Асимметричный ответ физикам

Физик Ёичиро Намбу может объяснить даже то, что невозможно представить, – рождение пространства-времени. Впрочем, не прекращаются попытки моделировать и этот процесс (на фото справа).
Фото Reuters и research.ibm

Самая плодоносная для России номинация Нобелевской премии – физика вот уже пятый год подряд проходит мимо нашей страны. Вчера лауреатами в этой номинации стали уроженцы Японии – профессор Ёичиро Намбу (1921 г.р.) из Института Энрико Ферми (США), профессор Макото Кобаяши (1944 г.р.) из Исследовательской организации мощных ускорителей (Цукубо, Япония) и профессор Тошихиде Маскава (1940 г.р.) из Киотского университета. Как и в случае с премией по физиологии и медицине, половина десяти миллионов шведских крон присуждена первому, вторая половина разделена поровну между остальными.

Ёичиро Намбу отмечен высшей научной наградой мира «за открытие механизма спонтанно нарушенной симметрии в субатомной физике». Макото Кобаяши и Тошихиде Маскава получили ее «за открытие нарушенных симметрий, которые предсказывает существование в природе по меньшей мере трех семейств кварков».

Как видим, в этом году физический нобель достался физикам за нарушение симметрии.

Как и наш мир, мир элементарных частиц вообще-то симметричен – плюсу соответствует минус, правому соответствует левое и так далее в том же духе. Однако симметричность эта на микроуровне порой нарушается. Еще в начале 60-х годов прошлого века Намбу математически описал эти нарушения. Теория Намбу насквозь пронизывает так называемую Стандартную модель, которую сейчас ученые надеются проверить на только что построенном самом большом в мире ускорителе элементарных частиц – Большом адронном коллайдере, LHC, в Женеве.

Нарушения симметрии, описанные профессором Намбу, отличаются от тех, что открыли Макото Кобаяши и Тошихиде Маскава. Если первые связаны с неоднородностью Вселенной, то вторые существовали в природе всегда, с самого первого момента зарождения Вселенной. Когда в 1964 году эти нарушения впервые были обнаружены в экспериментах на ускорителе, удивлению ученых не было предела. В 1972 году Кобаяши и Маскава теоретически объяснили происходящее, но по-настоящему их выкладкам поверили лишь в последнее время, когда в 2001 году сразу на двух ускорителях в США и Японии были обнаружены кварки, предсказанные ими тремя десятилетиями раньше.

Собственно, мы и существуем-то благодаря небольшой несимметричности мира. Если бы он был симметричен, то в момент Большого взрыва родилось бы одинаковое количество частиц и античастиц. Они бы друг друга взаимно уничтожили (аннигилировали), и мир был невероятно скучен. Но небольшое отклонение – на каждые 10 млрд. античастиц приходилось 10 млрд. плюс одна частица, которой просто не с кем было аннигилировать. И мир выжил. Почему так случилось, никто не знает.

Нобелевская премия для ученых – это то же самое, что «Оскар» для деятелей кино или Уимблдон для теннисистов. И угадать следующего нобелевского призера ученым точно так же трудно, как киношникам – следующего оскароносца или теннисистам – следующего победителя Самого главного турнира. Но попыток угадать никто никогда не оставляет. И хотя Нобелевская премия по физике считается самой непредсказуемой, этих предсказаний в прессе вплоть до вторника было хоть отбавляй. Прогнозы не сбылись – японцев в списке главных кандидатов даже не называли.

Называли английского космолога Стивена Хокинга, хотя он не имел шансов, поскольку экспериментальные доказательства справедливости его теорий о черной дыре еще не получены – их можно получить на уже упомянутом Большом адронном коллайдере, а до этого еще далеко. Называли также главных героев охоты за экзопланетами (планетами в чужих звездных системах), авторов работы по квазикристаллам, целую дюжину различных авторов, совершивших открытия в области такой модной сегодня отрасли, как нанотехнологии.

Кстати, на первом месте этого прогнозного рейтинга стояла именно нанотехнологическая работа – открытие и изучение графена, материала толщиной в один атом, который в будущем грозит устроить потрясающую революцию в электронике. Любопытно, что один из авторов этой работы – наш соотечественник Константин Новоселов. Получив золотой диплом в Физтехе, он два года проработал в Черноголовке, а затем уехал за границу. Сейчас он имеет двойное гражданство – России и Великобритании – и работает в Манчестерском университете.

Люди, о которых говорят как о возможных нобелевских лауреатах и которые ими не становятся, не должны особенно огорчаться – они отличаются от лауреатов только тем, что у тех есть миллион (точнее, уже почти полтора миллиона по сегодняшнему курсу), а у тех еще пока нету. В остальном и те и другие равны – это признанные ученые нобелевского класса. Так что появление в этом списке гражданина России можно считать для нашей страны утешительным призом. Вернее, половиной приза – ведь он еще и подданный Великобритании.