Лоуренс Краусс - Почему мы существуем? Величайшая из когда-либо рассказанных историй

Будто вдогонку этой замечательной случайности двадцать лет спустя Хиггс встретился с Намбу на какой-то конференции и узнал, что именно Намбу рецензировал обе статьи. Что может быть уместнее – человек, первым применивший нарушение симметрии и сверхпроводимость в физике элементарных частиц, рецензирует работы тех, кто хотел бы продемонстрировать, насколько дальновидна его идея. И, подобно Намбу, все авторы этих статей были сосредоточены на сильном взаимодействии и на возможности разобраться наконец, как протоны, нейтроны и мезоны могут обладать большими массами.

Дополнительно подтверждая, что время для этого открытия назрело, примерно через месяц еще одна группа ученых – Герард Гуральник, Ричард Хаген и Том Киббл – опубликовала статью, содержавшую многие из этих идей.

Вам, может быть, непонятно, почему мы называем известную частицу бозоном Хиггса, а не бозоном Хиггса – Браута – Энглера – Гуральника – Хагена – Киббла. Помимо очевидного ответа, что такое название трудно произнести, не сломав язык, можно отметить, что единственной из всех статей, где явно предсказывалось существование сопутствующего массивного скалярного бозона в массивных калибровочных теориях со спонтанным нарушением симметрии, была статья Хиггса. И что самое забавное, Хиггс включил в нее это дополнительное замечание только потому, что первоначальная версия статьи, не содержавшая такого замечания, была отвергнута редакцией!

Наконец завершающий поэтический штрих. Через пару лет после публикации первой статьи Хиггс написал более длинную работу, и его пригласили (в 1966 г.) выступить в нескольких местах в США, где он проводил академический отпуск. После выступления Хиггса в Гарварде, где на тот момент профессорствовал Шелдон Глэшоу, последний, говорят, похвалил Хиггса за придуманную им «прекрасную модель» и перешел к следующему вопросу. Он был настолько сосредоточен на сильном взаимодействии, что даже не понял, что гипотеза Хиггса может стать ключом к разрешению тех проблем теории слабого взаимодействия, о которых он сам говорил пятью годами ранее.

Все шесть авторов статей, описывающих так называемый механизм Хиггса (хотя после недавней Нобелевской премии, которую Хиггс разделил с Энглером, некоторые называют его БЭХ-механизмом в честь Браута, Энглера и Хиггса), предполагали и надеялись, что их труд поможет физикам понять сильное взаимодействие в ядрах атомов. В их статьях любое обсуждение возможной экспериментальной проверки гипотезы относилось к сильному взаимодействию, и в частности к предположению Сакураи о том, что это взаимодействие переносят тяжелые векторные мезоны. Все они надеялись, что вот-вот появится теория сильного взаимодействия, которая объяснит массы ядер и близкодействующие ядерные силы.

Мне представляется, что, помимо общей для тогдашней ядерной физики увлеченности сильным ядерным взаимодействием, физики пытались применить свои идеи к этой теории еще и по другой причине. С учетом радиуса и силы этого взаимодействия получалось, что массы новых янг-миллсовских частиц, необходимых для переноса сильного взаимодействия, должны быть сравнимы с массами самих протонов и нейтронов, а также других новых частиц, которые то и дело открывали на ускорителях. Поскольку экспериментальное подтверждение – высшая честь, которой может удостоиться теоретик, естественно было сосредоточиться на физике достижимых энергетических масштабов, где новые идеи – и новые частицы – можно было быстро проверить и исследовать на существующих установках и относительно быстро добиться славы, если не денег. Напротив, как ранее показал Швингер, любая теория про новые частицы, связанные со слабым взаимодействием, потребовала бы для них масс, на несколько порядков превосходящих доступные в то время в ускорителях. Очевидно, разрешения этой проблемы следовало ждать позже – по крайней мере, так считало большинство физиков.

Одним из ученых, увлеченных физикой сильного взаимодействия, был молодой теоретик Стивен Вайнберг. И в этом тоже есть поэзия. Вайнберг вырос в Нью-Йорке и учился в естественно-научной средней школе Бронкса, которую и окончил в 1950 г. Его одноклассником был Шелдон Глэшоу, и после окончания они вдвоем отправились в Корнеллский университет, где в течение первого семестра делили комнату в общежитии, пока их дороги не разошлись. Когда Глэшоу уехал в магистратуру в Гарвард, Вайнберг отправился в Копенгаген, где Глэшоу будет работать позже, уже после получения докторской степени, свою же диссертацию Вайнберг защитит в Принстоне. Оба они в начале 1960-х гг. были на факультете в Беркли и уехали оттуда в одном и том же 1966 г. в Гарвард; там Глэшоу занял пост профессора, а Вайнберг – временную позицию на период отпуска в Беркли. Затем, в 1967 г., Вайнберг перебрался в Массачусетский технологический институт, но в 1973 г. вернулся в Гарвард и принял кафедру и кабинет, которые к тому моменту освободил Джулиан Швингер, бывший научный руководитель Глэшоу. (Заняв кабинет, Вайнберг нашел в шкафу пару туфель, оставленных Швингером, – откровенный вызов молодому ученому и предложение стать ему достойным преемником [12] Намек на английскую идиому to be in my shoes , означающую «быть в моей шкуре», «быть на моем месте». – Прим. ред. . И Вайнбергу это удалось.) Когда Вайнберг в 1982 г. покинул Гарвард, кафедра и кабинет перешли к Глэшоу, но никаких туфель в шкафу после Вайнберга не осталось.

Жизни этих исследователей переплелись, возможно теснее, чем у какой бы то ни было другой пары ученых нового времени; тем не менее они образуют интересный контраст. У Глэшоу блестящие способности сочетаются с почти детским энтузиазмом по отношению к науке. Его сильные стороны – творческое начало и глубокое понимание экспериментального ландшафта, но в меньшей мере способность к точным и подробным расчетам. Вайнберга, напротив, можно, наверное, назвать самым серьезным и педантичным (в вопросах физики) среди всех физиков, кого мне довелось знать. Обладая чудесным ироничным чувством юмора, он никогда не подходит ни к одному к физическому проекту легкомысленно, без намерения овладеть соответствующей областью физики. Его учебники по физике – настоящие шедевры, а популярные книги доходчивы и полны мудрости. Любитель и знаток древней истории, Вайнберг умеет донести до читателя историческую перспективу не только того, что он делает, но и физических исследований в целом.