Мы прибыли в ЦЕРН в понедельник утром и сразу же отправились в тот экспериментальный зал, куда планировалось отведение пучка частиц. Я знал ЦЕРН только по текстам и фотографиям, и у меня едва хватало времени, чтобы бросить мимолетный взгляд на реальный вид этого зала, длинных коридоров без потолка между серыми бетонными блоками с непонятными аппаратами, обвитыми кабелями и трубами.
В отведенном для нас пучковом канале почти ничего не было: мы могли видеть только трубу, из которой будут вылетать частицы, а за ней — только пол и две стены, все из сырого бетона. Марсель спросил меня, смогу ли я справиться с перфоратором. На что я ответил «Конечно, да». Затем он вложил мне в руки чудовищный агрегат для сверления отверстий в бетоне. Да, на самом деле требуется определенное количество детекторов, которые будут регистрировать время прибытия и положение частиц пучка. Эти «счетчики» устанавливаются на полу и вдоль стен по всей линии прохождения пучка, от выводного канала от самого ускорителя до зоны, где устанавливалось наше оборудование.
Поэтому я начал свое первое пребывание в ЦЕРНе с того, что… без устали бурил отверстия в довольно прочном бетоне! Марсель был трудоголиком, и работа продвигалась вперед без единой минуты отдыха: установка счетчиков, прокладка кабелей на десятки метров в сторону маленькой диспетчерской, где находился компьютер, который будет записывать тестовые данные, настройка всей электроники, настройка усилителей, логических схем, тестирование программного обеспечения для сбора данных… Прибыв в понедельник утром, мы завершили установку только около полудня среды, прерываясь лишь на то, чтобы перекусить по-быстрому в соседнем кафетерии. Все было в рабочем состоянии, готово к приему первых пучковых частиц и испытанию нашего прототипа детектора.
Я находился в очень странном состоянии: мои руки болели, все тело казалось еще тряслось от могучего перфоратора, голова переполнена всевозможной информацией, которую я узнал, глядя как мой руководитель стремительно настраивает сложнейшую электронику. Перед тем как лечь спать, мы зашли выпить пива в главный кафетерий, и я рухнул в кресло перед кофейным столиком. Вокруг, конечно, все говорили: кто на английском, кто на других языках. Держа в руках кофе, люди беседовали, спорили, строчили что-то на бумажных салфетках. Через пару столиков от меня Мюррей Гелл-Манн (Нобелевская премия в 1969 г.) болтал с Карло Руббиа (тот уже слыл известным физиком, хотя на тот момент еще не получил свою Нобелевскую (она нашла его в 1984 г.)). В таком вроде бы и странном состоянии слабости, но в то же время в ясном сознании я подумал: «Это место силы».
Вернемся к уравнению Стандартной модели. Уравнение вида L =… указывает на то, что это лагранжиан, оператор, который мы уже встречали в главе 2. Правильная теория лагранжиана содержит математическое описание составляющих материи и их взаимодействий. В случае лагранжиана Стандартной модели первые два его члена соответствуют, грубо говоря, электромагнетизму после изобретения уравнения Дирака: один описывает фотоны, другой — электроны.
В следующих членах выражения для лагранжиана вы заметите символ ф, который обозначает «поле Хиггса», более известное как «бозон Хиггса». Эта новая частица, необходимая для самосогласованности Стандартной модели, возникла в 1964 г. в более простом виде, а затем, спустя несколько лет, уравнение уже приняло форму, приведенную выше.
Между 1930-м и 1960-м гг. ядерная физика и физика элементарных частиц достигли большого прогресса. Все началось с экспериментов по изучению космических лучей — элементарных частиц, что приходят с неба. Затем ученые стали производить опыты на ускорителях, благодаря чему были открыты новые элементарные частицы, которые уже не являлись составляющими обычной материи, а также новые взаимодействия.
Теория также развивалась, или скорее теории, так как поначалу каждый вновь открытый тип взаимодействия требовал своей собственной теории: электромагнетизм описывал электроны и фотоны, слабые взаимодействия описывали радиоактивные распады, а сильные взаимодействия — сцепление внутри атомных ядер. Примерно в 1960 г. физики наконец-то смогли понять, что между этими взаимодействиями есть некое сходство, однако им не удавалось объединить их в одну согласованную общую структуру. В частности, оказалось, что хотя теории электромагнетизма и слабых взаимодействий очень близки, но все же они разделены непреодолимым препятствием.