- Игорь Иванович, так что за частицу нашли в Швейцарии? Какие тайны мироздания она нам может открыть?
- БАК создавали не только для поиска Хиггсовского бозона, но и для поисков новой физики за ее пределами. Бозон Хиггса — самая тяжелая из всех элементарных частиц и самая последняя, описываемая Стандартной моделью, была открыта в 2012 году. Если будет открыта частица тяжелее нее, это будет означать открытие эры новой физики за пределами Стандартной модели.
- По каким признакам физики в Швейцарии определили, что «намек», поступивший из коллайдера, может относиться именно к такой частице?
- По характеристикам нового резонанса, зафиксированного приборами, частица, образовавшаяся в результате столкновения ядер протона, весит порядка 750 ГэВ, что в 6 раз больше массы самой тяжелой из открытых частиц - бозона Хиггса (125 ГэВ). То что обнаружили, подчеркну, может быть указанием на новую, фантастически интересную физику, но может оказаться и флуктуацией (случайным отклонением физических величин от их ожидаемых значений). Это нормально. Дождемся подтверждающих или опровергающих данное подозрение экспериментов.
- Есть ли у ученых уже сейчас теория, выходящая за пределы старой модели, с присутствием в ней того, чего раньше «не могло быть»?
- Да, конечно. Таких теорий много и они давно построены. Одна из них теория Суперсимметрии.
- Можно поподробнее об этой теории?
- Попытаюсь объяснить как можно проще. Развитие физики идет в направлении объединения на первый взгляд разнородных явлений в единые сущности. Это сопровождается все более симметричными фундаментальными законами природы. Например, Эйнштейн объединил пространство и время в единую сущность. В Стандартной модели электрон и нейтрино - две грани одной сущности. В Суперсимметрии все что мы уже знаем, и то, что еще не обнаружили, объединено в одну сущность. И частицы, и их взаимодействия, излучения, — все это грани одного целого. При этом все известные частицы и взаимодействия должны иметь суперпартнеров. Это новые, еще не открытые частицы модели. В принципе, мы знаем какие они должны быть, кроме некоторых деталей, если эта теория действительно описывает природу.
- Какова их значимость и почему вообще решили, что их существование возможно?
- Они необходимы для построения очень стройной и красивой теории Суперсимметрии. Звучит наверное странно, да? Ну например, гипотетически, если бы мы существовали на какой нибудь другой планете, мы могли бы построить электродинамику до экспериментального открытия магнитов. Но мы бы знали заранее из этой теории, что магнитов с одним только южным или северным полюсом не бывает. У магнита всегда два полюса. Кстати, Дирак (Поль Адриен Морис Дирак — английский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике 1933 года) предсказал чисто теоретически, что у всех частиц есть античастицы. Так и оказалось. Но суперпартнеры это не античастицы. В суперсимметрии у античастиц тоже есть свои суперпартнеры.
- В нашем грубом мире мы можем заметить влияния подобных взаимоотношений, иными словами, - у людей могут быть хотя бы теоретически какие-нибудь суперпартнеры?
- Нет. Эти взаимоотношения распространяются только на мир элементарных частиц.
- Жаль. А с темной материей теория Суперсимметрии как-то связана?
- Да. «Кто-то» из еще не открытых суперпартнеров может составлять темную материю.
- Теперь о вашей работе в ИЯИ РАН. Расскажите об установке, которая будет ловить темную материю, и как это будет происходить?
- Эта установка (в своем классе - единственная в мире) появилась в нашем Институте, в Троицке более двадцати лет назад. Она была создана Владимиром Лобашевым для измерения массы нейтрино, хотя тогда нейтрино еще считались безмассовыми. Но наши подозрения оказались верными. Масса у нейтрино есть, и за нее в этом году дали Нобелевскую премию, а мы установили, что она составляет менее 2-х электронвольт. Это самое точное на сегодняшний день измерение. В немецком городе Карлсруэ сейчас быстрыми темпами создают увеличенный аналог, превосходящий наш по параметрам, размером с дом, чтобы повторить наши измерения на новом уровне. Ну а мы усовершенствовали наш детектор и приступаем к новой работе - по поиску частиц темной материи. Эта работа также весьма амбициозна. Мы рассуждаем так: если нейтрино имеет массу, значит, оно должно иметь и две компоненты (левую и правую), какие имеются у всех известных массивных частиц материи. До последнего времени нам было известно о существовании только левых нейтрино. Но теперь, когда мы знаем, что у этой частицы есть масса, значит, можем смело предполагать, что есть и правые нейтрино (их еще называют стерильными нейтрино). И вот они также могут быть претендентами на роль частиц темной материи.
- Как будет происходить процесс идентификации?
- Мы будем изучать процесс распада трития, в результате которого получаются нейтрино. По рекордно точно измеряемому спектру электронов от этого распада мы и увидим, есть у нейтрино стерильные компоненты или нет.
- Получается, на роль частиц темной материи претендуют два кандидата: суперпартнеры известных частиц и стерильные нейтрино?
- Есть еще третий возможный и популярный кандидат — частицы аксионы, которых также еще никто не видел и не измерял. Они были введены (или просто придуманы) теоретиками для объяснения определенных загадок сильных взаимодействий.
- Когда начнется работа с обновленным детектором?
- Она уже началась в этом месяце.
