Все эти проблемы заставляли нас проводить дополнительные исследования и искать новые решения, из‑за чего накапливалось отставание. Появились острословы, которые – обнаружив в очередной раз, что подземная камера CMS все еще пустует, тогда как камера под ATLAS заполнена оборудованием, вокруг которого кипит жизнь, – принялись коверкать наше название. Я готов был взорваться от негодования, когда слышал в столовой: See-a-mess — то есть “посмотри на бардак”. Злая шутка, хотя в ней и была доля правды.
В те годы мы не раз начинали сомневаться. Не вознамерились ли мы прыгнуть выше головы? Не слишком ли многое себе навоображали? Не слишком ли положились на недостаточно устоявшиеся и ненадежные технологии? Много лет мы существовали в атмосфере всеобщих придирок, и нам было страшно, что у нас ничего не получится. ATLAS работает, как швейцарские часы, а CMS вечно опаздывает. Конкуренты уже определились с цветом кабельных этикеток, а мы все еще не уверены, что у нас есть нужные компоненты детекторов.
Но потом вдруг что‑то поменялось и все заскользило как по маслу. 28 февраля 2007 года нам удалось опустить в раскоп центральный элемент CMS, включая и сам магнит, и я понял, что мы успеем все сделать вовремя. Это была зрелищная операция, прямую трансляцию которой на весь мир вела Би-би-си. Мы потом долго еще не могли отдышаться.
В отличие от ATLAS, который монтировался в своей подземной камере, CMS был спроектирован так, чтобы его надо было собирать, словно конструктор Lego. Гигантский цилиндр был разделен на одиннадцать крупных фрагментов, каждый из которых собирался наверху, а затем они один за другим опускались вниз и вставали в нужное место детектора. Такой модульный подход буквально спас нас. Он позволил изготовить самые инновационные компоненты за несколько недель до начала работы LHC и быстро интегрировать их в нужное место конструкции.
Самый ответственный момент этого этапа – спуск в камеру центральной части CMS, самого тяжелого из всех фрагментов, весом в 2 000 т, состоящего из металла и чрезвычайно хрупких компонентов. Его надо было подвесить на стальных тросах и аккуратно опустить на сотню метров, причем так, чтобы внутри него не возникало даже малейших напряжений. Никто в мире еще не делал ничего подобного, и компании, специализирующейся на большегрузной подъемно-транспортной технике, пришлось разработать совершенно уникальную процедуру. От успеха этой операции зависело буквально все. Если бы ничего не вышло, то не было бы и CMS.
И вот наступает знаменательный день. Все на месте уже к пяти утра, чтобы не пропустить начала работы и в ужасе замирать при малейшем дрожании стальных канатов. Тут Джим Вирди, новый спикер от CMS, менее года назад сменивший на этом посту Мишеля, я, назначенный его заместителем, и Остин Болл, ответственный за строительство и технический координатор эксперимента. Чтобы преодолеть эти сотни метров, требуется много, ужасно много часов. Медленный, изнурительный, бесконечный спуск. Когда в 18.32 огромная конструкция касается наконец пола камеры, все с облегчением аплодируют и даже кричат от радости. Мы, как дети, прыгаем, обнимаемся и обнимаем техников и инженеров. Мы понимаем, что теперь у нас все получится. Ничто уже не сможет остановить CMS.
Ты знаешь, что бозон Хиггса открыли на LEP?
В те пятнадцать лет, что прошли с момента постройки LHC, открылось окно возможностей для обнаружения бозона Хиггса. В первый период работы LEP, когда ускоритель был ориентирован на изучение Z-бозонов, поиски бозона Хиггса давали отрицательные результаты и позволяли лишь установить нижний предел массы этой неуловимой частицы. Но исследования становились все более интересными по мере того, как в LEP увеличивали энергию столкновений. В период с 1995 по 2000 год, пока мы бились над созданием детекторов LHC, LEP достиг энергии 209 ГэВ. И тут произошло нечто из ряда вон выходящее.
До сих пор помню взволнованное выражение лица одного молодого исследователя, который зашел в мой кабинет летом 2000 года рассказать о пронесшемся в кафетерии слухе, будто в одном из экспериментов на LEP обнаружили бозон Хиггса с массой 114 ГэВ. Вскоре об этом уже заговорили все, а в сентябре был организован семинар, на котором представили результаты. Похоже, слухи действительно имели под собой основание. Слабые сигналы фиксировались более чем в одном эксперименте, и данные выглядели вполне согласованными, хотя количество наблюдаемых событий было чересчур велико по отношению к предсказаниям Стандартной модели.
Тема бурно обсуждалась с руководством ЦЕРН, который в то время возглавлял итальянский физик Лучано Майани. Решение требовалось принять быстро. Чтобы начать установку магнитов для LHC в соответствии с планом, надо было закрыть LEP в конце 2000 года. Любая задержка могла сильно повлиять на график постройки нового ускорителя. С другой стороны, за последние несколько недель появились признаки, вроде бы указывающие на то, что бозон Хиггса массой в 114 ГэВ у нас уже фактически в руках. Еще несколько месяцев – может быть, год, – и на LEP можно будет совершить открытие века.
Последовали напряженные дни жарких споров. В итоге Майани согласился всего лишь на несколько недель сбора данных, а позднее, увидев, что получаемые сигналы остаются крайне ненадежными, вообще остановил эту работу и принял решение закрывать старую установку. Физики LEP яростно его критиковали. Рвались многолетние дружеские связи, сыпались оскорбления, рождались глубочайшие обиды. Долгие годы те, кто поверил в сигналы, полученные на LEP, будут твердить, что бозон Хиггса уже открыт, что его масса равна 114 ГэВ и что на LHC его всего лишь переоткроют. Но в конце концов выяснится, что это была злокачественная статистическая флуктуация; такое порой случается, особенно когда ускоритель близок к дате своей окончательной остановки. Майани оказался прав: даже продолжая получать новые данные, идентифицировать объект с энергией 125 ГэВ на LEP было бы невозможно. Когда после открытия Хиггса я спросил Майани, кто из оскорбителей нашел в себе мужество извиниться или хотя бы просто признать его правоту, Лучано в ответ лишь улыбнулся.
После закрытия LEP эстафета в поисках бозона Хиггса перешла к чикагскому Тэватрону; LHC только начинал строиться. Воодушевленные открытием в 1995 году топ-кварка, ученые Фермилаба решили довести светимость ускорителя до предела и усовершенствовать детекторы, используя для этого также некоторые технологии, разработанные для LHC.
В первое десятилетие нового века окно возможностей для поимки бозона Хиггса открылось и на Тэватроне. Тем более что тогда – из сравнения масс топ-кварка и W-бозона с результатами прецизионных измерений массы Z-бозона – были получены непрямые оценки массы бозона Хиггса, которые свидетельствовали в пользу относительно низких значений, близких к значению 114 ГэВ, вызвавшего такой ажиотаж вокруг LEP. На таких энергиях у Тэватрона был шанс сорвать джекпот, обогнав LHC, и в какой‑то мере отыграться за неудачу с SSC.
Великий праздник и черная пятница
И вот все уже позади – и колоссальное напряжение, и череда взлетов и падений. Ускоритель готов к пуску. Наступает ответственный момент нашего захватывающего приключения. Ускоритель завершен, он прошел множество испытаний, доведен до рабочей температуры, готов к разгону первых пучков частиц. Детекторы также готовы; нам пришлось совершить вокруг ускорителя не одно сальто-мортале, чтобы установить и запустить последние компоненты, но в конце концов мы все успели. И CMS вовремя выходит на старт.
Трудно описать наш энтузиазм тех дней – энтузиазм поистине всепоглощающий и заразительный. Несколько лет мы провели на грани катастрофического провала, но теперь мы во всеоружии, готовы действовать и уверены, что обнаружим не только бозон Хиггса, но и суперсимметрию, и даже – а почему бы и нет? – новые состояния материи, предсказываемые теориями экстраизмерений.
Я вспоминаю то время, как период некоей эйфории. Возможно, все произошедшее потом отчасти объясняется той самоуверенностью, которая переполняла тогда нас всех. Той особой формой высокомерия, hybris, которая так хорошо описана в древнегреческой литературе и которая овладевает людьми, когда они, возгордившись, решаются на великие подвиги, – и за это на них обрушивается катастрофа.
Утро 10 сентября 2008 года. Все ожидают пуска ускорителя. ЦЕРН пригласил сотни журналистов. Впервые ускоритель элементарных частиц вводится в действие в присутствии представителей крупнейших СМИ всего мира. В безумные недели, предшествовавшие этому событию, мне, Фабиоле, Джиму Вирди и Петеру Йенни пришлось изыскать время, чтобы научиться работать со СМИ. Пара бойких журналистов Би-би-си часами растолковывала нам, как следует отвечать на самые агрессивные вопросы и уворачиваться от ловко расставленных репортерами ловушек.
Всеобщий интерес нарастал оркестровым крещендо, но связан он был с совершенно иррациональным страхом того, что запуск LHC обернется концом света. Мы были измучены непривычным для нас повышенным вниманием, нас шокировала жуткая чепуха, распространяемая газетами и разнообразными сайтами, мы тонули в потоке просьб об интервью и комментариях, отнимавших у нас бездну времени. Зато сотрудники отдела по связям с общественностью ЦЕРН сияли от счастья. Опасения, что черная дыра уничтожит мир, спровоцировали пароксизм внимания к происходящему в Женеве, а для них это – бесценная возможность поговорить с широкой публикой на научные темы, которые обычно мало ее интересуют.
В 10.28 инжектируется первый сгусток протонов; он совершает первый полный оборот и радостно влетает в тонкую керамическую пластину, оставляя на ней красивый эллиптический отпечаток. Это доказательство того, что все работает как надо. В зале центра управления аплодисменты. Руббиа и Лин Эванс празднуют первый вздох своего детища.
Возбуждение царит и в центрах управления экспериментами. Летят в потолок пробки из бутылок шампанского, в прямой эфир идут репортажи Би-би-си, Си-эн-эн, Аль-Джазиры и многих других компаний. То, насколько мировые медиа поглощены происходящим, я понял, когда общался со съемочными группами всех трех телеканалов Итальянского радио и телевидения (RAI) –