Бозон Хиггса. От научной идеи до открытия «частицы Бога» - Джим Бэгготт

В ноябре 1992 года на президентских выборах в США победил Билл Клинтон, обойдя Джорджа Буша и независимого кандидата – техасского бизнесмена Росса Перо. К следующему июню смета ССК выросла до 11 миллиардов, и палата представителей снова проголосовала против. Как заметил Рафаэль Каспер, заместитель директора ССК: «Голосование против ССК стало в какой-то момент символом фискальной ответственности. Вот дорогостоящий проект, против которого можно голосовать»[137].

Клинтон в основном поддерживал проект, но не так преданно, как Буш и Рейган. К тому же у проекта появился соперник в виде программы строительства Международной космической станции стоимостью 25 миллиардов долларов, которая также должна была базироваться в Техасе, в Джонсоновском космическом центре НАСА в Хьюстоне.

В сентябре 1993 года Вайнберг, Рихтер и Ледерман сделали последнюю отчаянную попытку помочь ССК. Британский физик Стивен Хокинг прислал видеообращение в поддержку. Но все напрасно.

В октябре палата представителей США с перевесом в один голос проголосовала в пользу МКС. На следующий день она проголосовала против ССК два к одному. На этот раз не было никаких отсрочек. Финансирование выделялось для консервации уже построенных объектов. Уже было потрачено 2 миллиарда и вырыт 23-километровый туннель (см. рис. 19), но никакой викторианский оптимизм не мог спасти проект. ССК умер.

Писатель Герман Вук, лауреат Пулицеровской премии, написал роман «Яма в Техасе» на основе истории ССК. В авторском предисловии он говорит так[138]:

«После того как [физики] изобрели атомную и водородную бомбы, они были любимцами конгресса. Но все внезапно и грубо кончилось. Единственное, что осталось от так и не начавшегося поиска хиггсовского бозона, – это яма в Техасе, огромная заброшенная яма.

Она по-прежнему там».

Рис. 19

К моменту, когда конгресс США закрыл проект ССК в октябре 1993 года, уже было потрачено 2 миллиарда долларов и вырыт 23-километровый туннель под техасской прерией. Источник: Научно-технический электронный архив ССК

16 декабря 1994 года, через год с небольшим после закрытия ССК, страны – участники ЦЕРНа проголосовали за выделение 15 миллиардов долларов в течение 20 лет на перестройку БЭПа, когда истечет его срок действия, и переоборудование его в протон-протонный коллайдер. Идея Большого адронного коллайдера (БАК) впервые обсуждалась еще за 10 лет до того, на симпозиуме ЦЕРНа в швейцарской Лозанне в марте 1984 года. Он мог бы достичь энергии столкновения до 14 ТэВ, это меньше половины максимальной энергии ССК, но более чем достаточно, чтобы найти бозон Хиггса.

Руббиа заявил, что ЦЕРН «выложит туннель БЭПа сверхпроводящими магнитами»[139].

Глава, в которой о бозоне Хиггса рассказывают словами, понятными даже британскому политику, в ЦЕРНе обнаруживают признаки бозона, включают Большой адронный коллайдер, и он взрывается

В проекте ССК физики сильно рискнули и проиграли. Ропот недовольства, которое в конце концов привело к закрытию американского проекта, начал раздаваться и в Европе. К счастью для ЦЕРНа, он финансировался средствами не одной отдельной страны. Однако страны-участницы, недовольные величиной отчисляемых вложений, все же могли решить и прекратить финансирование. В апреле 1993 года, всего за полгода до того, как палата представителей США приняла окончательное решение закрыть проект ССК, министр науки Великобритании Уильям Уолдгрейв поставил перед британским сообществом физики высоких энергий неожиданную задачу.

Поставленная Уолдгрейвом задача предвосхищала серьезный сдвиг в научной политике консервативного правительства во главе с премьер-министром Джоном Мейджором. Правительственный доклад, который должен был быть опубликован в следующем месяце, смещал акцент в научной политике в сторону инноваций, имевших целью более эффективное накопление богатств и повышение качества жизни граждан Великобритании. Иными словами, британская наука должна была служить интересам британской экономики к пользе «британского народа». Правительство собиралось полностью пересмотреть свою поддержку науки и технологии.

Все это не предвещало ничего хорошего. Британия еще оправлялась от последствий глобальной рецессии, наступившей после падения фондового рынка в октябре 1987 года, и с трудом могла позволить себе ежегодно вкладывать в ЦЕРН 55 миллионов фунтов. Хотя физики могли указать на многие дополнительные выгоды от ЦЕРНа, например проект присоединения к гипертекстовому Интернету, в результате чего Тим Бернерс-Ли изобрел Всемирную паутину в 1990 году, пожалуй, объяснить, каким образом открытие бозона Хиггса непосредственно улучшит накопление богатств и качество жизни британского народа, было трудновато.

К счастью, физиков еще не просили делать подобного рода обоснования. Но Уолдгрейв ясно дал понять, что им придется очень постараться, чтобы объяснить, чего такого они пытаются добиться.

Что это за штука, которую называют бозоном Хиггса? Чем она так важна, что нужно тратить миллиарды долларов только ради того, чтобы ее найти? «Если вы поможете мне в этом разобраться, у меня будет больше шансов помочь вам получить деньги на его поиски», – сказал Уолдгрейв слушателям на ежегодной конференции британского Института физики[140]. Он сказал, что если бы ктонибудь простым английским языком, на одном листе бумаги объяснил, из-за чего весь сыр-бор, тогда он подарил бы ему бутылку винтажного шампанского.

Разумеется, весь сыр-бор поднялся из-за того, что поле Хиггса стало играть ключевую роль в Стандартной модели. Без поля Хиггса не нарушилась бы электрослабая симметрия[141]. Без нарушения симметрии W– и Z-частицы были бы безмассовыми, как фотон, и электрослабое взаимодействие было бы объединено. Без взаимодействия между элементарными частицами и полем Хиггса не было бы массы: ни материи, ни звезд, ни планет, ни жизни. А прямо доказать существование этого поля можно было, только найдя частицу этого поля – бозон Хиггса. Найдите бозон Хиггса, и мы тут же узнаем гораздо больше об истинной природе материального мира.