Идея заключается в том, чтобы, используя десятки километров, уже прорытые для SSC, быстро довести длину тоннеля до 87 км и устроить там фабрику бозонов Хиггса – электрон-позитронный ускоритель с энергией 240 ГэВ, подобный FCC-ee. А потом – благо геологические условия Техаса позволяют – прорыть тоннель на 270 км и, оборудовав его магнитами на 5 Тл по хорошо известной технологии, достичь 100 ТэВ в протонном ускорителе. В тоннеле на 87 км можно также разместить инжектор на 15 ТэВ для протонного ускорителя. Ну а позднее, когда станут доступны технологии изготовления магнитов на 15 Тл, снабдить ими 270‑километровый тоннель – для получения энергии в 300 ТэВ.
Сторонники этого проекта настаивают, что он, несмотря на свои огромные размеры, будет куда экономичнее FCC. Но этот вариант, являясь, безусловно, весьма интересным, пока не рассматривался в качестве серьезной альтернативы другим предложениям.
В погоне за приоритетом
Сейчас в научной политике, причем на международном уровне, происходят, так сказать, “большие маневры”, и связаны они с программами постройки новых ускорителей.
Во-первых, как уже было сказано, США, похоже, согласились играть в дальнейшем роли второго плана. Сначала они обожглись в истории с SSC; потом парочку серьезных ударов нанес им ЦЕРН. Открытие W– и Z-бозонов, а затем еще и бозона Хиггса, по‑видимому, отправили их в нокаут, так что у них нет больше то ли сил, то ли желания хоть как‑нибудь реагировать. Но, несмотря на это, США остаются одним из лидеров в области новых технологий, а их достижения в других отраслях знания – в астрофизике, в космических исследованиях – по‑прежнему неоспоримы. Складывается впечатление, что американцам не по душе делать значимые инвестиции в те сферы науки, где, как они считают, их превосходство утрачено навсегда.
Совершенно по‑другому ведут себя “азиатские тигры” – Япония, Южная Корея и, конечно же, Китай. Эти страны, расположенные в наиболее динамично развивающейся части планеты, удивительно успешны и в том, что касается физики высоких энергий.
У Японии существует тут своя долгая традиция, и список нобелевских премий, полученных ее учеными за последние шестьдесят пять лет, убедительное тому доказательство. Корея и Китай включились в гонку относительно недавно, но достигнутый ими прогресс впечатляет. В особенности это относится к Китаю, который поначалу был малозаметен, но затем стал выдавать научные результаты один за другим. Чтобы усилить свое сообщество физиков, работающих в сфере высоких энергий (на тот момент весьма небольшое), государство пригласило из‑за границы лучших исследователей китайского происхождения. Тем из них, кто трудился в наиболее престижных американских университетах, оно предложило вполне сопоставимые зарплаты и фонды для проведения исследований. Чтобы создать китайские проекты новых ускорителей, правительство привлекло к участию в них наиболее известных исследователей, а молодым физикам из Америки и Европы, склонным к преподавательской деятельности, были предложены кафедры в местных университетах.
Инвестиции в фундаментальные исследования растут в Китае год от года. В процентном выражении этот рост таков, о каком мы, европейцы, которым приходится вести борьбу за выживание на фоне постоянного сокращения бюджетов, не смеем даже и мечтать. С 2000 по 2010 год они удвоились, и сегодня Китай тратит на научные исследования и опытно-конструкторские разработки больше, чем вся Европа.
Помимо прочего, в Китае запустили амбициозную программу космических исследований, включающую создание орбитальной научной станции и серию полетов на Луну. Венцом этой программы должен стать пилотируемый полет на наше ночное светило. В КНР ежегодно открывается несколько новых университетов и появляются важные инфраструктуры нейтринной физики, в том числе новая подземная лаборатория.
Китайский правящий класс демонстрирует понимание того, что инвестиции в фундаментальную науку откроют стране дорогу в мировую технологическую элиту. При этом китайцы хотят не только участвовать, но и стать первыми; они намерены добиться стратегического превосходства, сделаться научной супердержавой, ведущей за собой мир.
Если сегодня у Европы неоспоримое лидерство в физике высоких энергий, то это благодаря преимуществам научной подготовки в лучших университетах, старым традициям в активно работающих организациях вроде ЦЕРН, системам исследовательских центров и сети национальных лабораторий. У нас есть все условия для поддержания и укрепления этого приоритета. Но нам также требуется единое политическое руководство, которое не делилось бы на национальные группы и помнило о далекой перспективе развития нашего континента. Однако, к сожалению, слишком многие стратегические решения в Европе диктуются политическими случайностями или напрямую зависят от экономической конъюнктуры той или иной страны. Поэтому нужно, чтобы утвердился совершенно иной подход, нужно, чтобы европейский проект общества, устремленного в будущее, был принят в качестве своего рода конституционного пакта. Европа должна наращивать инвестиции в фундаментальные исследования, укрепляя университеты и исследовательские центры. Только вкладываясь в образование и обеспечивая появление новых поколений ученых, можно поддерживать прогресс и развитие. Задача государства – активно финансировать фундаментальные исследования, а задача промышленности – развивать прикладные исследования; необходимо использовать результаты общего познания и привлекать к работе наиболее талантливых выпускников университетов.
У Европы нет будущего без последовательных и непрерывных инвестиций в науку. Ибо ее превосходство в области физики высоких энергий подвергается сегодня большим рискам.
Глава 10Книга бытия. Версия 2.0
Кардиналы и иезуиты против мультиверсума
ЦЕРН,
3 июня 2009 г.
Сегодня мы с Джоном Эллисом – главные в доме. Мы принимаем представителя одного очень не похожего на другие государства. В нем живет всего 836 человек, а его территория составляет всего 0,44 км2; меньше не бывает, однако эта страна играет в мире очень важную роль – речь идет о Ватикане. Возглавляет делегацию кардинал Джованни Лайоло, губернатор Ватикана, своего рода премьер-министр, который управляет государством-градом Ватикан от имени понтифика. Визит одновременно и официальный, и научный. Кардинала сопровождает апостольский нунций Женевы и два наиболее видных ученых этого крошечного государства, два иезуита – оба астрономы: Хосе Габриель Фунес, директор престижной Ватиканской обсерватории, и Ги Консолманьо[60], куратор коллекции метеоритов Ватиканской обсерватории, одной из самых уважаемых в мире. Одна из целей визита – обсуждение возможности, что со временем Ватикан присоединится к ЦЕРН в качестве наблюдателя (это первая стадия процедуры включения в ЦЕРН нового члена). Вот почему делегация настолько представительная, а программа визита, кроме протокольных формальностей, включает еще и развернутую дискуссию на интересующие всех нас научные темы. Утром мы посетили CMS и вычислительный центр ЦЕРН, а после обеда оказались в малом конференц-зале, используемом для небольших семинаров: зал А строения 61.
У Ватикана есть государственная исследовательская инфраструктура, решающая задачи в сфере астрономии и космологии. Ватиканская обсерватория располагает двумя телескопами. Старый находится в городке Кастель-Гандольфо, где помещается летняя папская резиденция, а новый, VATT (The Vatican Advanced Technology Telescope[61]), расположен на горе Грэм в штате Аризона (США), лучшем месте для астрономических наблюдений в Северной Америке. VATT – это современный телескоп-рефлектор с главным зеркалом около двух метров в диаметре; первый оптико-инфракрасный телескоп Ватиканской обсерватории.
Ватиканская обсерватория – одна из старейших в мире. Она была основана в конце XVI века, когда папа Григорий XIII почувствовал необходимость в более точных наблюдениях и вычислениях для календарной реформы, носящей его имя. Он обратился к иезуитам Римской коллегии, где тогда работали лучшие физики, астрономы и математики, и для проведения ими нужных наблюдений велел построить башню высотой в 73 метра, известную теперь как Башня ветров[62]. Несмотря на все перипетии ватиканской истории, обсерватория оснащалась все более и более совершенными инструментами, которые иногда устанавливались в Башне ветров, а иногда в Римской коллегии. В прошлом веке, когда световое загрязнение стало слишком сильным, папа Пий XI решил перенести обсерваторию в Кастель-Гандольфо в Альбанских горах, в 25 километрах от Рима, где она находится и сегодня.
А сейчас мы в ЦЕРН, сидим вокруг овального стола и разговариваем о физике. Для начала речь заходит о темной материи. Фунес и Консолманьо хотят знать, какие у нас есть программы по прямой регистрации суперсимметричных частиц, которые могли бы навести нас на нейтралино. Джон Эллис набрасывает схему наиболее простых суперсимметричных моделей, а я подробнейшим образом объясняю, какие у нас организованы исследования. Потом разговор касается Большого взрыва, электрослабого фазового перехода, инфляции… Направляет беседу и задает вопросы отец Фунес, а кардинал Лайоло ограничивается тем, что слушает и кивает. Мы с Джоном сначала очень осторожны; мы знаем, что темы весьма деликатные, и ни в коем случае не хотим даже каким‑то пустяком задеть чувства наших собеседников. Поэтому мы стараемся избегать любых неловкостей и не спускать, так сказать, руку с тормоза. Но вот нам задан прямой вопрос: “А что вы думаете о мультиверсуме?” И мы вдруг понимаем, что весь предшествующий разговор был лишь прелюдией именно к этому вопросу. Сейчас нам наверняка придется горячо спорить с собеседниками, отстаивая мысль о том, что наша Вселенная не единственная и что существует гипотетическое множество параллельных вселенных. Это вопрос, ответ на который, если он окажется положительным, будет иметь не только научные, но и, как несложно себе представить, теологические последствия. Те острые углы, которые мы из чувства уважения старались всячески обходить, как оказывается, интересовали представителей Ватикана более всего. С этого момента разговор становится довольно напряженным, и мы проводим целый