Нобелевская премия: выход за границы физики

Пожалуй, впервые за последние несколько лет учёный мир согласился: да, на сей раз Нобелевская премия – в данном случае по физике – присуждена за фундаментальное открытие высшего класса. Пресловутый "бозон Хиггса", нобелевским лауреатом Леоном Ледерманом названный когда-то "проклятой частицей", и лишь произволом редактора его книги превращённый в "частицу Бога", действительно вносит недостающую деталь в картину мира. Как точно отметил директор Института ядерной физики /ИЯИ/ РАН академик Виктор Матвеев, "само существование частицы Хиггса стало доказательством, что мы верно понимаем мир, который существует".

Некоторый элемент ревности и недовольства внесли лишь американцы (отметим в скобках – представители страны, учёных которой среди лауреатов "нобелевки" больше всех). "Нобелевскому комитету следует пересмотреть правила присуждения премии, - заявили Карл Хаген и Геральд Гуральник. - Это несправедливая картина. Нарушена симметрия. Наши исследования дополняют друг друга. Но это было проигнорировано европейцами, которые предпочли своих собственных кандидатов".

Между тем, всё как раз справедливо и симметрично. Первой в августе 1964 года появилась статья бельгийских физиков Франсуа Энглера и Роберта Браута, в которой они указали на спонтанные нарушения симметрии во взаимодействии частиц, когда некоторые так называемые калибровочные бозоны становятся массивными. В октябре того же года Питер Хиггс в своей публикации сделал ответственным за механизм появления масс неизвестную частицу, которая позже была названа его именем. А Хаген и Гуральник, а также британец Том Киббл обнародовали собственную работу по той же теме лишь ещё месяц спустя. И хотя она в научном мире также признаётся в качестве отдельного вклада в поиски бозона Хиггса, слово "опоздал" в данном случае имеет дополнение "навсегда".

Согласно положению, Нобелевская премия не вручается посмертно и не вручается более чем трём учёным одновременно. Браут, Энглер и Хиггс опубликовались раньше. Браут умер. Всё по правилам.

Проблема скорее в другом. Премию принято присуждать больше за экспериментальные, а не за теоретические работы. Не то чтобы это было прописано жёстко – сам Альфред Нобель завещал вручать премию "тому, кто сделает наиболее важное открытие или изобретение", - но так принято. А экспериментально "проклятую частицу Бога" открыли всё-таки на Большом адронном коллайдере /БАК/ в Европейском центре ядерных исследований /ЦЕРН/. И, в общем, истинные открыватели бозона Хиггса оказались обойдёнными наградою. "Конечно, трудный выбор был у Нобелевского комитета, - прокомментировал академик Матвеев. - Ведь к открытию причастны как теоретики, которые предсказали существование этой частицы, так и физики-экспериментаторы, которые приложили большие усилия, чтобы до неё добраться. Для этого потребовалось создать такую сложную машину, как адронный коллайдер, а он, в свою очередь, стал плодом широкого международного сотрудничества".

Впрочем, и это "умаление экспериментаторов" в этот раз произошло по правилам: Нобелевская премия не вручается коллективам, а только отдельным лицам.

Что такое частица Хиггса, разъяснялось уже не раз. Но экспериментальное подтверждение её существования означает что-то вроде заполнения последней клеточки в таблице Менделеева.

Только в данном случае речь идёт о "таблице" элементарных частиц, из которых состоит вся материя. Описывается это в так называемой Стандартной модели – теории, которая, по словам академика Матвеева, "качественно и количественно объясняет эволюцию ранней Вселенной, преобразование её структуры, образование звёздных тел и в конце концов - всего того мира, который мы видим вокруг себя".

Иными словами, подчеркнул учёный, который известен в мире работами в области структуры ядерной материи, построения теории квантовых систем и который, кстати, одним из первых разработал теорию адронов, экспериментально доказана верность картины мира, которая до сих пор была, по совести, теоретической моделью.

В этом главное – доказано, что мы правильно понимаем устройство мира.

Но примечательно, что это говорит человек, который сделал очень много для того, чтобы эту самую Стандартную модель… разрушить!

Не один, конечно, в составе международной коллаборации Т2К /Tokai-to-Kamioka/ , в которую входят более 500 учёных из 12 стран.

Россия представлена в ней группой физиков из Института ядерных исследований РАН, которая разработала и создала детектор мюонов высоких энергий - составную часть ближнего нейтринного детектора.

А нужен он для того, чтобы изучать взаимопревращения нейтрино или, на научном языке, их осцилляции. Нейтрино - это электрически нейтральные элементарные частицы. Из- за слабого взаимодействия с другими частицами вещество для них почти совершенно прозрачно, и необходимы большие чувствительные детекторы для их регистрации, рассказывают исследователи.

И что же? Осцилляции нейтрино действительно были открыты! 15 июня 2011 года было объявлено о наблюдении 6 переходов одних частиц в другие. Таким образом, открытие осцилляций явилось прямым экспериментальным доказательством существования новой физики за пределами Стандартной модели! "Как показали эти исследования, нейтрино обладают странным свойством, - рассказал директор ИЯИ РАН. - Оно заключается в том, что три вида этих частиц переходят друг в друга в процессе распространения в пространстве. Но такое возможно только в том случае, если эти частицы обладают отличной от нуля массой. А это противоречит Стандартной модели элементарных частиц и не укладывающихся в рамки современной теории. Иными словами, обнаружено однозначное проявление новых физических явлений".

Впрочем, академик Матвеев подчёркивает, что эти открытия "не опровергают, а лишь расширяют" Стандартную модель. Они означают, что и после заполнения в ней последней, казалось бы, клеточки мы обнаруживаем новые незакрытые позиции. А ведь где-то там кроется ещё неуловимый гравитон, гипотетическая частица, "отвечающая" за силу тяжести. А то ведь странно: сила есть, поле гравитационное есть – а частицы нет.

И в этой связи напрашивается вывод, который афористично сформулировал академик Матвеев. Даже, казалось бы, далёкий от повседневной жизни результат исследований нейтринных превращений, на самом деле, будет играть значительную роль в развитии новых технологий, отметил он. "В первую очередь, это производство и первое применение в большом количестве лавинных микропиксельных фотодиодов, приоритет в разработке которых принадлежит российским учёным, а также разработка и изготовление детекторов ионизирующих излучений нового типа", - заявил академик.

Но главное, можно ещё раз убедиться: все вложения в фундаментальную физику приносят пользу. "Вроде бы исследователи удовлетворяют своё любопытство, но на деле рано или поздно приходят к тому, что полезно обществу, потому как на этом пути открывается столько тайн, рождается столько технологий, возникает столько новых методик получения полезных вещей, что качественно меняется образ жизни человека на Земле, - заметил Матвеев. - Так что вложения в фундаментальную физику окупаются многократно!"