«Российские теоретики по-прежнему очень сильны»

Профессор Андре Невё про коллайдер, Вселенную и науку в России

О том, какая польза от коллайдера простым потребителям, и о том, что будет, если физики не найдут бозон Хиггса с помощью БАК, «Газете.Ru» рассказал профессор Андре Невё, руководитель французского Национального центра научных исследований.

Андре Невё

Профессор Университета Монпелье-2, научный руководитель Национального центра научных исследований (Франция).

Родился в 1946 г. в Париже, учился в Высшей нормальной школе в 1965–1969 гг., окончил докторантуру Университета Орсэ в 1969 г. Провел два года в Принстонском университете в рамках стипендиальной программы для выпускников Нормальной школы. В 1971–1972 гг. работал в Университете Орсэ, затем вернулся в Принстонский университет в качестве штатного сотрудника Института фундаментальных исследований, получив творческий отпуск в Национальном центре научных исследований в Нормальной школе. После возвращения в Европу в течение шести лет работал в Нормальной школе, затем проработал шесть лет в Теоретическом отделе Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN). В 1989 г. стал профессором Университета Монпелье, в 2008 г. избран проректором университета.

Совместно с Дэвидом Гроссом открыл модель квантовой теории поля (она получила название «Модель Гросса – Невё»), в которой происходит спонтанное нарушение симметрии через составной оператор. Вместе с Роджером Дашеном и Брослем Хэсслэчером ввел в обиход применение полуклассических методов для теории поля, что стало одним из ярких достижений в 70-е гг. Применение полуклассических методов позволило рассчитать точный спектр для некоторых моделей теории поля, а именно моделей Гросса – Невё и синус-Гордона. Данные модели стали первыми в длинном ряду точно решаемых моделей, о существовании которых в те дни ученые не догадывались, и которые обогатили научный мир новыми математическими структурами

— Какие проекты сейчас являются самыми перспективными и важными в исследованиях зарождения Вселенной?
— Я могу назвать два таких крупных проекта — это Большой адронный коллайдер в CERN здесь, на Земле, и спутниковая микроволновая обсерватория Planck, вращающаяся вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце — Земля в 1,5 млн км от нашей планеты. Оба этих проекта крайне интересны, и один в какой-то степени дополняет другой. Planck проверяет наши представления, теории о зарождении и развитии Вселенной в точке, находящейся гораздо ближе к «началу всего», чем то, что мы можем смоделировать на БАК. БАК работает с так называемой Стандартной моделью, пытаясь либо найти последний ее недостающий «кирпичик» — бозон Хиггса — и окончательно подтвердить происхождение массы во Вселенной, либо опровергнуть его существование. Оба эти проекта очень важны и способны значительно расширить наши представления о мире.

— Как соотносятся данные, получаемые на этих приборах?
— БАК и Planck изучают два разных момента начала Вселенной и, соответственно, занимаются совершенно разной физикой.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3478634",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3635129_i_2"
}

Напрямую они не связаны, но они дают нам знания о двух разных моментах существования Вселенной сразу после Большого взрыва.

БАК изучает состояние Вселенной через 10^-1 с после ее рождения; Planck пойдет дальше — он попытается понять, какой была Вселенная через 10^-34 с после Большого взрыва — очень-очень малое время.

Это два совсем разных мира — за это сверхкороткое время в тот момент с материей произошло очень многое.

Явления, которые происходили в эти два момента, описывают довольно разными физическими теориями.

— Какого прогресса вы ожидаете от работы этих проектов в ближайшие годы?
— Больше я могу сказать про БАК — за время, оставшееся у эксперимента до плановой остановки на модернизацию, мы обязательно найдем что-то новое, я уверен.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3271766",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3635129_i_3"
}

Дело в том, что в данном случае, если даже мы не найдем ничего, это будет тоже новый крайне важный результат, не менее важный, чем если бы нам удалось что-то найти. Мы планируем найти бозон Хиггса, который существует и дает начало массе, согласно Стандартной модели. Если мы найдем его — в том или ином виде, в том или ином диапазоне энергий, — это будет означать, что наша теория правильная.

А вот если мы ничего не найдем…

Это будет очень важное и «горячее» время именно для теоретиков: нам нужно будет разработать совершенно новую теорию мира элементарных частиц, которая будет обходиться без этой «частицы бога».

— Возможно ли существование бозона Хиггса в совсем других интервалах энергии?
— Такая возможность есть, но именно она и будет говорить о том, что наша теория неверна. БАК был специально построен для работы в тех интервалах энергии, где текущая теория ожидает «найти» бозон Хиггса. То есть если он не будет найден на БАК, то теория должна быть серьезно пересмотрена. Возможно, мы найдем на БАК какие-то совсем новые частицы, например, предсказываемые суперсимметричными моделями, но все они включают хотя бы один (некоторые — больше) бозон Хиггса — это краеугольный камень таких теорий. Вообще таких моделей много — даже слишком много. Нам нужны экспериментальные данные, чтобы сделать выбор между одной из суперсимметричных моделей или вообще отказаться от них.

— Есть ли у физиков-теоретиков уже сейчас предположения о том, как могла бы быть устроена совсем новая физика частиц?
— Теоретики работают над этими проблемами, но таких групп немного. Здесь все тоже упирается в экспериментальные данные: в таких теориях слишком много предположений, приближений, которые сейчас нет никакой возможности проверить. Эти модели могут быть как верными, так и неверными с равной вероятностью. Другое дело, если БАК действительно не найдет бозона Хиггса.

Это уже будет экспериментальный факт, на основе которого мы сможем пересмотреть наши теоретические представления.

Понадобится новое объяснение существования сильного взаимодействия, которое рождает массу без существования бозона Хиггса как такового. Однако, повторюсь, все это лишь предположения.

— Широкая публика в Европе поддерживает работы CERN?
— Это важный вопрос, потому что нам нужно финансирование для работы, и это бюджетное финансирование. Мы прилагаем все свои усилия, чтобы рассказывать широкой публике, почему наша работа интересна и важна. Конечно, она не приносит пользы напрямую, повышая стандарты жизни обычных людей. Хотя и это не совсем так — дорогие научные эксперименты ставят перед физиками и инженерами технические задачи, решение которых ведет к созданию новых высоких технологий, которые могут быть использованы и в обычной жизни.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3346640",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3635129_i_4"
}

Когда-то в CERN был изобретен интернет, пришедший сейчас почти в каждый дом, а сейчас мы развиваем новое поколение интернета — систему распределенных вычислений GRID. Физикам она нужна, так как ни одна суперкомпьютерная мощность не способна в одиночку обработать все данные и провести все необходимые моделирования — и мы распределяем эти нагрузки между центрами по всему миру.

Однако те же огромные мощности необходимы для биологических моделирований, для моделирования действия новых лекарств и их взаимодействия с биомолекулами нашего организма — а это уже прямая польза для потребителей, для нашей повседневной жизни.

И это тоже результат работы БАК.

— «Младший» конкурент БАК, коллайдер Тэватрон в США, закрывается из-за прекращения финансирования. Физики Тэватрона придут на БАК в CERN?
— Конечно, это будет зависеть от экономической ситуации в США — сможет ли страна спонсировать пребывание большого количества своих ученых у нас, смогут ли ученые убедить администрацию расширить свои вложения в CERN. Но уже сейчас у нас работают очень много физиков из США, и для науки будет исключительно полезным объединить наши усилия. Большая наука сегодня глобальна, и это очень хорошо — концентрировать усилия для работы над большими проектами, иметь возможность собрать в них лучшие силы из разных стран.

— Каково, на ваш взгляд, состояние физики сегодня в России?
— Россия и бывший Советский Союз — носители сильнейших традиций в теоретической и экспериментальной физике. К сожалению, из-за дороговизны современной экспериментальной науки в этой области современная Россия несколько сдала позиции, эти исследования слишком зависимы от экономического положения в стране. Однако российские теоретики по-прежнему очень сильны.