Пол Хэлперн - Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

Чтобы понять важнейшее значение теории струн, М-теории и петлевой квантовой гравитации, нам потребуется совершить экскурсию на планковский масштаб, микроскопическую область пространства, в которой встречаются квантовая теория и гравитация. Однако достижение столь огромных энергий лежит далеко за пределами наших сегодняшних технических возможностей. К счастью, в физике высоких энергий часто имеются низкоэнергетические следствия. Большой адронный коллайдер вполне может обнаружить такие состояния частиц, которые позволят заглянуть за пределы физики Стандартной модели. Примером могут служить частицы-суперпартнеры: суперпартнерами фермионов должны быть бозоны, и наоборот. Открытие таких частиц стало бы убедительным доказательством существования суперсимметрии, а также возможных кандидатов на звание темной материи. И хотя ни одна такая частица до сих пор не обнаружена, многие физики сохраняют надежду, что суперпартнеры однажды будут найдены и подробно изучены.

Исследователи, студенты, научные фонды, поклонники науки, писатели и другие люди, которым интересно узнать, что же находится за пределами Стандартной модели, с нетерпением ждут хоть какого-то намека на новые необъяснимые явления. Столько времени и денег вложено в Большой адронный коллайдер и другие крупные научные эксперименты, что неудивительно, что у людей так много ожиданий относительно ошеломляющих результатов.

Физикам следует соблюдать осторожность и избегать поспешных заявлений о достигнутых успехах, какими бы многообещающими они ни казались. Группы ученых, которые обнаружили бозон Хиггса, терпеливо копили статистику, чтобы исключить другие возможности, даже несмотря на то, что на это ушло много месяцев. Они преподали урок настойчивости. Тем не менее иногда ученые торопятся делать заявления раньше, чем другие группы исследователей подтвердят полученные результаты.

Несмотря на то что фиаско Эйнштейна и Шрёдингера состоялось в 1940-х годах, его уроки актуальны и сегодня. Скудное финансирование часто требует от ученых доказывать значимость своих исследований, как правило, через выпуск пресс-релизов. Поспешное объявление о непроверенном открытии может оставить неприятное впечатление, которое подорвет доверие к будущим исследованиям в этой области. Даже если это заявление впоследствии будет опровергнуто, общественность еще долгое время будет вспоминать о нем как о реальном прорыве, а не как о ложном сообщении.

Возьмем, к примеру, заявление исследовательской группы, опубликованное в сентябре 2011 года, о том, что на экспериментальной установке в Гран-Сассо в Италии обнаружены частицы, движущиеся быстрее света. Большая часть научного сообщества сомневалась в достоверности этих результатов или, по крайней мере, отнеслась к ним настороженно, однако история получила широкое освещение в международной прессе. В СМИ начались дебаты о том, необходимо ли изменить постулаты специальной теории относительности. Репортеры интересовались, откроют ли полученные результаты дверь в новую физику за пределами Стандартной модели. Полностью игнорируя десятилетия экспериментов, подтверждающих специальную теорию относительности и ее требование предельно допустимой скорости, этот эксперимент преподносился в качестве «лакмусовой бумажки» для теории относительности и неприкосновенности принципа причинности. Например, в статье британской газеты Guardian сообщалось, что «ученые в лаборатории Гран-Сассо представили доказательства того, что существует возможность послать информацию назад во времени, стерев грань между прошлым и настоящим и разрушив основополагающий принцип причинности» {225} 225 Ian Sample, “Faster Than Light Particles Found, Claim Scientists,” The Guardian, September 22, 2011. .

Сомнительное доказательство возможности путешествий со сверхсветовой скоростью было предложено группой под названием OPERA (от англ. Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), которая отслеживала потоки нейтрино, создаваемые на ускорителе в ЦЕРНе, в лаборатории под Женевой, на расстоянии около 720 километров. После трех лет работы ученые измерили времена прибытия нейтрино, и оказалось, что частицы преодолели это расстояние приблизительно на шестьдесят миллиардных долей секунды быстрее, чем если бы они двигались со скоростью света.

«Этот результат стал полной неожиданностью, — заявил руководитель эксперимента OPERA Антонио Эредитато в пресс-релизе. — После многих месяцев исследований и перекрестных проверок мы не обнаружили каких-либо инструментальных эффектов, которые могли бы объяснить такой результат измерения» {226} 226 Antonio Ereditato, press release, OPERA experiment, September 23,2011. .