Главная задача ускорителя и установок, действующих на нем,— исследование структуры протона. Если смотреть на результаты пятилетнего труда снаружи, то все нормально: опубликовано более пяти десятков статей в научных журналах, доклады о результатах ГЕРЫ регулярно ставят на всех научных конференциях. Но если постараться честно взглянуть изнутри, то ситуация теряет радужный ореол. Прежде всего на ускорителе не удалось достигнуть запланированной светимости, то есть частоты столкновений протонов с электронами. Нельзя сказать, что это чья-то ошибка, просто объективные трудности: никто никогда не строил ничего похожего, поэтому на деле многое оказалось чуть хуже, чем замысливали. А когда множество «чуть-чуть» сложилось, выяснилось, что количество столкновений в десять раз меньше того, что планировалось.
Это не означало провала или катастрофы, однако пришлось перекраивать исследовательские планы. Нашлось немало интересных тем для исследований и при более редких, чем хотелось бы, столкновениях. Ни в коем случае я не хочу сказать, что пять десятков публикаций высосаны из пальца — нет, это хорошие, добротные научные работы. Но... нет изюминки, сенсации, прорыва, действительно открытия. А оно ох как важно и для исследователей, и для директората.
В восьмидесятые годы я работал в ДЕЗИ на другом ускорителе, ДОРИС, в сотрудничестве АРГУС. Тогда было сделано несколько настоящих открытий, и это невероятно благотворно действовало на трудовой коллектив и производственный климат. Никого не надо было заставлять работать — все «пахали» изо всех сил, потому что ясно было видно, зачем: вот они открытия — рядом с тобой, поработай и все получится. Теперь подобного энтузиазма нет и в помине. Работают для диссертации, для поездки на конференцию, для продолжения контракта — аккуратно и старательно, но — глаза не горят. Как ни странно звучат теперь уже и в наше рыночное время столь вольные рассуждения о «горящих» глазах, я все больше прихожу к убеждению, что без этого в научном исследовании не обойтись.
У директората — свои проблемы. Когда в конце восьмидесятых АРГУС перестал удивлять мир своими открытиями, заработала ГЕРА, в которую было вложено много сил и денег. Сейчас в ДЕЗИ разрабатывается еще один уникальный план многокилометрового линейного ускорителя со встречными пучками электронов и позитронов. Если на него дадут деньги, то строительство начнется около 2002 года, а заработает он еще года через три, а может, и пять[* Подробнее см. «Заметки обозревателя» в № 5 за этот год.]. Поэтому как минимум десять лет единственным источником науки в ДЕЗИ может быть только ГЕРА. И как было бы хорошо, если бы можно было говорить: «А, ГЕРА — это там, где открыли то-то и то-то, да, это известное место». Слова о полусотне работ — слабоватый аргумент для того, чтобы гордиться и выбивать большие деньги из правительства.
В общем, открытие было позарез необходимо, и вроде бы оно и наклюнулось, но об этом чуть позже. Сейчас маленькое отступление о научной ситуации.
В каждой науке всегда есть (по крайней мере, так кажется) теория, которая описывает происходящие события. В физике элементарных частиц она называется Стандартной моделью. Суть ее в том, что в основе строения материи лежат всего лишь шесть кварков, взаимодействующих между собой «сильно» при помощи глюонов, и шесть лептонов, взаимодействующих «слабо». «Слабое» и «сильное» — это названия физических взаимодействий, которые вместе с электромагнитным и гравитационным и составляют известную на сегодня «великолепную четверку», правящую микромиром. Стандартная модель начала формироваться в шестидесятые годы, утвердилась в семидесятые и восьмидесятые, и теперь уже стоит вопрос о ее проверке. Если найдется нечто, чего она не описывает и не может объяснить, то это будет означать ни много ни мало, а необходимость следующего шага в глубь материи.
Основным возмутителем спокойствия последних лет было нейтрино. В соответствии со Стандартной моделью масса этой частицы должна быть строго нулевой. Копятся свидетельства и намеки на то, что она не нулевая. Но все это пока гипотезы, и Стандартная модель чувствует себя прекрасно. На последней Главной (Рочестерской) конференции по физике высоких энергий, проходившей в Варшаве летом 1996 года, в итоговом докладе было специально подчеркнуто, что у нее нет никаких разногласий с экспериментом. Даже результат сотрудничества CDF на американском ускорителе в лаборатории имени Ферми[* См. статью «Третья охота» // «Знание — сила», 1996.— №11.] — намеки на структуру у кварков, что противоречит Стандартной модели,— пока не развивается, а скорее как-то так рассасывается. В общем, полное торжество теории.
Сотрудничество Н1 занимается исследованием различных тонкостей этой самой теории. Один из важных моментов — глубоко неупругие взаимодействия. Говоря обычным языком, отражение электрона от протона под большими углами. Чем глубже в протон проникает электрон, тем больше он отклоняется. Теория предсказывает, что больших отклонений должно быть мало, обратно пропорционально углу. Вот это и проверялось. Если бы столкновений было побольше, то могли встретиться и совсем большие углы, но статистики, как уже говорилось, к сожалению, не хватало.
И вот теперь вернемся к теме открытия. Работа прдолжалась, и на регулярной встрече сотрудничества Н1 19 декабря прошлого года был сделан очередной десеток докладов о том, как идут исследования по разным направлениям, в том числе и по глубоко неупругим взаимодействиям. За 1996 год на ускорителе была набрана новая статистика, и надо было посмотреть, что там и как. Один из докладов делал молодой аспирант — из тех, кто обычно выполняет основную массу тяжелой научной работы и изредка удостаивается высокой чести доложить о том, что им же и сделано. Докладчик долго и занудно повествовал, как много им наработано, и «на десерт» показал картинку, где все экспериментальные точки ложились на теоретическую кривую, и лишь в самом конце — при очень больших углах — было несколько точек НАД этой кривой.
Честно говоря, сенсации это не вызвало. Дело в том, что событий было очень мало — всего семь или восемь. Это могла быть ошибка, случайность, неправильное срабатывание прибора — никто никогда не изучал с точностью до единиц, сколько может там быть случайных срабатываний. В графике были десятки тысяч событий, правда, при меньших углах, да и вся работа была нацелена на проверку согласия со Стандартной моделью. Ведь не строят же дома и дороги с миллиметровой точностью, так и здесь. Если бы событий над .кривой было тридцать — сорок, то это заметили бы без сомнения. А так — может быть, помните мои рассуждения о статистике и флуктуациях,— семь событий еще не дотягивают до рубежа, после которого намек становится признанным результатом.
Но наш «споуксмен» — руководитель сотрудничества — среагировал. Наверное, в этом и состоит задача научного начальника: не пропустить важное. Он в тот же день отправился к директору ДЕЗИ по науке, чтобы сообщить, что мы видим намек на нечто НЕОБЫЧНОЕ. Ну, и как следовало ожидать по закону уже литературного жанра, оказалось, что в тот же день к директору заходил «споуксмен» сотрудничества ЗЕВС — второй установки, работающей на ускорителе . ГЕРА, и показал что-то похожее на наш результат.
Далее действительно начинается детектив. До появления статьи в научном журнале по всем традициям большого сотрудничества не принято говорить о результатах, а тем более о таких. Поэтому директор сказал каждому «споуксмену» только о визите другого, но ни словом не обмолвился о содержании разговоров. Известно лишь, что оба сотрудничества изучают рассеяние электронов на большие углы. Было принято решение как можно быстрее закончить анализ, подготовить публикации, встретиться еще раз в кабинете директора и объединить усилия. Дело в том, что семь наших событий — это маловато для открытия, но если у ЗЕВСа есть еще штук семь — восемь, то получается полтора десятка, а это уже серьезное дело.
Хоть и непривычно звучит, но после открытия обычно и начинается самый трудоемкий этап работы: надо убедиться, что не произошло ошибки. Особенно это трудно, когда речь идет о единицах событий. Представьте, что ваш прибор ошибается раз в месяц. Если вы строите график, где показана гистограмма с десятком тысяч событий, то на такую «ошибаемость» можно закрыть глаза — она никак не повлияет на поведение кривых. У нас же был принципиально иной случай. Перепроверяется все: как работали части детектора, нет ли недочетов в программах обработки — это кропотливый и изнурительный труд, который совершенно не интересен для описания, но именно он и служит той самой подводной частью айсберга-открытия.