов. Я сегодня в роли пророка. «Почему многие боялись этого открытия? Были ли обоснованы эти опасения?» Опять разговор про страх перед наукой, про частицу Бога, про огромную чёрную дыру, которая поглотит.

В.РУБАКОВ: Тут разные вещи. Собственно открытия бозона Хиггса никто не боялся. Наоборот, все очень ждали, что он будет открыт, та или иная частица, разные были предсказания на эту тему. Это нас может подвигнуть к тому, что будет дальше. Но, во всяком случае, эту частицу ждали, её открытия, и никто этого не боялся. Чего боялись? Боялись – ну это такая не очень обоснованная была боязнь, но тем не менее боялись того, что заработает большой адронный коллайдер, и чего-нибудь такое случится. Эту область энергии мы не проходили, таких ускорителей у нас раньше не было. Говорили о том, что в столкновении протонов родится чёрная дыра или ещё что-нибудь такое страшное произойдёт. Это я бы сказал по неграмотности. Надо сказать, что в ЦЕРНе была создана под этим давлением специальная группа, которая изучала вопрос, а правда, не может ли чего-нибудь такое произойти. И разбиралась со всеми возможными, самыми невероятными сценариями. И ответ был такой, что нет, не может быть. Я хорошо об этом знаю, потому что мой коллега Игорь Ткачёв - член этой группы. Это была такая международная группа в ЦЕРНе. И, пожалуй, основной аргумент, который отбрасывает практически все возможные неприятности, состоит в следующем: на Землю летят частицы высоких энергий из космоса, очень высоких энергий. Таких, что эффективные энергии превышают те энергии, которые есть на Большом адронном коллайдере. Причём за время существования Земли, столкновений было примерно 50 миллионов раз больше по сравнению с тем, что вообще за всю жизнь большого адронного коллайдера произойдёт. Но если бы какие-то неприятности, они бы давным-давно уже случились. Поэтому бояться этого не надо. Коллайдер заработает на полную энергию в начале 15-го года. Он работает на половину энергии до сих пор. И ничего такого страшного не произойдёт.

И.МАКСУТОВ: Продолжая про коллайдер, собственно, по поводу открытия. Чтобы было понятно, что значит его искали. В конечном итоге что означает этот поиск бозона Хиггса? Это непонятно. Это не микроскоп. В каком-то смысле это микроскоп, конечно. Но это не какая-то история, которую в лупу положил, и изучаешь.

В.РУБАКОВ: А физике элементарных частиц надо понимать, что очень типичное явление – это рождение частиц и распад частиц. Все частицы, почти все, кроме электрона, протона, ну и нейтрина, фотона – они все распадаются. Взаимопревращение частиц – это вообще очень характерное явление в физике элементарных частиц. Так вот, что значит искали? Искали, это значит, что в столкновениях протонов в большом адронном коллайдере время от времени, в некоторых из этих столкновений рождается бозон Хиггса, но он не стабильный, он живёт короткое время, его увидеть невозможно, он распадается. Есть очень характерные продукты распада, их полная энергия должна совпадать с mc2 для этой частицы, например. Искали особенности в продуктах распада этой частицы, искали частицы, на которые он распадается. И были, действительно, обнаружены распады на два фотона, очень характерный, яркий процесс. И распада, скажем, на две электронно-позитронные пары. Ну и очень характерные есть особенности импульсов, если угодно. Куда летят и с какими скоростями летят эти частицы, которые позволяют сказать, что да, эти частицы произошли из распада новой частицы бозона Хиггса.

И.МАКСУТОВ: А вот что касается его поисков, первый такой большой коллайдер, он тоже был в ЦЕРНе, который закрыл до 144 масс протона. То есть не дошёл он.

В.РУБАКОВ: Не дошёл чуть-чуть совсем, к сожалению. Как говорится, не повезло товарищам. Это было, действительно, в ЦЕРНе - электронно-позитронный коллайдер. У него была энергия, в общем-то, не высокая с точки зрения большого адронного коллайдера – всего-навсего 200 гигаэлектронвольт. И он, действительно, чуть-чуть не дотянулся. Если бы была энергия у него хотя бы на 40 гигавольт больше по сравнению с 200, то бозон Хиггса на нём был бы открыт. Кстати сказать, он мог бы быть открыт и у нас в России, потому что в своё время существовал и продвигался, и реализовывался проект УНК, так называемый ускорительно-накопительный комплекс в Протвино под Москвой. Тоннель существует до сих пор 20 километровый, где протоны разгонялись бы почти до той же энергии, что была в ЦЕРНе до последнего времени. И это была вполне такая хорошая машина по тем временам. Началось строительство ещё в 80-х годах. Думалось, что где-то к середине 90-х, к концу 90-х эта машина заработает, тогда мы бы о частице Хиггса знали в середине 2000, Хиггс был бы наш. Но вот, к сожалению, эти 90-е годы…

И.МАКСУТОВ: Т.е. по сути перестройка, распад Союза проект похоронили?

В.РУБАКОВ: Похоронили, да.

И.МАКСУТОВ: Всё то, что происходило в отечественной науке. Любопытно. Соответственно, был потом протонный коллайдер с какой-то фантастической мощностью, но которая закрыла по-моему от 130 до 600.

В.РУБАКОВ: Ну да, там в общем не очень хорошие возможности были на теватроне. Нет, ничего фантастического. Имеет энергии ниже, чем в ЦЕРНе большой адронный коллайдер, имел. Значит, в США его энергия была примерно в 4 раза меньше, чем энергия уже достигнутая на Большом адронном коллайдере. У него были возможности, и там действительно происходили поиски бозона Хиггса, но у него недостаточно было интенсивности. У него маловато было столкновений протонов. Дело в том, что частица Хиггса рождается очень редко. Поэтому вам нужно иметь очень много столкновений протонов, густые пучки, часто сталкивать их и т.д., с тем, чтобы хоть иногда рождался бозон Хиггса. И вот на теватроне не хватило, в первую очередь, как физики говорят светимости – это количество столкновений.

И.МАКСУТОВ: Кстати говоря, то, что бозон Хиггса не наш, хотя он, в общем на самом деле общий, по большому счёту.

В.РУБАКОВ: Конечно.

И.МАКСУТОВ: И у американцев был проект, который они не запустили. Они тоже собирались.

В.РУБАКОВ: Да. У них был фантастический проект сверхпроводящий супер коллайдер. 80 километров длина кольца, в ЦЕРНе – 27. Они замахнулись на энергию фантастическую в сумме 40 тераэлектронвольт. В ЦЕРНе сейчас будет 14. Но они тоже закрыли свой проект. По-видимому это было связано в том числе с тем, что наш проект закрылся. Они вбухали туда огромные деньги и на то, чтобы начать строительство, разработки, и на то, чтобы его закрыть, бетонировать тот кусок кольца, который уже был вырыт. Так что это всё очень драматично происходило.

И.МАКСУТОВ: Как неожиданно всплыла, не рассчитывал никак, российско-американская, или советско-американская тема какая-то неожиданная тема чуть ли не гонки вооружений в поисках бозона Хиггса. Об этом может быть тоже немножко поговорим, потому что у нас тут пришел вопрос: «Можно ли как-то использовать бозон Хиггса в технологии?» С одной стороны стандартный ответ нет, но с другой стороны хотелось бы разобраться, зачем тогда вообще эти исследования нужны. Вот много вопросов про технологию, про то, собственно зачем нам нужен бозон Хиггса. Давайте попробуем с этим разобраться, по крайней мере в общих чертах. Очень много возмущений. Есть некоторые люди, которые просто прямо пишут, что наворовали, набрали полгоры, вырыли туннели, дорогущую технику, изучают непонятно что, то, что невозможно увидеть. Какая польза от этого? Узнаем ли мы, что Бога нет, или он есть? Тема с частицей Бога не даёт покоя. Всё-таки насколько это важно для фундаментальной, вообще для науки иметь какую-то очень конкретную область применения практического?

В.РУБАКОВ: Вы знаете, наука развивается как бы безотносительно к тому, что будет или нет применение практическое. Наука развивается по своим законам. Закон у неё – это попытки продвинуться в понимании природы, той области, другой, третьей. Ну, я имею в виду естественные науки. Технологические применения приходят уже потом. Рано или поздно – это вопрос интересный, но второстепенный. Поэтому говорить, что открытие бозона Хиггса какие технологические прорывы принесёт, сегодня не видно технологических прорывов, которые принесёт это открытие. Но я напомню, что скажем Герц когда открыл свои радиоволны, он открытым текстом говорил, что я открыл нечто, что никогда в жизни не принесёт никому никакой пользы. Вот мы с вами сейчас.

И.МАКСУТОВ: Благодаря этим самым, да.

В.РУБАКОВ: Благодаря этим самым радиоволнам. Герц был уверен, что это всё для удовлетворения любопытства. И большинство. Эйнштейн, придумавший теорию относительности, конечно думать не мог, что когда-нибудь в будущем эта общая теория относительности окажется востребована с технологической точки зрения. Сейчас и спутники летают для того, чтобы правильно спроектировать их траектории, необходимо учитывать эффект общей теории относительности, ГЛОНАСС там и т.д. Поэтому какие будут технологические прорывы, связанные с физикой элементарных частиц современной, сложно сказать, сейчас этого не видно, но никогда не говори никогда. Того времени, когда Эйнштейн придумал свою теорию относительности общую, до ее реального применения прошло почти 100 лет. Но надо понимать ещё и следующее, что ускоритель типа Большого адронного коллайдера, детекторы, которые там стоят и детектируют, собственно, процессы рождения и взаимопревращения частиц, это очень высокотехнологические объекты, для создания которых придумывалось море новых технологий, они веером расходятся по миру, и входят в если не в каждый дом, то много куда. Например, то, что мы знаем как протокол интернета, фактически сам по себе интернет – это изобретение в ЦЕРНе было сделано. Почему? Потому что нужно было передавать большие массивы данных, нужно было иметь коммуникации между людьми. Там же огромная корпорация.

И.МАКСУТОВ: Да, это международный проект.

В.РУБАКОВ: Это международный проект. Сейчас на каждом из экспериментов в ЦЕРНе, а там их 4, работают по 3 тысячи человек физиков. Понимать, что тут нужна коммуникация какая. Сейчас объём данных такой, что уже интернет не справляется. Придумана новая система и попробована как раз в ЦЕРНе система ГРИД. Вы, наверняка, про неё когда-нибудь услышите, потому что это система, которая позволяет распределённым образом обрабатывать гигантские объемы информации, распределять, обрабатывать, собирать результаты и т.д. Хитрая такая система, но она уже опробована, вовсю работает, в том числе и у нас в стране есть её узлы, компьютерные блоки, которые используются в этой распределённой системе. Поэтому такого рода инновационные вещи очень востребованными оказываются. В ЦЕРНе просто провели в своё время расчёт. По Большому адронному коллайдеру цифру не знаю, а значит по предыдущим ускорителям был расчёт, что на каждый вложенный доллар, или швейцарский франк, они в швейцарских франках считают. Каждый вложенный швейцарский франк — вот таким образом принёс 4 не меньше швейцарских – они очень консервативный расчёт сделали – 4 швейцарских франка отдачи, прибыли.

И.МАКСУТОВ: То есть по большому счёту.

В.РУБАКОВ: Так что это как говорится, деньги вкладываются и они же возвращаются.

И.МАКСУТОВ: То есть по большому счёту, прикладная наука или технологии оказываются побочным продуктом решения задач науки фундаментальной.

В.РУБАКОВ: Совершенно верно. Конечно.

И.МАКСУТОВ: И их решения оказываются необходимым создавать и новые технологии, и новые средства связи. Так что вот вам непосредственно. Конечно, это ещё не применение бозона Хиггса. Чтобы его найти, потребовалось создать целую отрасль, и какие-то новые вещи внедрить в научные исследования.

В.РУБАКОВ: Надо сказать, что не только на Западе, но и у нас в стране. Потому что технологии, которые существовали и были развиты для того, чтобы сделать части детектора, частично и в нашей стране всё происходило. Действительно, появились новые технологии, они сейчас вовсю используются.

И.МАКСУТОВ: К вопросу о количестве вообще участий в этом проекте. Мы как-то начали говорить, что наш не наш, мы бы нашли или американцы нашли. Вот тут нам написали по поводу полезности, какая там польза, кроме того, что человек 300 нашли себе непыльную работу в Швейцарии на века. В общем, человек с непонятным именем. Но не 300 человек совсем.

В.РУБАКОВ: В общей сложности около 10 тысяч физиков только, во-первых. Во-вторых, не в Швейцарии, потому что они время от времени ездят в ЦЕРН, но в основном работают дома, у себя в институтах, ведут обработку данных, придумывают как это сделать. Всё-таки в основном люди у себя в институтах. Например, мои коллеги, я просто знаю, что они в ЦЕРНЕ бывают, а бывают несколько недель в году. Вся основная работа происходит здесь, в России, соответственно по всему миру.

И.МАКСУТОВ: Колоссальная.

В.РУБАКОВ: Это большое сообщество. Огромная корпорация. Это интересно устроено, потому что понимаете, это самоорганизующаяся такая структура. Ну вот это всё работает, работает по всему миру. Люди ото всюду, по всему цивилизованному миру. Из Африки очень мало.

И.МАКСУТОВ: Новое явление в каком-то смысле в научной жизни, потому что, действительно, уникальный международный формат сотрудничества. По поводу социологического исследования я тоже подумал, не слышал ничего о каких-то исследованиях в этой области. Это было бы любопытно.

В.РУБАКОВ: Это наверняка делается. Я не очень следил за этим делом, но это действительно очень интересно. Есть эксперимент 3 тысячи только физиков, не говоря о техниках, инженерах, работают в этом эксперименте. Там огромное количество систем, подсистем. Огромное количество групп, которые занимаются разными вопросами. И по тому, как работает детектор, как обрабатывает данные, как получает результаты – всё это работает, потрясающая идея.

И.МАКСУТОВ: Причём если говорить об удалённом взаимодействии, то там же есть определённые факторы секретности.

В.РУБАКОВ: Нет, никакой секретности.

И.МАКСУТОВ: Когда результаты до момента публикации внутри коллаборации не могут выходить за его пределы.

В.РУБАКОВ: Там у них очень жёсткая дисциплина в этом отношении.

И.МАКСУТОВ: Даже если это просто мой друг и коллега, с которым я работаю в одном научно-исследовательском институте за соседними, может быть, буквально, в соседнем кабинете, он мне не расскажет.

В.РУБАКОВ: Не имеет права.

И.МАКСУТОВ: А какому-то французу за километры будет рассказывать, будут они обсуждать.

В.РУБАКОВ: Если они члены этой коллаборации, конечно, они будут это обсуждать, пока коллаборация не пришла к тому, что да, вот эти результаты абсолютно надёжны и достоверны. Пока такого нет, никто ничего не знает. Только какие-то слухи ходят, что вот они там чего-то интересненькое похоже видят.

И.МАКСУТОВ: Просто раз мы говорим про большой адронный коллайдер, надо понимать, что не только бозон Хиггса, но ещё целый ряд огромных разных экспериментов там.

В.РУБАКОВ: Там конечно. Там вообще-то, если говорить о будущем, Большой адронный коллайдер заработает в начале 15-го года на полную энергию, вообще-то есть основания ожидать, что там появится нечто совершенно новенькое. Новенькое с точки зрения стандартной модели. Произойдёт выход за рамки стандартной модели, будут обнаружены новые частицы, новые взаимодействия, может быть, новые структуры. Всё это очень увлекательно и интересно. И в отличие от того, что было до последнего времени, плохо предсказуемо.

И.МАКСУТОВ: Всё-таки, если говорить о том, какие вопросы поставило открытие бозона Хиггса, или может, какие темы закрыло?

В.РУБАКОВ: Вопрос такой основной: оказалось, что этот самый бозон Хиггса он. Вообще у Энеглера-Браута-Хиггса была теория довольно наивная. Это элементарное поле, не составное, никакое, никаких других частиц у них не было. С ним ассоциирован только бозон Хиггса – такая очень наивная картинка. И у неё есть свои изъяны, у этой картинки. Времени у нас особенно нет говорить о том, какие именно, но теоретики очень недовольны тем, что такая картинка работает, и почувствовали соответствующие затылки, потому что ожидалось немножечко другое. Думалось, что всё гораздо более интересно и менее тривиально, менее наивно. Казалось, что та частица, которую открыли, похожа на наивное предсказание Энглера-Браута-Хиггса. Это ставит вопросы очень глубокие на самом деле правильно ли мы понимаем то, как работают законы природы? Было много предсказаний, гипотез, как бы всё могло происходить, ни одна из этих гипотез не подтвердилась, кроме самой наивной и простой, высказанной аж в 1964 году. Высказывалась гипотеза о суперсимметрии, что рядом с бозоном Хиггса должно быть ещё много-много разных типов частиц. Не нашли. И всё это становится уже очень таким зыбким. Была гипотеза о том, что поле Энглера-Браута-Хиггса оно не соответствует элементарным частицам, оно как бы составное поле. Если описывать протон своим полем, что правильно и можно делать, то тем не менее понятно, что протон – составная частица, она состоит из кварков. Похожим образом может быть устроено поле Энеглера-Браута-Хиггса, естественно бозон Хиггса. Ничего подобного. Пока этого не видно. И наиболее такие простые что ли реализации этих гипотез, они уже экспериментом закрыты. Поэтому что нам покажет завтрашний день – это очень такая интригующая вещь.

И.МАКСУТОВ: Что касается теории про несколько бозонов? Вот нашли бозон Хиггса, он один, но есть концепция относительно существования нескольких бозонов.

В.РУБАКОВ: Есть. Более того, в суперсимметричных теориях это обязательно так. Там кроме этого бозона Хиггса, который открыли, должно быть ещё 4 частицы. Но как минимум похожих на бозон Хиггса. Но пока их не видно. Интрига. Вообще вполне может быть, что есть новые частицы, очень похожие на бозон Хиггса, с большими массами, которые пока не удалось образовать в столкновениях протонов, и они как-то так скрываются. Гипотез много разных. Интересно вот что. Я входил когда в науку в конце 70-х – начале 80-х годов, уже тогда рефреном звучало на конференциях высказывание, что стандартная модель отлично описывает все экспериментальные данные. И вот до сих пор этот рефрен продолжается. Стандартная модель отлично описывает все имеющиеся экспериментальная данные физики элементарных частиц. Хочется, чтобы этот рефрен, наконец, закончился, и появилось нечто совершенно другое и интересное.

И.МАКСУТОВ: Я думаю, что стоит сказать про суперсимметрию, суперсимметричные теории, потому что это может быть не очень понятно слушателю, но мне кажется, что это довольно важная история. В конце концов суперсимметрия. Есть некий принцип, идея, теории разные есть. Открытие бозона Хиггса даже не то, чтобы подтверждается, ну как бы находят дальнейшее теоретическое развитие, а другие, наоборот, закрываются. В чём, собственно, суть суперсимметрии?

В.РУБАКОВ: Суперсимметрия – это вот что такое. Вообще надо сказать, что само понятие суперсимметрии, идея суперсимметрии появилось в ФИАНе, в Москве, на Ленинском проспекте. Так что это то место, которым стоит гордиться. Но идея, что каждой нашей частице известной - кварку, фотону, электрону, нейтрину, у любой из этих частиц должен быть партнёр с похожими свойствами, но с другой массой, более тяжелой, и с другим как говорят спином – это такая штука, которая описывает внутреннее вращение элементарных частиц. Вот у электрона спин половинка, у фотона спин единица и так далее. У этих частиц новых должны быть другие спины, дополнительные. У партнёра электрона должен быть спин 0, а у партнёра фотона должен быть спин половинка. Симметрия связывает эти частицы, как говорят супер-партнёры друг с другом. Она оказалась очень интересной с точки зрения свойств чисто теоретически. Теоретики начали прикладывать это дело к реальному миру, думая, что так оно и есть. Думая, что вот эта симметрия действительно реализуется в природе, мы вот-вот должны бы открыть эти новые частицы - суперсимметричные партнёры частицам, она сильно помогает с точки зрения теоретических проблем стандартной модели, очень хорошо помогает. Но вообще-то думалось, что первые месяцы работы большого адронного коллайдера будет не открытие бозона Хиггса, а в первые же месяцы произойдёт открытие супер-партнёров. Нет этого открытия. Есть только ограничение на их массы. Известно, что супер-партнёры кварков очень тяжелые. Супер-партнёры глионов – эти частицы должны связывать кварки в протоне – тоже очень тяжелые. Ну и всё это становится уже не так симпатично. Поэтому некоторые такие бойцы за суперсимметрию по-прежнему пытаются сделать вид, что всё хорошо, она вот-вот будет обнаружена. А многие уже начинают думать, что нет, что-то тут слишком было оптимистично.

И.МАКСУТОВ: Если говорить о дальнейшем развитии физики элементарных частиц, и не только, бозона Хиггса, дальнейшего развития, что за история с линейным коллайдером, зачем он нужен?

В.РУБАКОВ: Вообще, конечно, надо как минимум очень хорошо померить свойства этого бозона Хиггса. Действительно ли они такие, как предсказывается минимальным, наиболее наивным вариантом стандартной модели, или всё-таки они не совсем такие и значит есть какие-то новые физические явления, которые пока на Большом адронном коллайдере прямо не открыты. Но протонная машина, надо понимать, что это машина, в которых сталкиваются два мешка из частиц, два кирпича. Когда вы лупите протоном по протону, оттуда идёт много всего лишнего, не того, что вам интересно. Это действительно составные частицы, они сталкиваются, рождается море частиц, которое вас не интересует, мусор фактически. А есть электрон-позитронные коллайдеры. Электрон – это точная частица, позитрон – тоже. Поэтому когда они сталкиваются, у вас появляется очень чистое событие. Поэтому протонные машины называют машинами открытий, а электронно-позитронные коллайдеры – машинами прецизионных измерений. Как минимум для того, чтобы измерить точно свойства бозона Хиггса, его взаимодействие с другими частицами, как он распадается, как рождается и т.д., нужен электрон-позитронный коллайдер. Для энергии, которые такие большие, которые требуются для рождения бозона Хиггса, наверное, придётся делать линейный коллайдер, а не кольцевые, как это было до сих пор. В кольцевой машине очень много синхротронного излучения получается, если высокая энергия в электронах, которые там летают, то это изучение мощное, оно уносит энергию, надо всё время закачивать энергию. Поэтому на совсем высокие энергии кольцевого коллайдера не построишь, наверное, хотя такие проекты тоже есть. Люди сейчас обсуждают и вполне так очень конкретно уже обсуждают линейный электро-позитронный коллайдер.

И.МАКСУТОВ: У нас остались считанные минуты. Если попробовать сформулировать коротко, какие основные наиболее сложные, или наоборот, наиболее интересные вопросы внутри физики элементарных частиц сегодня стоят?

В.РУБАКОВ: Первый вопрос: что стоит за этим хиггсовским сектором, действительно ли он один, действительно ли он элементарный, нет ли суперсимметрии. В общем, открыли ли мы всё уже в доступной области энергии, или же нас ожидает совершенно новое явление, есть разные гипотезы какие. Ну и очень бы хотелось, чтобы среди этих новых явлений были явления, ответственные за тёмную материю. В нашей Вселенной есть загадочные частицы, про которые мы не знаем, что это такое – нейтральная, массивная, их много, по массе их больше, чем обычные вещества. И есть более-менее обоснованная надежда, что эти частицы тоже могут рождаться на Большом адронном коллайдере. Проникнуть в эту область тоже было бы очень интересно.

И.МАКСУТОВ: Ну а вообще, если говорить про Россию. Почему же у нас ничего такого не строится? Или нужно спокойно смириться с тем, что наши учёные просто будут ездить в ЦЕРН и работать на том, что где-то там построено?

В.РУБАКОВ: Современные большие проекты, они, конечно, международные по определению. И, конечно, хотелось бы, чтобы скажем линейный электрон-позитронный коллайдер был у нас построен. Такие предложения есть, но надо понимать, что тут конечно конкуренция мощная, надо делать, если уж об этом говорить, то нужно говорить об очень большом вкладе в это дело. Страна-хозяйка вкладывает половину стоимости.

И.МАКСУТОВ: Неплохо было бы, чтобы кусочек Олимпиады в Сочи отдали на создание.

В.РУБАКОВ: Это было бы замечательно.

И.МАКСУТОВ: Спасибо, Валерий за интересный разговор, спасибо, что пришли. У меня в гостях был профессор Московского университета, доктор физико-математических наук, академик Российской академии наук и главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН