Брайан Китинг - Гонка за Нобелем. История о космологии, амбициях и высшей научной награде

Серендипность дала множество нобелевских лауреатов, от Рентгена и Кюри до Пензиаса и Уилсона и победителя 1974 года Энтони Хьюиша, соавтор которого, Джоселин Белл, не была удостоена этой чести. Применение критерия серендипности позволит восстановить баланс между количеством наград в теоретической и экспериментальной науке. Как показывает рис. 50, на сегодняшний день в области экспериментальной физики и наблюдательной астрономии присуждено в три раза больше Нобелевских премий, чем за открытия в области теоретической физики. Критерий серендипности означает, что Нобелевские премии должны присуждаться именно авторам-теоретикам, которые предсказали новые феномены, — но только после их экспериментальной проверки.

В первые годы Нобелевский комитет интерпретировал условие о «наибольшей пользе человечеству» в пользу технологий, которые позволяли немедленно или уже в ближайшем будущем улучшить жизнь людей. Первые премии присуждались за открытия, имевшие непосредственное применение, например рентгеновские лучи в медицине и радиоактивность или изобретение Густава Далена. Некоторые утверждают, что сегодня многие нобелевские теоретические открытия перестали отвечать этому условию. Я с ними согласен: если бозон Хиггса когда-нибудь станет актуальным в вашей повседневной жизни, это будет означать, что у вас проблемы посерьезнее, чем у претендента на Нобелевскую!

Хотя серендипные теоретические открытия редко приводят к очевидным, не говоря уже об ощутимо полезных результатах, обычно они не требуют значительных технических и финансовых ресурсов. Их вполне могут делать молодые ученые, и даже с большей вероятностью, чем представители старшего поколения. Критерий серендипности при присуждении Нобелевской премии помог бы удержать самые яркие умы на поприще теоретической физики и выровнять игровое поле для тех, кто пока лишен покровительства государственных и частных фондов.

Уезжая из Провиденса в октябре 2011 года, я знал, что получать Нобелевскую премию мне было рано. Тогда я еще не пережил своего озарения по поводу Альфреда — осознания того, что серендипность, а не подтверждение своих догадок, должна лежать в основе нобелевских медалей. Свои перспективы я оценивал: Нобелевская премия за открытие темной энергии не досталась теоретику, который впервые ее предсказал, Альберту Эйнштейну, поскольку тот давно умер. Она также не досталась теоретику, который объяснил фундаментальную причину, почему темная энергия имеет ту величину, которую имеет, — это предсказание до сих пор оставалось недоказанным. Вместо этого премия была присуждена трем астрономам (Перлмуттеру, Риссу и Шмидту), которые наблюдали ее эффект. На авторство инфляционной модели могли претендовать человек пять — вдвое больше, чем количество Нобелевских премий по физике, доступных в следующем году. Но совсем немногие из нас, экспериментальных космологов, могли доказать инфляцию.

Таким образом, после того, как я оказался в одном шаге от нобелевской славы, в городе, само название [31]которого — синоним божественной серендипности, я вернулся в Калифорнию. Тогда еще я не знал, какие испытания приготовила мне судьба.

Побывав в шаге от Нобелевской премии в Брауне, я, как никогда, был полон энергии и решимости завоевать ее. В моих ушах не переставали звучать похвалы, которыми осыпали меня мои бывшие преподаватели и однокурсники. Но я хотел заслужить высшую научную награду.

К 2011 году BICEP2 сделал большие успехи. Мы много узнали благодаря его предшественнику BICEP и теперь вступили в завершающую фазу анализа данных. Я по-прежнему руководил экспериментом BICEP, но не BICEP2, который после смерти Эндрю полностью перешел под руководство Джейми Бока и Джона Ковача. В их глазах я был и соавтором, и конкурентом. Как бы то ни было, я старался принимать в эксперименте BICEP2 активное участие. Мой аспирант Джон Кауфман использовал его как основу для своей диссертации и ежегодно ездил на Южный полюс, помогая команде Калтеха с установкой, тестированием и анализом данных BICEP2. Но мы знали, что не сразу телескоп начнет давать высококачественные данные.

Получение финансирования, создание команды, поездки на Южный полюс — все было непросто. Но это, по крайней мере, находилось под нашим контролем. Однако Вселенная не желала подчиняться нашему расписанию. Вдобавок у нас были серьезные конкуренты — около полудюжины других наземных и аэростатных телескопов и, разумеется, космическая обсерватория Planck, которая уже задала максимально жесткие ограничения для гравитационно-волнового фона, используя температурные флуктуации микроволнового фона. Те же самые инфляционные гравитационные волны, которые могли производить B-моды, должны были также вызывать возмущения пространства-времени, достаточные для того, чтобы слегка исказить температурный рельеф реликтового фона, но существовал порог, ниже которого нельзя было заглянуть с помощью одной только температуры реликтового излучения. Ниже этого уровня, который был в семь раз ниже предела, установленного нами с помощью BICEP, находилась terra incognita — неизведанный поляризованный ландшафт, который мог содержать только инфляционные B-моды. Обсерватория Planck также могла исследовать эту территорию, и, возможно, даже лучше нас, как это следовало из отчета, выпущенного Европейским космическим агентством почти сразу после запуска обсерватории в мае 2009 года {1} . Чтобы заявить о себе, BICEP2 необходимо было улучшить результаты и BICEP, и Planck. И улучшения требовались серьезные.

В конце концов все произошло очень быстро, по крайней мере по космологическим меркам.

Зарегистрированный сигнал был настолько сильным, что это казалось неправдоподобным. В 2013 году, всего три года спустя после того как BICEP2 увидел первый свет и начал свою патрульную службу по сканированию «Южной дыры» (так мы назвали исследуемый нами участок небесного свода), и для BICEP2 наступил тот самый момент — «Это забавно…». Принятый телескопом сигнал В-мод был огромным . Его невозможно было пропустить. Как впоследствии выразился один из руководителей BICEP2 Клем Прайк, это было все равно что искать в стоге сена иголку, а найти лом. Вы думаете, наверное, что это принесло нам счастье. Как раз наоборот, мы занервничали.