Но зато возникло растущее напряжение из‑за парочки других проблем, разрешить которые удалось только после многих месяцев неистовой работы. На протяжении всего 2012 года ATLAS обращался к нам с вопросами относительно измерения массы бозона. В Стандартной модели масса бозона Хиггса – параметр исключительной важности, но он не определяется в самой теории и должен быть измерен экспериментально с максимальной возможной точностью. Для этого использовались два наиболее ясных канала распада, обеспечивающих максимальное разрешение: распад на два фотона и распад на два Z-бозона, которые, в свою очередь, распадаются на четыре лептона. Это два независимых эксперимента, но они должны давать согласующиеся значения. На CMS именно так и происходило, но на ATLAS получались два различающиеся между собой результата; такое в принципе возможно, но наблюдаемое расхождение более чем в 3 ГэВ между значением массы, полученным в канале распада на два фотона, и значением массы, полученным в канале распада на четыре лептона, представлялось чрезмерным. На ATLAS бросились искать объяснения, и некоторые теоретики всерьез принялись разрабатывать гипотезу, что в действительности был открыт “дублет” бозонов: две частицы с близкими массами, каждая из которых отличается от бозона Хиггса в Стандартной модели. Наконец, спустя месяцы внимательного изучения калибровок калориметра и бесконечных перепроверок инструментов анализа, разница между двумя значениями сократилась до 2,5 ГэВ, что уже больше походило на экспериментальную ошибку, – и дело отправили в архив.
В те же самые месяцы, когда на ATLAS воевали с разницей в значениях массы бозона, на CMS волновались по поводу распада на два фотона. По мере получения новых данных сигнал вдруг стал слабнуть, будто бы в новом цикле и не было его усиления и будто бы это вовсе не он был настолько силен, что мы приглашали его на сцену и в 2011‑м, и в 2012 годах. После первого недоумения решено было еще раз все проверить, чтобы отыскать причины возможной ошибки. Летом, например, интенсивность пучков в коллайдере снова стала расти, из‑за чего усиливался эффект pile-up, – а значит, мы могли потерять значительную долю данных о событиях с участием бозона Хиггса, которые надеялись получить после внесенных изменений. Пришлось в очередной раз начинать все сызнова, буквально с нуля. Наконец, после восьми месяцев гонки и проведения аккуратных измерений, стало ясно, что это никакая не аномалия, а статистическая флуктуация. В первых 10 fb-1 (до середины 2012 года) мы наблюдали позитивную флуктуацию – то есть бозоны Хиггса появлялись чаще, чем можно было ожидать; а в следующих 10 fb-1 (во второй половине года) флуктуация была отрицательная, и сигнал становился слабее. При учете всех данных сигнал оказался точно соответствующим предсказаниям Стандартной модели. Ожидания, что в распаде на два фотона прячутся первые признаки Новой физики, на тот момент не подтвердились.
Когда в начале 2013 года мы наконец сочли возможным выступить с заявлением о том, что новая частица – скаляр и по всем своим характеристикам точно соответствует бозону Хиггса, больше других обрадовались этому как раз те двое наших немолодых коллег, которые с особым трепетом следили за всеми фазами финального анализа. Теперь ни у кого не оставалось сомнений: их предсказания были абсолютно точны.
Год элегантных нарядов
Присуждение Нобелевских премий – процедура довольно сложная, но имеющая четкие рамки. Победителей чаще всего объявляют во вторую неделю октября, а сама церемония награждения и вручения медалей проходит в Стокгольме 10 декабря, в годовщину смерти Альфреда Нобеля.
Механизм запускается годом ранее, и начинается все со сбора номинаций кандидатов. Осенью некоторое число (год на год не приходится, но обычно их около тысячи) ученых с мировым именем получает письмо от Шведской академии наук. В нем предлагается до конца января выдвинуть одного или нескольких номинантов – в соответствии с приложенной инструкцией. В феврале этот длинный список начинает рассматривать небольшая группа ученых, назначенная Академией; им предстоит сократить его до нескольких имен. Решения, которые будут приняты, во многом зависят от мнений нобелевских лауреатов предыдущих лет, к которым члены этого маленького комитета обращаются за советами. Летом укороченный список основных претендентов бывает готов и начинается второй тур отбора: проведение конфиденциальных консультаций – с целью выяснения как окончательных точек зрения, так и имен тех, в отношении кого может быть использовано право вето. Эта фаза завершается формальным заседанием, на котором комитет излагает свое заключение. Такое заседание всегда назначается на начало октября, но теоретически (хотя этого никогда еще не было) может быть перенесено и на более поздний срок, если Академия вдруг не примет рекомендации комитета. Так или иначе, окончательное решение принимается на пленарном заседании Академии и сразу после этого обнародуется.
Осмотрительность Нобелевского комитета стала притчей во языцех: премию не дадут за результаты, которые не были многократно подтверждены, или за теории, которые не были проверены экспериментально. Именно поэтому Питеру Хиггсу и Франсуа Англеру пришлось ждать так долго. Но теперь всем было ясно, что их имена фигурируют в коротком списке фаворитов, хотя интрига, безусловно, сохранится до последней минуты. Прежде всего потому, что есть неформальное правило ротации областей знания, которые должны награждаться: физика частиц, астрофизика, физика твердого тела – с возможным включением каких‑то других ее разделов. Кроме того, надо всегда иметь в виду, что лауреатов не может быть больше трех. В действительности в завещании Альфреда Нобеля говорится о присуждении премии “тому человеку, который совершил важное открытие или сделал важное изобретение в области физики”[47], но с течением времени норма изменилась и стали награждать до трех лауреатов. Так что, помимо Хиггса и Англера, лауреатом мог стать и еще один ученый, работавший над теориями спонтанного нарушения электрослабой симметрии и ее механизмов.
Кое-кто даже допускал, что третья медаль может быть присуждена ЦЕРН. Правда, пришлось бы нарушить более чем столетнюю традицию, но ее ведь однажды уже нарушили, так почему бы не сделать это еще раз? Организация исследований пребывает в непрерывной эволюции, и должна же наконец Шведская королевская академия наук признать очевидный факт: если результат получен целой коллаборацией, в которой тысячи ученых, то выбрать для присуждения премии кого‑то одного очень сложно. И сейчас, возможно, самый подходящий случай, ибо открытие было сделано CMS и ATLAS благодаря высокой производительности LHC. Так почему бы не наградить премией всю эту международную организацию, сумевшую построить и скоординировать столь циклопическое предприятие?
В ЦЕРН многие поверили в реальность такой перспективы, а кое‑кто даже предпринял определенные шаги для оказания политического давления на наиболее известных членов Академии. Все эти маневры были неуклюжими, изначально обреченными на провал, но определенные надежды они, однако, породили.
8 октября 2013 года была среда, и мы все напряженно ожидали вестей. К 11 часам, когда должно было прозвучать вожделенное объявление, сотни наших сотрудников сгрудились вокруг экранов, подвешенных в разных частях лаборатории. Молодежь, как всегда, шутила: некоторые принесли с собой золотые шоколадные медальки, и одну такую мне даже повесили на шею, чтобы сделать фото. Как ни странно, сообщение о награжденных задерживалось, и поползли слухи, что это из‑за борьбы за третью медаль: мол, кто‑то предложил присудить ее ЦЕРН и началась перепалка. Наконец на экране показался спикер, и все смолкли; победителями стали Питер Хиггс и Франсуа Англер. Крики радости заполнили коридор, в потолок полетели пробки от шампанского, началось веселое празднование. Объявление меня не удивило: я знал, что так все и будет. Но когда спикер принялся читать мотивировочную часть, я разволновался: “…теория которых была подтверждена недавним открытием, совершенным в двух экспериментах на CMS и ATLAS, проведенных в ЦЕРН”. Когда я услышал эти слова о наших экспериментах, я понял, что сделанное нами вошло в историю.
На следующий день мне позвонил Франсуа Англер и, не слушая моих поздравлений, спросил: “Ты помнишь наш уговор? Готовься. В Стокгольм поедем вместе”. Так что этот год стал для нас годом элегантных нарядов. И в ЦЕРН, и в Пизе смеются, когда на страницах газет или на экранах телевизоров я появляюсь в официальном костюме, а не в привычных джинсах. Началось все со светло-синей тройки в сентябре 2012 года, когда президент Республики Джорджо Наполитано пригласил в Квиринальский дворец Серджо Бертолуччи и нас с Фабиолой, чтобы мы обратились по телевидению ко всем школьникам Италии.
Еще более элегантно пришлось одеться в апреле 2013 года, когда в Женеве нам вручали Премию по фундаментальной физике. Протокол предусматривал смокинг для мужчин и вечернее платье для женщин. Эта премия – одна из самых престижных в мире, и за открытие бозона Хиггса ее присудили “магической семерке”, как нас окрестила пресса. Лин Эванс, Джим Вирди, Фабиола Джанотти, Джо Инкандела, Петер Йенни, Мишель Делла Негра и я разделили между собой три миллиона долларов, которые российский миллиардер Юрий Мильнер, страстно увлеченный физикой, ежегодно вручает ученым за наиболее существенный вклад в фундаментальные исследования. Когда пришла телефонограмма с сообщением об этой премии, все подумали, что это какая‑то шутка. Я узнал об этом в Токио, где был на конференции. Мы ужинали в традиционном ресторане – одном из тех, где едят, сидя на полу с поджатыми ногами. Я вышел, чтобы никого не беспокоить, и мне понадобилось некоторое время на осознание того, что речь идет о чем‑то серьезном, так как Джо Инкандела, звонивший мне из ЦЕРН, непрерывно смеялся. Но потом мы оказались во Дворце конгрессов Женевы, а церемонию вел оскароносный Морган Фриман, и на ней предполагалось также награждение Стивена Хокинга, знаменитого физика из Кембриджа, уже много лет борющегося с тяжелой болезнью. А перед ее началом у нас был ужин в “Отель де Берг”, где, сидя рядом с Морганом Фриманом, одним из моих самых любимых актеров, я узнал, кроме всего прочего, что он искренне интересуется физикой; у нас с ним будет еще повод встретиться и провести вместе пару часов, обсуждая инфляцию, мультиверсум и экстраизмерения.