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

Калоджеро хотелось, чтобы соревнование двух команд заложило бы основы для объективной и открытой критики, к чему, как он понял, его коллеги большой склонности отнюдь не испытывают. Такой вывод он сделал, запросив экспертные оценки безопасности Брукхейвенского коллайдера. Ответы коллег он охарактеризовал следующим образом: “Многие, а в действительности большинство из них, как мне кажется, больше озабочены реакцией СМИ на то, что они или кто-то еще скажет или напишет о безопасности, чем полной научной объективностью приведенных фактов. Их молчаливое согласие с официальной линией руководства граничит с соучастием”.

Ричард Познер — уважаемый американский судья — в своей книге 2004 года “Катастрофа: риск и ответственность” описал недостатки в оценке риска работы ускорителя RHIC. Он поднял вопрос о беспристрастности ученых, призванных судить о безопасности экспериментов, и спрашивал, какую выгоду общество вправе ожидать, допустив определенный уровень риска. Познер призывает адвокатов повысить свою научную грамотность, хотя и предупреждает, что вряд ли многие из них досконально разберутся в квантовой теории и элементарных частицах, а также в сложностях оценки рисков. Познер считает, что решение таких вопросов должно быть отдано в руки членов постоянного “Совета по оценке рисков возникновения катастрофы”, а тот бы давал красный свет проектам, влекущим “неприемлемый для выживания человечества риск”.

Какие уроки мы должны извлечь из этого? История показывает, что всегда находятся некоторые неизвестные сущности, прячущиеся в теориях ученых и грозящие концом света, а шансы случайного возникновения катастрофы почти наверняка точно никто не может оценить. В далеком прошлом эксперимент, в котором пошло что-то не так, влиял только на тех, кто участвовал в нем или находился поблизости, но это давно уже не так. Опасность, исходящая от странглетов и магнитных монополей, уже исключена из рассмотрения, но из физических теорий могут выглянуть и другие опасности. Как обществу решить, стоит ли позволить ученым провести эксперимент, имеющий минимальный риск возникновения общей катастрофы, или нет? Один из аргументов тех, кто хочет запретить коллайдеры, состоит в том, что, поскольку ускорители приносят прямую выгоду только чистой науке, мы и так слишком многое разрешили. Но это близорукий взгляд на вещи. Эксперименты в области физики высоких энергий уже дали человечеству самые разные технологии, и среди них — абсолютно революционные, такие как Всемирная паутина и лечение рака с помощью облучения ионными пучками. Когда ученые добиваются заметного прогресса в чистой науке, за этим часто следуют технологические прорывы. И в этой ситуации лучшее, на что можно надеяться, — это по-настоящему публичная дискуссия, в которой открыто обсуждаются реальные проблемы. Без этого у общества нет никаких шансов принимать обоснованные решения, и по мере развития науки такой подход становится все более актуальным.

Когда Эмиль Конопинский и Эдвард Теллер стали вычислять, может ли атомный взрыв запустить быстро распространяющуюся реакцию синтеза в атмосфере, у них было достаточно знаний о свойствах атомов воздуха, чтобы быть уверенными в полной безопасности. Их выводы утешали. Тогда их расчеты ознаменовали исторический момент: ученые впервые серьезно отнеслись к тому, что в их власти уничтожить все живое. Марбургер вспомнил этот эпизод, когда публикации в “Scientific American” вызвали всплеск волнений по поводу шансов наступления Судного дня при включении коллайдеров. “У всех на уме была аналогия с испытанием “Троицы”, первой атомной бомбы в мире, — сказал он мне. — Я хотел, чтобы Фрэнк Вильчек имел это в виду, когда писал свою статью”. Испытание “Троицы” 16 июля 1945 года в Нью-Мексико было первой демонстрацией силы ядерного оружия.

Сценарии конца света, которые рассматривали ученые в Брукхейвенской лаборатории и ЦЕРНе, могут показаться нелепыми. Представьте себе: вместо построения коллайдера, что сопряжено с некоторым трудно оцениваемым риском уничтожения мира, некий злокозненный властитель заставляет ученых построить машину для уничтожения планеты. Сначала у них возникнут споры о том, как это сделать. В конце концов последний вариант машины потребует пересмотра бюджета. И даже если она будет построена, прежде чем заработает как нужно, потребуется доработка ее конструкции. Уничтожение планеты — далеко не тривиальное дело.

Во время разговора с Фрэнком Вильчеком о сценариях конца света я подумал, не слишком ли много высокомерия в ученых, если они считают себя способными уничтожить планету, пусть даже и случайно. Его ответ был отрезвляющим: “Классическая физика была по-своему замечательна, но она не была “фантастической” в том смысле, в котором фантастична современная физика. В квантовом мире все иначе, чем в обычном. Есть огромное количество энергии, запертое в субатомных структурах вещества, и никто, опираясь на повседневный опыт, и близко не может этого представить. Назовите это высокомерием, но вполне вероятно, что, поняв все еще глубже, мы сумеем делать нечто, похожее на волшебство. На каждом этапе, по мере того как открываются и осмысляются новые явления, мы должны учитывать все возможные последствия. И тут, я думаю, нет никаких пределов, может случиться все, что угодно. Вот почему мы должны быть осторожны и ответственны”.

Суета по поводу сценариев конца света в 1999 году спровоцировала серьезные дебаты относительно роли науки, характера управления рисками и ответственности ученых перед обществом. Но уже ничто не могло отвлечь и остановить физиков в их стремлении к истине. В Фермилабе близились к завершению работы по серьезному обновлению “Теватрона”, затеянного для улучшения его технических характеристик. После переделки машина должна была приступить к своей первой серьезной охоте на бозоны Хиггса. А в ЦЕРНе коллайдеру LEP оставался всего лишь год работы до закрытия, после чего “Теватрон” становился лидером в гонке за неуловимой частицей.

В тот самый год, когда человечество получило представление о том, каким может быть конец света, ЦЕРН решил рискнуть. К 1999 году коллайдер LEP уже проработал десять лет. Кончились все отведенные ему сроки. Оставался лишь год до окончательного закрытия ускорителя, и руководители ЦЕРНа разрешили гонять машину в самом форсированном режиме, на который она только способна. У всех перед глазами маячила одна цель — поймать бозон Хиггса, пока не выключили рубильник.

Коллайдер уже один раз переделывали для работы на энергиях вдвое больших, чем та, на которую он был рассчитан, но и в усовершенствованном ускорителе ни в одном столкновении не обнаружилось ничего похожего на частицу Хиггса. Теперь все, что можно было сделать, — это выжимать максимум энергии из дряхлеющей машины и ждать. Если удача все-таки улыбнется ученым, то они увидят неуловимый бозон, полагали руководители ЦЕРНа.