Сегодня отмечается 10 лет со дня открытия бозона Хиггса. Бозон Хиггса играет ключевую роль в механизме генерации масс других элементарных частиц. Его наблюдение завершило экспериментальное обнаружение спектра элементарных частиц, предсказанных в Стандартной модели. Ученые Объединенного института ядерных исследований внесли определяющий вклад в обнаружение бозона Хиггса и по праву являются соавторами этого открытия. Об этом событии было объявлено 4 июля 2012 г., и с тех пор исследователям удалось значительно продвинуться в понимании свойств бозона Хиггса, хотя многое еще предстоит изучить. (Пресс-релиз ЦЕРН по случаю 10-летия открытия бозона Хиггсаexternal link, opens in a new tab)
Сегодня в честь 10-летия открытия частицы проходит юбилейный симпозиум в ЦЕРН. Его участники рассматривают последние результаты исследований бозона Хиггса и обсуждают перспективы на будущее. Участие в нем принимает Председатель совета объединения институтов РФ и стран-участниц ОИЯИ в эксперименте CMS (RDMS CMS), научный руководитель Объединенного института ядерных исследований академик РАН Виктор Матвеев. В преддверии юбилейного мероприятия он рассказал о том, почему открытие этой частицы явилось настолько важным для фундаментальной науки.
— Виктор Анатольевич, скажите, пожалуйста, почему открытие этой элементарной частицы в научном мире воспринимается как праздник?
— В эти дни вся мировая научная общественность, прежде всего, ученые, специалисты многих стран, которые непосредственно участвовали в экспериментальных исследованиях на Большом адронном коллайдере, отмечают десятилетие со дня открытия одного из крупнейших, значительных научных открытий в области фундаментальной физики – открытие так называемого скалярного бозона Хиггса. Пожалуй, никакого иного открытия в физическом мире не ждали с таким нетерпением, я бы сказал – с энтузиазмом, как открытия бозона Хиггса. И оно совершилось ровно десять лет назад, 4 июля, когда о наблюдении этого бозона объявили участники двух крупнейших научных коллабораций: проектов ATLAS и CMS, – на основе тех данных, которые были получены в экспериментах на LHC.
— Почему это открытие было таким ожидаемым?
— Открытие бозона Хиггса явилось подтверждением существования в природе физического поля принципиально нового типа, если сравнить его, например, с электромагнитным полем. Названо оно было по имени предсказавшего возможность его существования теоретика– полем Хиггса. Чем оно замечательно, чем оно отличается от всех известных физических полей? Оно в основном своем состоянии, то есть в вакууме, принимает отличное от нуля значение во всем пространстве. Тем самым, заполняя все пространство, это поле порождает механизм генерации массы фундаментальных фермионов: электронов, кварков и так далее – являющихся, как мы говорим, элементарными составляющими всей наблюдаемой вокруг нас материи. Таким образом, открытие бозона Хиггса, без всякого преувеличения, – это триумф теоретической мысли, позволивший на базе объединения всех основополагающих знаний, которые были получены за прошедшее столетие в изучении законов микромира, создать концепцию Стандартной модели элементарных частиц. Стандартная модель является одним из наивысших интеллектуальных достижений человечества. Все ее предсказания, все открытия были с высочайшей точностью подтверждены экспериментально. Не могу не отметить, что празднование десятилетия этого эпохального открытия – прекрасный повод напомнить о том значительном вкладе в создание Стандартной модели, который внесли теоретики Дубны, прежде всего Н.Н. Боголюбов, Д.В. Ширков и их научная школа. Как не раз подчеркивал один из соавторов Стандартной модели лауреат Нобелевской премии Абдус Салам, именно в работах Николая Николаевича Боголюбова в теорию элементарных частиц и квантовую теорию поля была введена концепция спонтанного нарушения симметрии. В работах Н.Н. Боголюбова и его учеников было предложено введение нового квантового числа кварков, названного впоследствии цветом кварка, играющее важнейшую роль в Квантовой хромодинамике – калибровочной теории сильных, ядерных взаимодействий. Само создание уникального коллайдера ЦЕРН было бы невозможно без использования выдающегося открытия В.И. Векслера принципа автофазировки.
Таким образом, существование бозона Хиггса есть редчайшее открытие в современной истории науки, и в этом заключается и наше достижение, достижение ОИЯИ и его стран-участниц.
Ученые и специалисты Дубны во взаимодействии со своими коллегами из России и стран-участниц, а также с коллегами и партнерами из других стран мира внесли основополагающий вклад в формирование научного комплекса Большого адронного коллайдера, в разработку и создание его уникальных детекторов частиц, таких, как ATLAS, CMS, ALICE, и в разработку физической программы исследований в области фундаментальной физики.
И, конечно, нельзя не сказать также, что само открытие бозона Хиггса, такой большой результат – это триумф международного научного сотрудничества, его высоких принципов, которые продемонстрировали эффективность объединения материальных и интеллектуальных ресурсов, в немалой степени молодых талантов для получения знаний о законах мироздания в интересах всех стран мира, всего человечества. Это принцип «Наука сближает народы» в действии.
— Каковы были Ваши личные впечатления, эмоции, когда вы осознали, что открытие совершилось?
— Как бы мы ни верили в теорию, надеяться на то, что природа устроена именно так, как теоретики об этом думают, – это большая смелость. Конечно, вначале это было изумление и большая радость. Мы достигли того, к чему стремились. «Эврика!» – этот возглас, с которым совершаются научные открытия, вызывает всегда очень мощное, глубокое и эмоциональное чувство. Конечно, мы горды в том числе тем, что достигли таких высот в постижении секретов мироздания и достигли их с успехом, находясь в составе большой команды ученых из многих стран мира, работавших сообща, движимые к общему для всех результату, стремясь своим трудом обогатить знания всего человечества.
Это был серьезный успех – общий для большой команды ярких ученых и специалистов из России и стран участниц Дубны, участвующих в проекте CMS, которая известна в мире под именем RDMS. И мне, как председателю совета RDMS, было очень почетно и приятно работать с ними и вместе с Руководителем нашей части проекта И.А. Голутвиным быть во главе такого талантливого коллектива.
— Какие перспективы научного поиска открываются в связи с открытием бозона Хиггса?
— Поиски законов за пределами Стандартной модели – это огромная, большая задача. К сожалению, чем дальше, тем труднее становится их искать. Здесь надо опираться на объединения усилий ученых всего мира, чтобы сформировать условия, которые позволяют существовать международному научному сотрудничеству. В связи с этим нужно сказать, что все мы находимся под влиянием решений, обсуждаемых и принимаемых на заседаниях Совета ЦЕРНа, который сейчас принял достаточно компромиссное решение, достигнутое как баланс между видением мирового сообщества физиков, ученых и теми условиями, которые формулируют политики. И само это решение создает существенные сложности для сохранения и продолжения совместных научных исследований. Однако результаты наших исследований служат не только нам в Дубне и нашим странам-участницам – они служат миру.
Мы должны с оптимизмом смотреть вперед. У нас в Дубне сформулирована очень крупная и амбициозная программа по ряду научных направлений. И конечно, если говорить о нерешенных задачах или проблемах Стандартной модели, –то это квантовая хромодинамика как составная часть Стандартной модели, теория сильных взаимодействий, которая требует дальнейших очень сложных исследований. В частности, тех исследований, которые мы планируем проводить на коллайдере тяжелых ионов NICA. Это действительно та задача, которая стоит перед мировым сообществом, и мы должны гордиться тем, что создаем уникальный прибор, нужный не только нам в Дубне, не только нашим странам-участницам, но и всему мировому сообществу. Здесь нам необходимо настроиться на получение самых больших и важных результатов, которые позволили бы нам судить о той форме ядерной материи, которая возникла при первых мгновениях после рождения Вселенной – так называемой физике кварк-глюонной материи. Поэтому необходимо всегда смотреть в будущее с оптимизмом, но быть реалистами и делать все возможное для сохранения творчества и научного сотрудничества ученых всего мира.
— Что бы Вы хотели пожелать в этот день участникам объединения RDMS и сотрудникам ОИЯИ, задействованным в экспериментах на LHC?
— Мне приятно от лица Дирекции ОИЯИ поздравить всех участников исторических экспериментов на LHC в ЦЕРН, всех сотрудников лабораторий Института, ученых, инженеров, специалистов, которые внесли в том или ином виде вклад в создание уникальных экспериментальных установок, поздравить их с десятилетием открытия одного из ключевых элементов современной теории элементарных частиц – бозона Хиггса. Это открытие знаменует переход к новому этапу фундаментальных исследований – к поиску того, что сейчас называют Новой физикой за пределами Стандартной модели элементарных частиц, астрофизики и космологии.
Дорогие коллеги и друзья! Желаю вам от имени руководства Института, от всего научного коллектива новых крупных достижений на пути раскрытия сокровенных тайн природы и познания законов эволюции Вселенной, открытия новых фундаментальных составляющих в мире и новых фундаментальных сил. Больших вам успехов, дорогие коллеги! Вперед, к новым рубежам большой науки!