Евгений Молчанов
Физики в ОИЯИ и физика на LHC
Статья проиллюстрирована фотографиями установок, в создании которых участвовали российские ученые и специалисты
Большой адронный коллайдер в Женеве, этот беспрецедентный мегапроект конца прошлого — начала настоящего века, означает не только смелый научно-технологический прорыв в область сверхвысоких энергий ядерных взаимодействий, но и небывалую по своим масштабам систему организации международного научного сотрудничества.
LHC возник в замыслах своих создателей около двадцати лет назад, и с самых первых шагов к осуществлению этого проекта подключились ученые и специалисты Объединенного института ядерных исследований, их коллеги из российских научных центров и институтов других стран- участниц ОИЯИ. Объяснение этому лежит в двух пересекающихся плоскостях. Исторически Объединенный институт стал партнером ЦЕРН буквально с момента своего создания в 1956 году, и это научное сотрудничество пережило все политические перипетии «холодной войны». Уже первые взаимные визиты из Дубны в Женеву и из Женевы в Дубну принесли свои плоды не только в виде совместных публикаций в самых престижных международных изданиях и докладах на международных конференциях, но и в налаживании добрых человеческих отношений между учеными. Именно это полувековое партнерство сделало Дубну одним из реальных движителей мегапроекта, часто именуемого чудом нового века.
И только так, совместными усилиями, возможно сегодня дальнейшее продвижение в глубь материи, совершенствование Стандартной модели, во многом определяющей основные законы физики микромира. Летом 2006 года в Москве проходила 33-я Международная Рочестерская конференция по физике высоких энергий — самый представительный форум ученых, работающих в этой области. В ответ на просьбу журналистов объяснить, что такое Стандартная модель, академик Валерий Рубаков (через несколько дней ему предстояло выступить на конференции с итоговым докладом и сформулировать ответы ученых на вызовы новой физики) постарался избежать непривычных для непосвященных терминов:
— Стандартная модель — довольно условное название, оно звучит несколько приземленно. На самом деле, это теория, которая описывает всю физику микромира по энергиям частиц, соответственно, и по масштабам расстояний, доступным сегодня для изучения. Речь идет о расстояниях в тысячу раз меньших размера протона.
Так вот Стандартная модель — достаточно простая теория в смысле принципов, которые в ней заложены, и она удивительным образом описывает все, что происходит на таких малых расстояниях. Не останавливаясь подробно, можно сказать, что это достаточно красивая теория, и она чрезвычайно успешна с точки зрения эксперимента. Если бы появились какие- то данные, которые потребовали бы пересмотра или выхода за пределы Стандартной модели, это было бы очень интересно. С другой стороны, можно вполне однозначно утверждать, что ряд явлений, о которых, в первую очередь, мы узнаем из наблюдения Вселенной, говорят о неполноте этой модели. Речь идет о том, что так называемой темной материи в ней нет места. Что это за материя, пока неизвестно. Но есть еще много соображений, которые свидетельствуют о том, что на следующем масштабе энергий (на порядок меньше расстояния, на порядок больше энергия), по-видимому, придется существенно расшить представления о физике микромира, и Стандартная модель будет только частью полной картины. В этом смысле у всех нас большие надежды на LHC, и, конечно, мы ждем первых результатов с этой машины.
Конечно, теоретики не сидят сложа руки. Есть целый ряд гипотез о том, что это может быть за физика, гипотез, которые друг другу противоречат, и есть много разных взглядов, что же происходит на этом новом уровне энергий, на этом масштабе расстояний. Экспериментаторы будут присматриваться к этим гипотезам и искать конкретные сигналы, которые соответствуют какой-либо из этих гипотез, но сегодня ситуация новая по сравнению с предыдущими, наверное, тридцатью годами, когда многие открытия в физике частиц были запланированы. Теоретики что-то предсказывали, экспериментаторы благополучно подтверждали эти предсказания. Теперь же все совершенно не так. Что именно будет найдено на LHC и в дальнейшем прояснено на Международном линейном коллайдере («З-С», № 3/2007), сегодня не возьмется сказать никто. То есть это настоящая Терра инкогнита. И это, конечно, очень увлекательный момент.