Статьи

Большой адронный коллайдер (БАК) остановлен для модернизации, но работа возле него активно продолжается. STRF.ru начинает серию публикаций о ЦЕРН, экспериментах на БАКе и российском в них участии. И открывает эту серию интервью с директором ЦЕРН. Профессор Рольф-Дитер Хойер рассказал, что Россия могла бы получить от вступления в эту международную организацию, какие загадки Вселенной пока не разгаданы и какой коллайдер он сам построил бы, если бы имелась такая возможность.

Что вы думаете о перспективах сотрудничества России и ЦЕРН? Если Россия присоединится к ЦЕРН в качестве ассоциированного члена, то как это сотрудничество изменится по сравнению с тем, что есть сейчас?

– Очевидно, оно резко усилится, в том числе в части науки, хотя у нас здесь уже имеется фантастический уровень сотрудничества, не зависящий в целом от членства. Но появятся и два других направления. Во-первых, российские граждане смогут становиться штатными сотрудниками ЦЕРН, и речь идёт не только об учёных, но и других специалистах. Они смогут узнать больше о технологиях во многих областях (которые есть у ЦЕРН), а также получить опыт работы в международном коллективе. Во-вторых, российская промышленность получит право участвовать в тендерах, объявляемых ЦЕРН, – это возможно только для действительных или ассоциированных членов. Здесь, конечно, нет никакой гарантии, что для индустрии будет какая-то отдача, но я считаю такое участие преимуществом, потому что в случае победы в тендере фирма сможет утверждать: она лучшая в своей области среди представителей многих стран. (Есть и другая форма участия в подобного рода проектах, т.н. in-kind contribution, когда каждое из задействованных в проекте государств вносит что-то вроде имущественного вклада, и тогда чаще всего отдаёт подряд организациям внутри страны.)

Помимо этих двух вещей, о которых я сказал, есть, конечно, и политический аспект присоединения к ЦЕРН. Состоять членом международной организации, обладающей высоким авторитетом, – всегда было не так уж и плохо.

Вы упомянули про международное сотрудничество. Каково его социальное значение для учёных, работающих в ЦЕРН и экспериментах на коллайдере? Каков его эффект за границами ЦЕРН?

– Люди, работающие в ЦЕРН и в экспериментах на коллайдере, видят многообразие культур как пространство возможностей, ведь у других можно много чему научиться. К примеру, избегать культурных ловушек, в которые можно попасть, приехав в какую-то страну без знания её традиций. Ловушек не в негативном смысле этого слова: просто, узнавая больше о поведении людей, можно избежать ситуаций, возникающих по незнанию. Этому можно научиться просто в процессе повседневной работы. Ещё одно преимущество – у вас появляется не просто много коллег, но много друзей во многих странах.

Что касается всего остального мира, то стоит привести пример здешней совместной работы. Просто посмотрите – на крупнейших экспериментах коллайдера под результатами подписываются более 3000 человек почти из 200 институтов. 200 институтов – это по крайней мере 300 профессоров. И у каждого – своё направление, свои идеи, и всем им надо сработаться вместе; здесь не приживётся командный стиль с указаниями вроде «ты делаешь то, ты другое». Если один профессор станет указывать другому «ты должен делать это, ты должен делать то», из этого ничего не выйдет. Умение совместно работать и взаимопонимание – вот что можно перенять в ЦЕРН.

Есть ли у ЦЕРН сотрудничество с ИТЭРом? Как ЦЕРН может помочь ИТЭРу, и наоборот?

– Не думаю, что в данный момент ИТЭР может сильно помочь ЦЕРН. ИТЭР сможет сильно помочь ЦЕРН... когда заработает – производя энергию. Мы же сейчас в состоянии оказать им содействие, в частности, нашими наработками по магнитам и в криогенных технологиях. У нас есть несколько экспертов, которые работают в ИТЭРе; там нужны схожие технологии для главного эксперимента. В научном же плане у нас нет сколько-нибудь значимого сотрудничества, возможно, оно появится позже.

Какие у ЦЕРН не ближайшие, а долгосрочные планы, к примеру лет на 50 вперед?

– Проблема в том, что я не знаю, где мой магический кристалл. На самом деле это коренным образом зависит от развития физики. Мы не можем пойти ни к одному политику, ни в один фонд и сказать: эй, дайте нам 5 или 10 миллиардов долларов, мы соорудим новую установку и, может быть, что-нибудь найдём. Такие времена прошли. Нужно иметь чёткую цель и знать, каков следующий диапазон энергий частиц, где можно что-то найти. В случае БАКа, например, было понятно, что механизм, в котором могут родиться фундаментальные частицы, будь то бозон Хиггса или что-то иное, находится именно в диапазоне энергий этого самого БАКа. Не было известно, что будет обнаружено, но было ясно: что-то обязательно должно всплыть.

Я оптимистично смотрю на вещи и надеюсь, что ближайшие 3–5 лет подскажут, какова следующая ступень: к примеру, энергии, достижимые с помощью 80-километрового ускорителя. Но только если будет ясно, что они с его помощью достижимы, проект будет реализован. Полагаю, что это можно осуществить лишь в одном месте в мире, в ЦЕРН.

Если бы это было в вашей власти, какой коллайдер вы бы хотели построить?

– Самый лучший… На самом деле надо следовать за направлениями в физике. За последние 40–50 лет мы поняли, что собой представляет Стандартная модель (если применять грубую аналогию, то Стандартная модель для элементарных частиц – это то же самое, что таблица Менделеева для химических элементов. – STRF.ru). Недавно мы обнаружили её последний кирпичик (бозон Хиггса), и его поиск тоже занял те же 40–50 лет. В течение этого времени коллайдеры различного типа взаимодополняли друг друга. Для иллюстрации подобного взаимодополнения часто приводят пример из астрофизики.

Есть много разных телескопов, наблюдающих за Вселенной, – космических и наземных. И один телескоп мало что о ней расскажет. Только множество данных, собранных со всех установок, даёт некую цельную картину. В нашем случае, однако, дела обстоят полегче – есть только два основных типа ускорителей – электрон-позитронный и протон-протонный, т.е. адронный. (Существуют электрон-протонные коллайдеры, но два упомянутых типа – основные.) И всё, что мы узнали за последние 50 лет, получено сочетанием результатов с коллайдеров этих двух типов. Это рассмотрение одних и тех же вопросов, только под разными углами, что в итоге даёт более ясную картину.

Возможно, я не вполне объективен, т.к. являюсь «выходцем» с электрон-позитронного коллайдера (ЭПК), но я считаю, что было бы правильно дополнить БАК новым электрон-позитронным коллайдером. Причина здесь не в том, что БАК – машина для открытий, а ЭПК – машина для уточнения данных (о том, почему так, какова современная ситуация с постройкой нового ЭПК в Японии и зачем он нужен, более подробно читайте в нашей следующей статье из серии про ЦЕРН. – STRF.ru). Это разграничение уже не столь чёткое, как когда-то. Уже и протонные эксперименты могут быть весьма точными, да и на ЭП-экспериментах тоже можно делать открытия. Взаимодополняемость, комплементарность установок, взгляд на одну и ту же картину под разными углами – вот что имеет значение. Можно провести аналогию с голографией: у вас есть два разных угла, две разные плоскости, и в итоге из двумерной картины вы получаете трёхмерную, более полную.

ЭПК, который раньше стоял в ЦЕРН, был совсем неплох. А постройка нового будет зависеть от результатов БАКа. Я очень надеюсь, что к 2015–2016 году БАК уже подскажет, в каком направлении здесь двигаться. Вот тогда-то будут ясны потребности физики и настанет время принимать решение.

Если в итоге обнаружится нечто, что рисуется только в научной фантастике или самых смелых научных теориях. Что дальше?

– Мы ищем всё. Разумеется, в пределах тех энергий, которых можем достичь в коллайдере. Мы ищем не только то, что может быть предсказано теми или иными теориями, иными словами, что-то ожидаемое. Конечно, если есть хорошая теория, то есть и люди, основывающие на ней свой поиск. Но всегда найдутся другие, кто ищет независимо от какой бы то ни было теории. В этом смысле мы никогда не исключаем каких-то вещей из научной фантастики, разумеется, подходя к этому научно. Мы готовы к любому, даже малейшему отклонению от того, что мы уже знаем, к любым сюрпризам.

Вы ожидаете сюрпризов в любой момент?

– И да и нет. Если осуществляется переход к новому диапазону энергий частиц, – это новый неизведанный мир. Всегда можно делать какие-то предположения, но стоит быть готовым к сюрпризам – в положительном смысле, а именно: можно найти ответы на те вопросы, которые пока остаются открытыми.

И такие вопросы есть. Что такое тёмная материя, что такое тёмная энергия? Или: мы до сих пор не знаем, почему мы существуем. Ведь материя и антиматерия, родившись в ранней Вселенной, должны были уничтожить друг друга. Мы знаем, что в поведении материи и антиматерии есть некая асимметрия (которая и позволила в итоге остаться только материи; об исследованиях данного вопроса, проводящихся в ЦЕРН, у нас также будет отдельная статья. – STRF.ru), но мы не знаем её причин. На этот счёт можно делать предположения, но на самом деле нужно просто найти отклонение от известных вещей, от Стандартной модели, и мы полностью открыты для этого.