Пути в незнаемое. Сборник двадцатый - Юрий Алексеев

Когда вы садитесь за терминал, положено прежде всего прочитать новости: есть новости всего центра, а есть и чисто внутренние — аргусовские. Так распространяются графики дежурств, программы семинаров, сведения об изменениях в программах и т. п. Конечно, чтение новостей дело нужное, но часто на него не хватает времени, поэтому я первое время пролистывал на экране строки новостей, не вчитываясь в них. И поплатился за эту свою небрежность.

Усевшись однажды за терминал, пропустив новости, я стал запускать какие-то срочные программы одну за другой. Вдруг на экране появилась грозная надпись в обрамлении вереницы восклицательных знаков: «Ваши программы вывели из строя вычислительный центр!!! Штраф 100 000 марок!!!» Дрожащими пальцами я отключился и на несколько минут затих в своем кресле. Потом, оглядевшись по сторонам, я обратил внимание на то, что вроде бы соседи мои продолжают работать за своими терминалами как ни в чем не бывало. Значит, центр и ЭВМ еще целы? Я попробовал опять запустить программы. То же самое: невероятное количество марок. Что делать? На мое счастье, сосед обратил внимание на экран моего терминала — его привлекло обилие восклицательных знаков. Расхохотавшись, он объяснил мне, что это все шутки Маттисена — физика из Дортмунда, ответственного за составление графика дежурств. Поскольку новости никто не читал вовремя, он устроил нехитрый розыгрыш: в новостях вместе с графиком дежурств было объяснено, что он посылает всем на экраны угрожающую надпись, и показано, как ее погасить. Впредь я решил аккуратнейшим образом читать новости, — что ни говорите, а 100 000 марок — это не шутка.

В ПОИСКАХ «ДЗИТЫ»

Итак, в августе АРГУС стал искать «дзиту». Одновременно шел сеанс набора информации на ускорителе и велись работы на ЭВМ. Конечно, заниматься интересной физикой интересней, чем крутить гайки, паять, дежурить на установке, но первая часть просто невозможна без второй, и поэтому приходилось одновременно работать на два фронта, урывая время для терминала уже после полуночи. Так работали не только мы, но и многие в АРГУСе, да и не только в АРГУСе. Очень уж заманчивые перспективы могли открываться за «дзитой».

Похоже, физика элементарных частиц поднялась на определенную вершину: пройдет немалый этап, мы умеем более или менее удовлетворительно отвечать на вопрос «как устроен мир частиц», построены теории электрослабого и сильного взаимодействий. С. И. Вавилов писал: «Когда наука достигнет какой-либо вершины, с нее открывается обширная перспектива дальнейшего пути к новым вершинам, открываются новые дороги, по которым наука пойдет дальше».

Встает вопрос: почему мир устроен именно так? «Дзита» могла быть первой удачей на этом пути.

Вот слова Эйнштейна о научном поиске. «Годы мучительных, изматывающих поисков во мраке, с их напряженным страстным ожиданием, с переходами от уверенности в себе к изнеможению, и, наконец, затем выход к свету — только тот, кто это пережил, может это понять, — писал Эйнштейн. — Там лежит этот огромный мир, существующий независимо от нас, людей, и стоящий перед нами великой вечной загадкой». И дальше: «Самое непонятное в этом мире — то, что его можно понять… Все эти попытки основываются на уверенности, что бытие обладает совершенно гармоничной структурой. И ныне у нас меньше, чем когда-либо, оснований позволить себе отойти от веры в это замечательное обстоятельство».

«Дзиту» встретили с восторгом. Греческое начертание этой буквы заполнило все объявления о научных семинарах, оно появлялось на страницах и гамбургских газет и научно-популярных журналов. «Открытие века!», «ДЕЗИ открывает дверь в новый мир!», «Где место дзиты?» — такими броскими заголовками откликнулась печать на открытие «Хрустального шара». Больше всего и теоретикам, и экспериментаторам хотелось, чтобы это была хиггсовская частица. Так, по фамилии физика, их предложившего, Питера Хиггса из Эдинбурга, называют очень важный класс частиц, необходимых для современной теории взаимодействия частиц. К сожалению, они до сих пор не найдены, а с их помощью решается одна из основных проблем физики микромира: им обязаны массой все элементарные частицы.

Как возникает масса у частиц, понять непросто; честно говоря, ученые и сами до конца не уверены в том, что все понимают правильно в этом вопросе. Даже при полном отсутствии вещества в вакууме всегда существуют квантовые флуктуации различных полей, своеобразное мерцание, рождение и гибель.

Представьте себе волнующееся море, и где-то далеко среди волн то появляется, то исчезает фигурка одинокого пловца — так можно вообразить рождение частиц из «ничего» на очень короткое время. Никакие законы сохранения не нарушаются: есть в квантовой механике соотношение неопределенностей, позволяющее на кратчайшее время энергии флуктуировать. Такие очень короткие живущие частицы, рождающиеся из флуктуации энергии, носят особое название — «виртуальные», от латинского «virtualis» — условный, могущий проявиться.

Мгновенное рождение и уничтожение виртуальных частиц — не только игра ума теоретиков, но и реальный факт, надежно зарегистрированный во многих опытах.

Так вот, упомянутые выше хиггсовские частицы обладают удивительным свойством, виртуальное рождение их как бы шубой окутывает каждую элементарную частицу. Так у всех частиц возникает масса.

Пока не найдены хиггсы, как их фамильярно называют физики, все стройное здание современной теории электрослабого взаимодействия частиц как бы повисает в воздухе, потому что эксперимент пока не обнаружил одного из фундаментальных камней этого здания.

Хиггсы — ключ к двери, за которой спрятан ответ, почему частицы устроены именно так.

К сожалению, о том, какие они, известно очень мало. У недавно найденных промежуточных бозонов была известна масса с процентной точностью и много других характеристик, а с хиггсами дело гораздо хуже. Неясно даже, сколько их: может быть, два, может, четыре, а может быть, еще больше.

Известно, что чем тяжелее кварки и лептоны, тем сильнее взаимодействуют с ними хиггсы. Массу для них теория не предсказывает, есть лишь соображения, что очень легкими они быть не могут, вероятнее всего — раз в десять тяжелее протона.

Понятно, что искать «неизвестно что» гораздо труднее, чем «известно что», но уж очень нужны хиггсы, поэтому ищут их всюду и каждую новую неожиданность в первую очередь примеряют на гипотезу Хиггса.

Так было и с «дзитой»: прежде всего решили, что найден долгожданный хиггс. Потом, приглядевшись повнимательнее, некоторые скептики стали сомневаться. Хиггс должен взаимодействовать с одинаковыми кварками с одной и той же силой — ведь он одевает их в одинаковые «шубы», а «дзита» появлялась в распадах одного из ипсилонов и никак не проявляла себя в распадах другого.

Ситуация была многообещающей, но неясной; независимо от того, хиггс это или нет, новая частица представляла несомненный интерес, и надо было тщательно ее исследовать. А перед тем как исследовать, подтвердить само существование, то есть найти на других экспериментальных установках. Этим-то и занялся АРГУС, имея в своем распоряжении могучий детектор и все богатство коллективного программистского разума.

Как и наметили на семинаре, искали сразу по нескольким направлениям. С таким же азартом, как геологи ищут руду, старатели — золото, охотники гонятся за ускользающим зверем. Мы просеивали через сито различных отборов всю информацию, записанную на лентах ЭВМ, а это ни много ни мало — миллионы событий. То там, то тут возникали слухи: «В дортмундской группе видят пик», «Непонятный горб в материалах канадцев», да и мы сами с Владимиром Михайловичем не раз наблюдали в тех данных, над которыми корпели, призрак «дзиты». Но проверки и перепроверки беспощадно уничтожали все эти мнимые находки, оказывающиеся миражами.

«Дзиту» искали так. Если б она жила по меркам микромира долго, то должна была оставить след в дрейфовой камере АРГУСа. А уж его бы мы не проглядели. Но следа не было. Значит, «дзита» за миллиардно миллиардные доли секунды распадается. На что? Мы ничего не знали о том, что представляет из себя «дзита», поэтому приходилось искать ее распады на все, что угодно.

Главное — точно определить энергии родившихся частиц. Если в сумме они дадут в точности массу «дзиты» — значит, родились при ее распаде. Если же нет — значит, возникли в каких-то других событиях.

Мы с Владимиром Михайловичем тщательнейшим образом исследовали пары мю-мезонов, на которые могла распадаться «дзита». Никаких следов частицы с массой 8,3 ГэВа не было.

Прошел сентябрь, подходил к концу октябрь. Фонтан теоретических работ, приписывающих «дзите» все новые и новые, порой совсем уж фантастические свойства и объяснения, не только не сникал, а усиливался. Участники сотрудничества «Хрустальный шар» ходили с радостными лицами именинников и намекали на то, что у них есть еще немало интересных результатов.