Терри Пратчетт - Наука Плоского мира. Книга 4. День Страшного Суда
Это вновь возвращает нас к Большому адронному коллайдеру и драматическому открытию бозона Хиггса – долгожданной элементарной частицы, долженствующей объяснить наличие массы у остальных шестнадцати частиц в Стандартной модели. То, что раньше являлось эксцентричным домыслом, стало господствующей установкой, а Стандартная модель сделала гигантский скачок в сторону признания её законом природы. Впрочем, пока ещё об этом говорить рановато, поскольку нынешний уровень знаний оставляет шанс альтернативным объяснениям.
В конце 2011 года, будучи завзятым оптимистом, вы могли разглядеть бозон Хиггса в ничтожном, статистически иррелевантном пичке на графике, который соответствовал энергии около 125 ГэВ (миллиардов электронвольт). К середине 2012 года этот пичок достиг значения 5 σ, означающего, что вероятность случайности его наблюдения меньше чем один к двум миллионам. 4 июля 2012 года ЦЕРН (европейская лаборатория, руководящая БАКом) официально объявил о существовании бозона Хиггса.
Ну, если точнее, некоего бозона Хиггса. Хиггсоподобного бозона. В общем, чего-то в этом роде. (Теория суперсимметрии, чрезвычайно популярная среди физиков-теоретиков, предполагает наличие по крайней мере пяти бозонов Хиггса. Может быть, был обнаружен первый из них.) Под результаты наблюдений вроде бы подпадает конкретный бозон Хиггса, определённая теоретическая конструкция, но некоторые ключевые особенности найденной частицы до сих пор не измерены. Никто не может дать гарантии, что они совпадут с теоретическими расчётами, пока не будет собрано достаточно данных. Одно хорошо: теперь физики хотя бы знают, где искать.
Журналисты настойчиво и безо всяких на то оснований, кроме стремления к сенсационным заголовкам, именовали частицу Хиггса «частицей бога». Название было взято из книги нобелевского лауреата по физике Леона Ледермана «Частица бога: если Вселенная – это ответ, то каков был вопрос?» Между прочим, сам Ледерман хотел назвать частицу Хиггса «проклятой богом» из-за всех тех проблем, которые она создала. Однако издатель решил иначе.
Это опасная практика. Из-за неё некоторые религиозные люди, преследуя собственные цели, утверждают, что между бозоном Хиггса и идеей бога есть какая-то связь. Точно так же они полагали, что Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени» использовал выражение «божественный разум» в буквальном теологическом смысле, а не в качестве метафоры. По мнению журнал New Scientist, именно словосочетание «частица бога» вдохновило некоторых обнадёженных миссионеров, обивающих пороги редакции, на утверждение, что учёные наконец уверовали в высшие силы. Фраза «Они отыскали Его в Большом адронном коллайдере» служит замечательной иллюстрацией.
Печальный промах с калейдоскопом меркнет в сравнении с утверждением, что учёные поверили в бога, раз наблюдали частицу Хиггса. Это всё равно что приводить в пример фотон как доказательство духовного просветления.
Будучи математиком, Йен скорее предпочитает стандартно-модельный «торт с вишенкой» из бозона Хиггса, впрочем, как человек он бы хотел, чтобы никакого заранее предсказанного Хиггсом бозона не нашли: так было бы гораздо интересней. А вот биолога Джека одолевают дурные предчувствия. Он крайне обеспокоен тем, что доказательства существования всех фундаментальных частиц основаны только на интерпретациях данных, а также способах их получения. Наблюдать новую частицу нелегко: нельзя просто посмотреть на неё и увидеть, как бывало в добрые старые времена. Частицу Хиггса, в частности, можно заметить лишь по окружению. Наблюдать её непосредственно вообще невозможно – она существует слишком малое время, распадаясь на целый ливень других частиц. Таким образом, вы должны искать этот «ливень», гипотетически произведённый бозоном Хиггса, и на его основании делать заключение о существовании последнего.
Давайте воспользуемся аналогией. Представьте неких пианологов, существ с прекрасным слухом, но не способных ни увидеть, ни потрогать само пианино. Как им узнать, из чего сделан музыкальный инструмент?
Позволим им кидать в пианино разные предметы. Меткий бросок камешком время от времени произведёт звук на определённой ноте. Мы знаем, что будет происходить, потому что камень угодил в клавишу, пианологи же лишь услышат ноту. Собирая данные, они постепенно получат гамму, обладающую чёткой математической структурой, и сделают напрашивающийся вывод: пианино состоит из «пианонов» различной частоты. В ходе экспериментов с большей энергией бросков будет открыт новый «пианон» – хлопион. (Мы-то знаем, что это хлопнула крышка пианино.) Картина сильно усложнится. Вскоре в списке появится гамманион, затем мюанион, а там, глядишь, и таунион.
Вместо того чтобы сделать всё более понятным, новые высокоэнергетические данные будут лишь мутить воду. Как же нашим пианологам решить кучу возникших теоретических вопросов? Идея! Надо попросить огромный правительственный грант для получения возможности куда более высокоэнергетических бросков. Это потребует сооружения сорокаэтажного Большущего Аккордного Коллапсера (БАК), чтобы в освящённой временем манере заезжих рок-звёзд спихнуть злосчастный инструмент с крыши. Результаты будут впечатлять, но их окажется чертовски сложно интерпретировать. И вот путём тщательного анализа полученные звуки разложены на какофонию из сотен различных гамманионов, десятка-другого хлопионов, после чего осталась даже ещё парочка. Этот остаток, полученный путем вычитания из общей звуковой неразберехи всех известных компонентов, и есть долгожданное доказательство существования Большого Разрыва. Журналисты будут упорно именовать новый пианон Бум-пианоном, исходя из звука, который издало несчастное пианино, столкнувшись с гипотетическим полем… А точнее, это была автостоянка.
В общем, было доказано: пианино обладает массой.
Поскольку эксперимент, подтверждающий существование нового пианона, чрезвычайно сложен и крайне ненадёжен, придётся расколотить несколько миллиардов пианино, прежде чем результаты станут статистически значимыми. Зато, наконец, всё подсчитано и опубликовано об эпохальном открытии месяцы спустя после того, как сведения о первом эксперименте попали в заголовки газет.
Важный вопрос, на который авторы этой книги склонны отвечать немного по-разному, заключается вот в чём: не могут ли физики частиц ошибаться и неправильно интерпретировать природу материи, точно так же как наши гипотетические «пианологи» решительно не способные понять, что же такое пианино? Колотя что-либо с целью узнать, что из этого выйдет, мы можем разбить это на составные части, но также спровоцировать новые модели поведения, которые невозможно будет рассматривать в качестве компонентов. Действительно ли физика частиц выясняет, из чего состоит материя, или она просто заставляет материю вести себя странным образом?
