Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир
Гвидо Тонелли

Элементы 2.0
Гвидо Тонелли – один из авторитетнейших современных физиков-экспериментаторов, профессор Университета Пизы, сотрудник Европейской организации по ядерным исследованиям, автор множества статей и нескольких научно-популярных книг. В “Тончайшем несовершенстве, что порождает всё” он рассказывает об открытии одной из самых загадочных элементарных частиц – бозона Хиггса. Тонелли был непосредственным участником описываемых событий, он работал на Большом адронном коллайдере, являлся официальным представителем эксперимента по поиску бозона Хиггса, и потому его рассказ о том, как совершалось самое важное за последние десятилетия открытие в физике элементарных частиц, получился очень живым и личным.

В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.

Гвидо Тонелли

Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь к частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Посвящается Лучане

Жить – это дело серьезное и очень опасное

    Жуан Гимарайнс Роза

Чтобы спастись, надо мечтать

    Вальтер Бонатти

Guido Tonelli

La nascita imperfetta delle cose

La grande corsa alla particella dl dio e la nuova fisica che cambiera il mondo

Перевод с итальянского

Дмитрия Баюка

Печатается по соглашению с Международным Литературным Агентством ELKOST

Издание осуществлено при поддержке “Книжных проектов Дмитрия Зимина”

Эта книга издана в рамках программы “Книжные проекты Дмитрия Зимина” и продолжает серию “Библиотека фонда «Династия»”.

Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании “Вымпелком” (Beeline), фонда некоммерческих программ “Династия” и фонда “Московское время”.

Программа “Книжные проекты Дмитрия Зимина” объединяет три проекта, хорошо знакомых читательской аудитории: издание научно-популярных книг “Библиотека фонда «Династия»”, издательское направление фонда “Московское время” и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы “Просветитель”.

Подробную информацию о “Книжных проектах Дмитрия Зимина” вы найдете на сайте

ziminbookprojects.ru

© 2016–2017 Rizzoli Libri S.p.A., Milan

© 2018 Mondadori Libri S.p.A. / BUR, Milan

© Д. Баюк, перевод на русский язык, 2024

© А. Бондаренко, художественное оформление, макет, 2024

© ООО “Издательство Аст”, 2024

Издательство CORPUS ®

Предисловие научного редактора

Предлагаемая вашему вниманию книга – это рассказ от первого лица об открытии самой необычной и, пожалуй, самой долгожданной элементарной частицы, бозона Хиггса. Автор книги – Гвидо Тонелли, физик-экспериментатор с огромным опытом, участвовавший в создании и работе эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере. Тонелли – непосредственный участник событий и, более того, официальный представитель CMS как раз в те годы, когда поиск бозона Хиггса выходил на финишную прямую. В его книге изложение научной стороны вопроса переплетается с живым рассказом о людях, которые его окружали все это время: физиках старшего поколения, коллегах-экспериментаторах, родителях, друзьях и даже о персонажах, которые так или иначе вмешивались в работу эксперимента. В результате получилась субъективная, во многом очень личная история того, как совершалось самое важное за последние десятилетия открытие в физике элементарных частиц, – и именно этой личной перспективой книга Тоннели прежде всего и ценна.

Точка зрения автора проявляется и в изложении научных и технических сторон исследования: в подборе тем, заслуживающих более подробного рассказа, в выборе того, какую научную мотивацию исследования он считает ключевой, наконец, в формулировках, которые автор выбирает для популярного изложения достаточно сложных теоретических и технических аспектов работы. Надо сказать, что не под всеми утверждениями автора подписалось бы большинство физиков и далеко не все его формулировки в научно-популярном описании явлений я считаю удачными. Однако мы вместе с переводчиком посчитали правильным дать слово самому Тонелли – даже если он в чем?то неточен – и не досаждать читателю излишними примечаниями. В книге исправлены лишь очевидные описки, а примечания даны там, где дополнительная информация будет полезна или где корректное описание явления важно для понимания процессов.

Оригинальное издание книги на итальянском языке вышло в 2016 году, по горячим следам, спустя считанные годы после открытия частицы. С тех пор прошло почти десять лет, некоторые научные приоритеты и планы на будущее изменились, и мы посчитали, что будет нелишним отразить и эти изменения. В конце книги вы найдете послесловие научного редактора с уточнениями некоторых научно-популярных описаний и кратким рассказом о том, что в этой области физики произошло с момента выхода книги.

Ну а пока устраивайтесь поудобнее – вас ждет живой репортаж с переднего края науки.

игорь иванов

профессор физики, Университет имени Сунь Ятсена, Китай

Пролог

Суета и тревоги по поводу размеров

Стокгольм,

9 декабря 2013 г., 17.30

Мне надо бежать. Остается совсем мало времени до закрытия магазина “Ганс Алльде” на Биргер Ярлсгатан, 58. Туда от “Гранд-отеля” пара километров пешком. Я передал им все свои размеры по электронной почте еще на прошлой неделе, тут не должно быть сюрпризов, но мне все равно немного тревожно. И уже темнеет. Совсем недавно здесь, в Стокгольме, светило солнце. В прозрачном воздухе при десяти градусах ниже нуля все казалось искрящимся. Вот только Балтика меня разочаровала: море вовсе не было покрыто льдом, как я того ожидал. Я никогда не видел моря подо льдом и надеялся наконец?то им полюбоваться. Давно мечтал об этом.

Прошлым летом мы встречались здесь с Питером Хиггсом и Франсуа Англером[1 - Фамилию бельгийского физика Франсуа Англера в русскоязычной прессе часто ошибочно транслитерируют как Энглер. – Здесь и далее примечания переводчика, если не указано иное.]. В Стокгольме проходил тогда конгресс Европейского физического общества, и во время ужина мы оказались за одним столом. Питер сидел между мной и Фабиолой Джанотти, а напротив располагался Франсуа Англер, которого одолевали многочисленные друзья, коллеги и студенты, желавшие поздороваться и сделать фото. Я тогда сказал, что нам надо снова встретиться здесь в конце года. Питер и Франсуа улыбнулись, но промолчали.

Я физик и занимаюсь элементарными частицами; измерять самые сложные свойства материи в ее самых экзотических формах – это моя профессия; но вот задачка по отправке в магазин готового платья своих размеров, чтобы получить новый костюм для торжественного случая, поставила меня в тупик. Конечно, измерить рост и окружность шеи – это легко, но что такое длина штанины или объем талии? Откуда на ноге должна начинаться штанина, и на какой высоте находится талия? Чтобы не ошибиться, я попросил помощи у Лучаны, моей жены, и она все мне объяснила и постаралась успокоить. Но волнение не отпускало. А что если я все перепутал? Они получили все размеры в конце ноября, и теоретически мой новый фрак должен бы сидеть на мне идеально. Но магазин закрывается через час, а торжественная церемония уже завтра. Если что?то пойдет не так, второго шанса мне никто не даст!

То?то будет номер, если без соответствующего костюма, предусмотренного протоколом, меня попросту не пропустят в Концертный зал[2 - Торжественная церемония награждения Нобелевскими премиями проходит в Стокгольмском концертном зале.]. Нет, что за глупости! О таком даже думать нельзя! Меня здесь все знают, и все знают, что я здесь: будущие лауреаты лично рассылали приглашения весьма придирчиво отобранным гостям. Как бы я объяснил потом, что не смог поучаствовать в торжественной церемонии вручения Нобелевских премий лишь из?за того, что не умею пользоваться портновским метром?

Я спешу в магазин, а в мозгу у меня проносятся воспоминания об успехах двух последних лет. Мне кажется, что я очутился во снах, сменяющих друг друга с головокружительной скоростью. Неужели все это происходило на самом деле?

Глава 1

Ставки сделаны

Улыбка Вольтера

Ферне-Вольтер,

28 ноября 2011 г.