C 24 по 30 сентября 2018 г. в Будве, на побережье Адриатики, проходила уже вторая Международная конференция «Новые тренды в физике частиц высоких энергий», организованная ОИЯИ и группой компаний «Jadran». В конференции участвовали около 70 ведущих ученых и представителей международных коллабораций по физике частиц из ведущих научных лабораторий мира. В течение пяти дней работы конференции обсуждался широкий круг физических проблем – от исследований на коллайдерах до нейтринной физики.

С просьбой прокомментировать научную программу конференции именно в части трендов, а это все-таки, в первую очередь, идеи и новые модели, корреспондент Еженедельника ОИЯИ обратился к директору Лаборатории теоретической физики ОИЯИ члену-корреспонденту РАН Дмитрию Казакову.

– Мы сейчас переживаем такой момент, когда главные надежды на открытие новой физики связывают с Большим адронным коллайдером. Ну, разумеется, есть еще неускорительные эксперименты и много всего другого, но все-таки в основе развития физики частиц – эксперименты на ускорителях. И все думали, что вот его сейчас запустят, он войдет в рабочий режим, и начнутся всевозможные открытия. В таком виде этого не происходит. Но происходит переосмысление ситуации, в каком мире мы живем. Мы слышим, в том числе и на этой конференции, сообщения о проектах строительства еще больших ускорителей. Вообще сейчас на всех подобных конференциях делаются такие доклады. Обсуждаются как линейные ускорители, так и кольцевые ускорители, но, в общем-то, непонятно, под какую физику их надо строить. Это стало уже общим местом, все понимают, что такие дорогостоящие комплексы не просто много денег стоят, а требуют колоссальнейших людских ресурсов – чтобы и технологию развивать, и новые детекторы создавать, и чего только еще не выдумывать. Это, в общем-то, очень и очень сложные приборы. Это самый топ современного технологического развития. Такие громадные усилия, конечно, связаны с решением какой-то конкретной большой задачи. Когда есть задача, есть стимул, можно объяснить, и зачем нужны эти деньги, и заставить огромные коллективы очень квалифицированных людей напряженно работать. Такой задачи сейчас просто нет, потому что на LHC не найдено пока никакой новой физики.

– А как же бозон Хиггса?

– Ну, бозон Хиггса сейчас, если угодно уже как бэкграунд воспринимается, мы уже это все пережили, и теперь уже обсуждаются отклонения и прочее… Хотя, конечно, исследование хиггсовского бозона остается самой приоритетной задачей. От нее ждут и новых открытий.

В неускорительных экспериментах ситуация в каком-то смысле похожая. Вот, скажем, темная материя – никаких сигналов ни в каких экспериментах: ни в прямых, ни в косвенных, – мы не видим. Физика нейтрино тоже, в основном, сводится к уточнению различных параметров и границ, хотя, может быть, это на сегодня самая успешная область: там прекрасно измерили все параметры, но на ключевые вопросы не ответили: ни абсолютной массы мы не знаем, ни природы нейтрино пока не знаем, ни про наличие дополнительных нейтрино мы не знаем. Есть, конечно, всевозможные теоретические соображения, но ключевого ответа на вопросы нет, и главное, что пока ничего не предвидится. А все это движется… Ну здесь масштабы конечно не ускорительные, они поменьше и в этом смысле временной интервал короче, чтобы получить ответы на вопросы. Но все равно получается так.

И в общем-то мы на некотором распутье находимся, и это отражается во всех докладах. Потому что люди сообщают о том, как всё замечательно работает, всё согласуется со Стандартной моделью, а нового ничего нет. Но мне кажется, что в такой, если угодно, разочаровывающей ситуации наступает, некий этап, связанный с тем, что ускоритель в ЦЕРН набрал за этот второй run (сеанс) огромное количество новой информации, равной примерно 150 обратным фемтобарнам. До сих пор обработано 39, то есть четверть того, что они набрали. И сейчас ускоритель остановят на два года, наши коллеги в ЦЕРН будут заниматься апгрейдом всех систем и анализировать эти данные. И кажется, что та самая новая физика, которую мы все ищем, о которой думаем, что она есть, такая, не такая, начнет проявляться.

Вспомним историю открытия хиггсовского бозона. Сначала в 2011 году появился какой-то маленький «пупырышек», на который никто не обращал внимания, потому что такого полно. Это все обычно со временем рассасывается. Таких событий китайские студенты с десяток набрали, но на это поначалу никто не обращает внимания. Потом эта масса начинает немножко расти. И, как говорится, умение экспериментатора в том и состоит, чтобы в нужный момент заметить, что где-то что-то появляется. Обратить внимание, начать анализировать и прочее… И постепенно от такой незаметной вещи, которой не хватало не то что на пять, а на три сигмы, ЦЕРН пошел на интересное решение: дескать, мы не будем добиваться того, чтобы в одной моде одного эксперимента будет сразу открытие с пятью сигма, а будем суммировать по всем модам и двум детекторам. Это, согласитесь, нестандартный подход, но он привел к успеху. Постепенно они набрали пять сигм в сумме всего. А теперь уже есть и пять и семь и восемь сигм по каждому эксперименту. Но начали они с того, что по крохам собирали.

Мне кажется, что сейчас такой момент наступил, когда эти 150 обратных фемтобарн будут обрабатываться, и если есть какие-то новые явления, они не должны быть в одном месте, как открытие чего-то одного, какого то отдельного эффекта. Они скорее всего должны быть связаны. Если мы говорим: есть новая частица, новое взаимодействие, что-то новое, что мы ищем, то они не должны проявиться только в одном месте, а после никак и нигде не проявиться. Это маловероятный случай. Скорее всего, какая-то новая физика, которая, допустим, подавлена, но если точность будет повышаться, статистика будет повышаться, то она где-то понемножку должна начать проявляться. Пусть сначала в виде фона, на который никто не обратит внимание, потом, глядишь, где-то что-то начнет подрастать. Я не могу предсказать, что будет, может, этого и не будет, но если будет, то именно в таком ключе. Поэтому та фаза, которая сейчас наступает, обработки огромного массива информации, позволит нам к следующему сеансу работы ускорителя сказать: смотрите, вот что получается – тут немножко не так, тут немножко не так и тут что-то не так, – и может быть все это вместе даст нам какое-то указание на новую физику.

Этот скучный период, когда ускоритель остановлен, на самом деле может оказаться очень нескучным. Сейчас пойдет обработка огромнейшего массива информации. В отличие от старых времен, когда открытие запечатлевалось на какой-то пластинке, пленке или еще на чем-то, теперь все не так. Теперь делают Монте-Карло программы, все это сравнивают, накладывают, обрабатывают в рамках такой модели, такой модели, такой модели… И все это ради крупиц чего-то такого, о чем у Маяковского сказано: «Изводишь единого слова ради тысячи тонн словесной руды». Именно так и происходит. И наступает этот момент.

Мы сейчас на этой конференции присутствуем, и слышим, как все рассказывают: вот тут ничего нет, и там ничего нет. И вроде скучно немножко. Но я думаю, что сейчас наступили времена, когда именно так что-то и может проявляться. И с некоторым интересом смотрю на ближайшие годы, когда ускоритель не будет работать, а данные – будут обрабатываться и докладываться. Если что-то и накопится, то понемножечку, помаленечку и в разных местах.

Ну а второй аспект связан с неускорительной физикой. Здесь были доклады про новые эксперименты, связанные с нейтрино и темной материей. В каждом временная шкала рассчитана на несколько лет, и, опять же, я ничего нового не услышал, потому что примерно то же слышал на другой конференции, просматривал в материалах Рочестерской конференции этого года – ничего здесь нового нет, но все о своих усилиях что-то рассказывают, и в конечном счете все эти усилия что-то дадут.

Мы пытаемся понять, что и куда движется. Всегда, конечно, интересно поделиться не озвученными на конференции мнениями, просто в непринужденном разговоре: что сами коллеги чувствуют, четко или нечетко, ясно или неясно, это всегда какую-то атмосферу создает… Если говорить об этой конференции, – условия для работы и для отдыха здесь прекрасные. Хорошо, что много молодежи, приятно на нее осмотреть, доклады послушать. И это не только здесь, но и вообще в последние годы наши ребята стали смотреться совершенно адекватно. Нет такой «местечковости», скованности – презентации и язык вполне на уровне. Так что получилась интересная конференция.

Евгений Молчанов,
Будва–Дубна, фото автора

Продолжение в Еженедельнике ОИЯИ: № 49, № 50 и № 51.