Первый научный сюрприз суперколлайдера

Такую гигантскую физическую установку, как Большой адронный коллайдер, надо уже и чем-то оправдывать. Желательно – сенсационными научными результатами.
Фото с сайта www.cdsweb.cern.chf

На Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе (Женева, Швейцария) сделано первое неожиданное открытие. Человеку, не слишком близко связанному с физикой элементарных частиц, это открытие мало что даст в смысле понимания окружающего нас мира, а сами физики недоуменно разводят руками – эффект, который они сумели обнаружить при столкновении встречных пучков тяжелых протонов, никем предсказан не был, да и вообще непонятно, что бы там такое могло происходить, чтобы вызывать этот эффект.

Ключевое же слово в этом открытии – «первое». LHC гоняет по 27-километровому кругу протоны с ноября 2009 года, постоянно увеличивая энергию столкновений. Прошлые неприятности суперколлайдера не позволяют ученым разогнать пучки до энергий, при которых можно будет увидеть новые частицы, в том числе и неуловимый бозон Хиггса – частицу, ради которой, собственно, суперколлайдер и затевался. По некоторым теоретическим представлениям, именно бозон Хиггса наделяет все частицы материи массой, то есть ответственен за гравитационное взаимодействие.

Тем не менее уже сейчас энергия ускорителя доведена до 3,5 тераэлектронвольта на пучок, что более чем в три раза больше энергии, достигнутой ранее на других ускорителях. Так что это уже не тестовый режим и можно увидеть что-то новое. И вот это новое появилось. РИА Новости приводит слова профессора Владимира Гаврилова, руководителя группы российских физиков из Института теоретической и экспериментальной физики, работающих на детекторе CMS, где и было сделано открытие: «Это неожиданное для нас явление, которое впервые обнаружено на коллайдере, и теперь мы будем ждать его интерпретации от теоретиков. Не исключено, что мы действительно дошли до того места, откуда «видны» новые явления, которые не так просто понять, и с ростом энергии они будут проявляться все чаще и чаще».

Суть эффекта сводится к тому, что если при столкновении рождается более сотни адронов (класс элементарных частиц, куда входят протоны, нейтроны, мезоны и т.д.), то при этом обнаруживаются пары частиц, движения которых скоррелированы, то есть связаны друг с другом.

Эти пары, под большим углом удаляясь друг от друга почти со скоростью света, летят так, что если на них посмотреть с торца цилиндрического детектора, где они улавливаются, то покажется, что они летят почти рядом друг с другом, разлетаясь под очень маленьким, не меняющимся углом.

Такого от адронов не ожидали. Пару лет назад, на другом ускорителе, подобный эффект был обнаружен при столкновениях ядер, ему быстро было найдено объяснение, но там совсем другая физика, которая к столкновениям элементарных частиц отношения не имеет. Довольно быстро физиками было предложено несколько объяснений обнаруженному сейчас эффекту, причем одно пришло из подмосковного Протвино, где расположен Институт физики высоких энергий. Но все эти объяснения пока носят качественный характер, и, для того чтобы они стали хотя бы приемлемыми гипотезами, их надо для начала тщательно обсчитать.

Подобные корреляции могут возникать в момент одновременного рождения частиц (скажем, в результате распада какой-то другой частицы) или быть «благоприобретенными», когда две независимо рожденные частицы впоследствии вступают между собой во взаимодействие. Эти корреляции могут очень много сказать исследователям о природе мира элементарных частиц, где еще очень много тумана, и в конечном счете дать информацию об истинной природе нашего мира и о том, правильно ли мы понимаем эту природу.

Академик Борис Иоффе из Института теоретической и экспериментальной физики в разговоре с корреспондентом «НГ» особого энтузиазма по поводу этого открытия не проявил. «Очень странный эффект, – подчеркнул он. – Частицы летят пусть в разных направлениях, но в одну сторону, а, значит, это не результат распада другой частицы (тогда бы они разлетались в противоположных направлениях), следовательно, они взаимодействуют между собой. Что тоже не очень понятно, потому что при таких энергиях и пролетев такое маленькое расстояние внутри детектора, они просто не успели бы вступить между собой в контакт. То есть ни то, ни другое вроде бы не годится, а третьего нет. Я не буду очень удивлен, если в конце концов ситуация «рассосется» и окажется, что это какая-то погрешность расчета. Ведь при расчетах они использовали статистическую модель, которая не очень надежна. Так или иначе, эффект не носит фундаментального характера, это признают все, в том числе и авторы открытия».

Эффект, что и говорить, не фундаментальный, но фишка в том, что он первый. Не желая никого обидеть и ни в коем случае, даже в страшном сне, не обвиняя никого из тысячи исследователей, работающих на детекторе CMS, в намеренной подтасовке, корреспондент «НГ» все же позволит себе цинично предположить, что этот эффект кроме научной составляющей вполне может носить в себе и экономическую.

Крупнейшие страны мира сложились для того, чтобы построить Большой адронный коллайдер, который даже такой стране, как Америка, не очень под силу, и теперь они ждут хоть какого-то результата. Коллайдер, слава богу, работает уже почти год, наконец-то в штатном режиме постепенно наращивает энергию, но по совершенно очевидным причинам хранит молчание. Не о чем говорить, на настоящую-то энергию он еще когда выйдет! Но молчание, даже оправданное, в данном случае отнюдь не золото, народ, в физике не очень-то понимающий, ждет результатов за потраченные миллиарды, а то в следующий раз задумается давать деньги. Типа «Эй, наука, а ну-ка!»

Вот и кричат.