Шон Кэрролл - Частица на краю Вселенной. Как охота на бозон Хиггса ведет нас к границам нового мира

Итак, то, что обнаружилось, было новой частицей – бозоном Хиггса или чем-то очень его напоминающим. Даже беглого взгляда на данные было достаточно, чтобы убедиться в этом. Уровень важности сообщений был немедленно поднят – когда такие результаты должны демонстрироваться общественности, не говорят просто о получении новых результатов. Нужно либо объявить об открытии, либо не объявлять ничего, а если вы объявляете, следует сделать из этого новость номер один, раструбить об открытии на весь мир.

Пока группы физиков в отчаянной спешке анализировали данные, собранные по различным каналам, начальство обсуждало, как лучше разместить трубы, чтобы протрубить погромче. С одной стороны, было запланировано, что обе коллаборации расскажут о своих результатах в Мельбурне. С другой стороны, в ЦЕРНе оставались сотни физиков, которые не собирались лететь через полмира, чтобы присутствовать на оглашении сей потрясающей новости. Но этот день принадлежал им не в меньшей мере, чем участникам конференции. В конце концов, был достигнут компромисс: каждая коллаборация устроит семинар в день открытия конференции, сами семинары пройдут в Женеве, и одновременно будут транслироваться в Австралии.

Дабы у людей, не посвященных в детали, не оставалось сомнений в том, что ожидается оглашение невероятно важных новостей, была распространена информация о том, что ЦЕРН пригласил на семинар важных гостей. Питер Хиггс, которому тогда было 83 года, в этот момент находился на Сицилии и собирался лететь обратно в Эдинбург. Его страховка на период путешествия кончалась, кроме того, у него по понятным причинам в кошельке не было швейцарских франков. Но тем не менее он изменил свои планы после того, как ему передали телефонное сообщение от Джона Эллиса – выдающегося теоретика из ЦЕРНа и давнего фаната бозона Хиггса: «Скажите Питеру, что если он не приедет в ЦЕРН в среду, он потом очень пожалеет». Хиггс приехал, то же самое сделали Франсуа Энглер, Джеральд Гуральник и Карл Хаген – другие теоретики, первооткрыватели механизма Хиггса.

В декабре 2011 года я только что вернулся в Калифорнию и проспал все семинары, которые начинались в 5 часов утра по тихоокеанскому времени. Но в июле 2012 года мне удалось забронировать билет на рейс в Женеву, и я был в тот важный день в ЦЕРНе. Вместе с какими-то незнакомыми людьми я бегал от одного здания лаборатории к другому, пытаясь получить аккредитацию. В какой-то момент мне пришлось умасливать охранника, чтобы тот разрешил вернуться в здание, из которого я только что вышел, объяснив, что тороплюсь. Он спросил: «Почему сегодня все так спешат?»

Как и в декабре, сотни людей (в основном молодых) провели на лужайке рядом со зданием лаборатории ночь, чтобы успеть занять удобные места в аудитории. Джанотти, как и в тот раз, доложила результаты, полученные на ATLAS. Каденция Тонелли в качестве спикера CMS закончилась, и доклад от CMS делал его преемник – Джо Инкандела из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Инкандела и Джанотти одновременно начали свои научные карьеры, вместе работая на UA2 – одном из детекторов предыдущего адронного коллайдера ЦЕРНа, искали там бозоны Хиггса. И теперь они оба собирались объявить о том, что их многолетние поиски наконец увенчались успехом.

Каждый из собравшихся в аудитории знал, что всей этой суеты не было бы, если б сигнал исчез. Основная интрига состояла в том, сколько сигм составляет его значимость. По слухам и приблизительным оценкам общее мнение склонялось к тому, что каждая коллаборация, по-видимому, набрала 4σ, но не добралась до 5. А если соединить результаты двух детекторов, возможно, удастся перескочить через этот порог! Но объединить данные двух различных детекторов гораздо сложнее, чем кажется, и уж совсем невозможно сделать это в последние три недели. Все боялись, что их собираются еще раз подразнить ложными надеждами, так и не объявив об открытии бозона Хиггса.

Но волноваться не стоило. Инкандела, выступавший первым, прошелся по очереди по всем различным каналам, проанализированным на CMS. Сначала шли двухфотонные события; они дали заметный пик как раз там, где мы надеялись, – при 125 ГэВ. Значимость события равнялась 4,1σ – больше, чем в предыдущем году, но это еще не было открытием. Потом настала очередь событий с четырьмя заряженными лептонами, возникающими в результате распада бозона Хиггса на два Z-бозона. И опять в том же месте появился пик, на этот раз значимостью 3,2σ. На своем 64-й слайде презентации, выполненной в PowerPoint, Инкандела показал что получится, если объединить эти два канала: 5,0σ. Похоже, мы его нашли!