Иэн Сэмпл - В поисках частицы Бога, или Охота на бозон Хиггса

Эксперименты на “Гаргамели” шли с осени 1972 года до весны 1973-го. То там, то здесь фотографии с детектора демонстрировали треки, похожие на треки от нейтральных токов, предсказанных в электрослабой теории 104 104 На нейтрино не действуют электромагнитные силы, и, поскольку они имеют крошечные массы, сила тяжести на них тоже почти не действует, зато они чувствуют слабые силы, что делает их идеальными объектами для изучения слабых взаимодействий. . Однако большинство ученых в ЦЕРНе все же не были уверены в правильности такой интерпретации. Многие тогда считали, что вероятность появления нейтральных токов столь мала, что их вряд ли когда-нибудь удастся увидеть.

В декабре Франц Йозеф Хасерт, аспирант Ахенского университета (Германия), просматривал снимки, сделанные в ходе эксперимента на Гаргамели”. Вдруг на одной из фотографий он заметил необычный спиральный след, обладающий всеми при знаками нейтрального тока. Хасерт показал снимок своему научному руководителю, а тот — Фейснеру, главе команды “Гаргамель” в Ахене. Фейснер сразу понял: это именно то, чего они все так ждали! Через несколько дней он положил фотографию в портфель и полетел в Англию, показывать ее Дональду Перкинсу, члену команды “Гаргамели” из Оксфордского университета.

В экспериментах на “Гаргамели” физики сделали 1,4 миллиона фотографий треков частиц. И среди этого огромного количества снимков можно было, как посчитали ученые, найти где-то от пяти до тридцати треков, вызванных нейтральными токами. Каждую фотографию следовало детально рассмотреть на световом столе. Это была утомительная, скучная, но необходимая работа. “Легко представить, что это был за кошмар”, — говорил позже Перкинс. К декабрю команда “Гаргамели” просмотрела только 100 000 снимков. Со временем они изучили и оставшиеся 1,3 миллиона. И нашли всего два изображения, похожие на следы нейтральных токов.

В начале следующего года Фейснер написал письмо Лагарригу, описывая полученное изображение: “Эта картинка нас сильно возбудила. На ней был достойнейший кандидат на роль нейтрального тока”. Однако как ни убедителен был снимок, физики в ЦЕРНе знали — им нужно получить еще много подобных фотографий, чтобы твердо знать, они видят те самые нейтральные токи. Но ученые уже почувствовали пьянящий запах близкого открытия...

Они вытащили свои старые пленки и принялись перепроверять изображения, чтобы убедиться, что ничего не пропустили. К делу подключились команды из других европейских стран. Для удобства фотографии сильно увеличивали, и теперь каждый мог их рассмотреть. Стоя вокруг стола, на котором лежала обсуждаемая фотография, физики спорили о происхождении какой-нибудь подозрительной полоски или симпатичного завитка. Это нейтральный ток или нечто другое? Если возникали сомнения, изображение тут же забраковывалось и откладывалось в сторону 105 105 Peter Galison. The discovery of neutral currents. In Weak Neutral Currents, edited by David B. Cline. Westview Press, 1997. .

18 июля 1973 года Лагарриг проходил мимо полки с дневной почтой ЦЕРНа. Там лежало письмо от Карло Руббиа, возглавлявшего команду охотников за нейтральными токами в Национальной ускорительной лаборатории в Чикаго 106 106 Оригинальное описание этого эпизода см. в статьях: Peter Galison. The discovery of neutral currents (см. выше); John Krige. Distrust and discovery: the case of the heavy bosons at Cern. Isis Vol. 92. September 2001. . Руббиа писал, что до него дошли слухи, будто ЦЕРН готов официально объявить об открытии нейтральных токов. Он сообщил, что у его собственной команды около 100 отчетливых изображений нейтральных токов и они готовят статью об этом. Руббиа завершал письмо предложением: обе команды признают открытия друг друга и разделяют лавры первооткрывателей. Лагарриг почувствовал — тут что-то не так. Подумав, он решил, что конкурирующие команды должны объявить о своих открытиях по отдельности, и отказался от предложения Руббиа. Его команда, писал Лагаррик своему американскому коллеге, планирует сделать объявление об открытии в течение ближайших двадцати четырех часов. Поль Мюссе, еще один физик из команды “Гаргамели”, провел семинар в ЦЕРНе, где объявил об открытии нейтральных токов. Четыре дня спустя группа послала свою работу по нейтральным токам в журнал “Physics Letters”. Через две недели Карло Руббиа тоже послал статью своей команды в американский журнал “Physical Review Letters”. Однако на этом гонка отнюдь не завершилась. Редакторы журналов направили обе статьи рецензентам, и в обоих случаях они вернулись к авторам с замечаниями. Вопрос о том, кто получит лавры победителя, повис в воздухе.

В сентябре того же года физики, работавшие в области элементарных частиц, собрались в городке Экс-ан-Прованс на юге Франции на одну из главных конференций в академическом сообществе. Поль Мюссе, решив отправиться туда на машине, выехал из ЦЕРНа и взял направление на юг. Въехав в Экс-ан-Прованс, он увидел двух человек у железнодорожного вокзала, тащивших тяжелые чемоданы и направлявшихся, скорее всего, в гостиницу. Мюссе притормозил. “Вы Салам?” — окликнул он одного из мужчин. Абдус Салам (а это был действительно он, тот самый Салам, разработавший теорию электрослабого взаимодействия независимо от Стивена Вайнберга) ответил утвердительно. “Садитесь в машину, у меня для вас новости, — сказал Мюссе. Мы обнаружили нейтральные токи” 107 107 Selected Papers of Abdus Salam. World Scientific, 1994. .

В том же месяце в “Physics Letters” была опубликована статья команды “Гаргамель по нейтральным токам. Она утвердила приоритет открытия за ЦЕРНом и таким образом прославила его. Однако ликование длилось недолго.

В Национальной ускорительной лаборатории в Чикаго команда Руббиа приостановила публикацию своей статьи. Незадолго до того физики решили отрегулировать детектор, чтобы улучшить его характеристики. Было решено пока задержать выход статьи — вдруг удастся получить лучшие результаты. Однако когда детектор заработал снова, результаты резко ухудшились. Треки, которые раньше выглядели как следы нейтральных токов, исчезли!

К ноябрю американская команда полностью поменяла свою точку зрения на ситуацию с нейтральными токами. Их обновленный детектор не фиксировал токов. Физики быстро подготовили черновик статьи, в которой описали причины отказа от выводов своей первой статьи. Заключение маститых специалистов из Фермилаба и университетов Гарварда, Пенсильвании и Висконсина могло нанести мощный удар по репутации ЦЕРНа и дискредитировать выводы европейских ученых.

Несколько недель спустя Карло Руббиа прибыл в ЦЕРН с письмом для Лагаррига от ученых из Национальной лаборатории. Там были плохие новости. “Мы написали статью, — сообщали американцы, —предназначенную для публикации в “Physical Review Letters”, которая скоро будет послана в редакцию. Копия, конечно, будет направлена вам, но по очевидным причинам мы хотели бы неофициально поделиться нашими результатами до ее публикации”. Лагарриг показал письмо членам своей группы. Когда уже все в ЦЕРНе знали о послании американцев, генеральный директор ЦЕРНа Вилли Йенчке созвал срочное заседание группы “Гаргамели” и устроил перекрестный допрос по поводу надежности их результатов 108 108 Galison (см. выше). . Если команда Руббиа права, ЦЕРН должен был пройти через ужасное унижение. Однако сотрудники “Гаргамели” стояли на своем. Они рассмотрели все процессы, способные привести к появлению подобных треков в детекторе и исключили все, кроме нейтральных токов. Наши результаты правильны, утверждали они, независимо от того, что получилось у американцев.