06.09.2012

Физика в БАКе: когда ждать чудес

Среди тысяч физиков из разных стран, выжимающих доказательства справедливости стандартной модели из адской машины под названием БАК, есть немало россиян. Один из них – Максим Титов – возглавляет коллаборацию RD51, в которой работает 500 сотрудников из разных стран. Недавно он был проездом в Москве, где мы с ним и встретились, чтобы побеседовать о больших открытиях в ЦЕРН, которые, должно быть, удивят весь мир, а также о модели управления огромным интернациональным коллективом.

Справка:

Титов Максим Петрович родился 6 мая 1973 года. В 1996 году окончил Московский физико-технический институт. Профессионально заниматься теоретической и экспериментальной физикой начал на третьем курсе; работал в Институте теоретической и экспериментальной физики, в немецком исследовательском центре по физике частиц DESY (нем. Deutsches Elektronen-Synchrotron). С 2003 года – работа в Университете Фрайбурга (Германия), с 2007 года – в Комиссариате атомной энергии Франции (CEA Saclay). С 2009 года – руководитель коллаборации RD51 CERN

Масса денег на массу частиц

Максим, в этом году вроде прозвучало сенсационное заявление из ЦЕРН о том, что открыта частица, по своим характеристикам схожая с искомым бозоном Хиггса. Но тут же последовали оговорки, что нужно ещё немного подождать, чтобы говорить об этом стопроцентно... Когда же физики чётко скажут, что они нашли на самом деле?

– Действительно, открыта частица с такими же характеристиками, как у бозона Хиггса. Но для того, чтобы утверждать, что открыт именно тот бозон, который был предсказан 40 лет назад, необходимо больше данных с экспериментов LHС (БАК – рус.). Ускорительный комплекс LHC работает в этом году очень хорошо: за 4 месяца 2012 года оба эксперимента – Atlas и CMS – набрали столько же новых данных, сколько и за весь 2011 год, – таким образом, удалось удвоить статистикy. Наличие сигнала подтвердилoсь в той же самой массе, что и в данных прошлого года. Результаты обоих экспериментов говорят о том, что обнаружена частица с вероятностью более 99,99995% (в научной терминологии «5 сигма») и массой 125–126 ГэВ (гигаэлекторонвольт), что на языке статистического анализа обозначает слово «открытие».

Это событие, значение которого широкие массы, может, и не вполне осознают, вызвало огромный ажиотаж. А как сами учёные к нему относятся?

– Это один из этапов нашей работы. По-моему, у общественности были завышенные ожидания от того, что физики должны найти с помощью БАК. Мы сейчас собираем доказательства одной из моделей физики высоких энергий, так называемой Стандартной модели. Бозон Хиггса может дать ответ на самый главный вопрос: каким образом другие элементарные частицы получают массу?

Конечно же, для нас это открытие – важнейший шаг в понимании природы. Но мы должны также отдавать себе отчёт в том, что Стандартная модель в физике высоких энергий, «которая ещё ни разу не ошибалась», неполная теория. Она не отвечает на многие вопросы современной физики, такие, например, как наличие тёмной материи и тёмной энергии во Вселенной, иерархия масс частиц, масса нейтрино. Существуют новые теории, которые рассматриваются как «продолжения Стандартной модели». К примеру, суперсимметрия: суть её в том, что для каждой известной частицы должна существовать другая частица из суперсимметричного сектора, о которой мы пока ничего не знаем. Физики надеялись, что эти частицы будут найдены раньше, чем бозон Хиггса, но пока их не удалось увидеть. Коллайдер, как вы знаете, продолжит работать до февраля 2013-го, после чего будет остановлен на полтора года. Во время этого длительного перерыва будет происходить подготовка гигантской машины к переходу на полную мощность. Потом он начнёт работу на энергии практически в два раза большей – 14 ТэВ (тераэлекторонвольт). Это позволит существенно расширить область поиска как суперсимметричных частиц, так и возможных частиц из других моделей. Мы однозначно ожидаем, что будут новые открытия на БАК.

Многие страны, участвующие в этом проекте, до сих пор не отошли от последствий финансово-экономического кризиса. Это отражается каким-то образом на финансировании исследований в ЦЕРН?

– Конечно же, в условиях экономического кризиса, начавшегося в 2008 году, существенно снизился бюджет на развитие фундаментальной физики энергий. Финансовая нестабильность наложила определённый отпечаток на реализацию проектов, связанных, например, с модернизацией детекторов Atlas, CMS и других. Я бы сказал так: Северная Америка и все европейские страны, за исключением Германии, сократили финансирование на фундаментальную физику, в том числе на эксперименты в ЦЕРН. Расходы урезались в основном на участие в проектах научных групп, представляющих конкретные государства. А сама ЦЕРН как международная организация, насколько мне известно, сумела сохранить финансирование на прежнем уровне.

Пропуск к БАКу

Каким образом научные институты могут приобщиться к вашим экспериментам?

– Новые институты попадают в ЦЕРН следующим образом: они могут проявить заинтересованность в участии в экспериментах ЦЕРН и непосредственно с руководством коллаборации обсудить вопросы входа в её состав. После этого менеджмент коллаборации рассматривает на заседании совета институтов возможность участия данного института в эксперименте. Помимо анализа физических данных и публикации результатов, это участие подразумевает определённый «технический вклад» – например, что поступивший институт будет помогать поддерживать или строить новый детектор. В дальнейшем организации имеют полную свободу с точки зрения своего вклада в физический анализ.

Ещё один момент: при вступлении в коллаборацию придётся заплатить взнос в общий фонд эксперимента, который используется для оплаты текущих расходов – поддержания детекторов, обновления инфраструктуры и всего прочего. Таким образом, если институт приходит в ЦЕРН, это означает, что у себя в стране он в состоянии получить необходимый уровень финансовой поддержки для оплаты обязательного взноса, а также для обеспечения своих сотрудников возможностью пребывания в ЦЕРН, участия в конференциях и т.д. Стремиться закрепиться в ЦЕРН, не имея достаточных финансов, бессмысленно. Конечно же, в наше время достаточно видеоконференций и митингов, многие вещи можно сделать на расстоянии. Но всё-таки очень важно, чтобы был живой контакт с людьми, работающими в ЦЕРН.

Таким образом, чтобы институт был принят в коллаборацию, ему необходимо иметь поддержку от финансовых агентств своей страны и сильный состав профессоров, которые могли бы быть руководителями постдоков и аспирантов.

Какова сейчас динамика молодых кадров в ЦЕРН? Как они у вас закрепляются?

– Ситуация со студентами, аспирантами и PhD довольно динамичная. Ещё несколько лет тому назад хороший специалист, окончив аспирантуру, легко находил позицию в коллаборациях Atlas и CMS, в которых работают по 3000 человек, или где-то ещё. Опять же, в связи с резким сокращением финансирования фундаментальных исследований, которое произошло в развитых странах в связи с экономическим кризисом, возможность найти позицию постдока существенно усложнилась в последнее время. Финансовые агентства выделяют на них меньше средств. В то же время мы наблюдаем, как эта категория сотрудников постоянно обновляется, – отток-приток людей в коллаборации я бы оценил на уровне 20–25%. Общий состав коллаборации, скорее, даже немножко возрастает со временем в связи с тем, что новые группы вступают в эти эксперименты.

Энергия физиков

Как в целом оцениваете организацию работы над экспериментами?

– ЦЕРН – это совершенно уникальная научная структура. Её главный фактор, безусловно, научный, но также очень много значат социальный и психологический аспекты. Наша коллаборация, RD51, по сравнению с Atlas и CMS небольшая: около 80 институтов и 500 человек. Но тоже бывает непросто. Самое главное, к чему нужно стремиться руководителю такой структуры, – создать команду, заинтересованную в достижении результата. Потому что люди приезжают из разных стран, у них могут быть разные приоритеты и возможности. Нужно сделать так, чтобы им было максимально комфортно работать: так они смогут добиться наилучших результатов. Конечно, возникает необходимость сглаживать конфликтные ситуации, потому что коллектив многонациональный, мультикультурный; учёные порой представляют страны, которые не всегда общаются на политическом уровне. Но в принципе хорошо поставить работу можно. Объединение вокруг решения фундаментальных задач стирает многие политические, социальные, культурные различия. В этом смысле такие международные проекты, конечно, очень важны.

Как чувствуете себя в интернациональным коллективе? С представителями какой страны лучше находите общий язык?

– Пожалуй, я уже «человек мира». После того как я работал в Германии около 10 лет, и потом ещё во Франции, в США, стал чувствовать себя комфортно в больших интернациональных коллективах. Даже интересно, когда объединяется так много представителей разных наций. В частности, в эксперименте RD51 у нас есть группа из Саудовской Аравии – страны, которая исторически в физике почти никак себя не проявляла. То, что у неё появились для этого возможности и амбиции, конечно, очень хорошо.

В ЦЕРН работает большое представительство учёных из России. Вы общаетесь с ними? Как оцениваете их позиции?

– Да, я много общаюсь с российскими группами. Надо сказать, что во всех четырёх Atlas, CMS россияне принимали участие, много сделали для построения детекторов, улучшения их характеристик, а также для поиска бозона Хиггса. Особо хочется подчеркнуть, что в эксперименте CMS, в котором я участвую, есть очень сильная коллаборация – RDMS CMS, которая способствовала глубокой интеграции консолидированной группы физиков из России и других стран – участниц ОИЯИ. Это позволяет им быть единой структурой и доносить мнение российских учёных менеджменту CMS-эксперимента. Данную коллаборацию возглавляет Игорь Анатольевич Голутвин из Дубны.

По вашей оценке, на каком уровне сегодня находится развитие физики высоких энергий в России?

– Россия стремится стать ассоциированным членом ЦЕРН, что, конечно же, надо расценивать как движение вперёд. Но, на мой взгляд, необходимо более чётко расставлять приоритеты в этой области. Хочется видеть конкретную программу развития физики высоких энергий или хотя бы вклада страны в физику ЦЕРН. Такой документ должен быть основным для финансирования этого направления со стороны государственных структур. Потому что правительства приходят и уходят, мнения министров могут меняться, но приоритеты развития невозможно часто пересматривать. Программа может формироваться ведущими российскими физиками, работающими как в России, так и за рубежом.

Учёные – не самые богатые и знаменитые люди в мире, и шансов у них оставить заметный след в истории гораздо меньше, чем, например, у участников Олимпиады. А работать приходится много, в условиях жёсткой конкуренции и завышенных ожиданий общества. Где находите для этого мотивацию?

– Да, и в развитых странах учёные не получают столько денег, сколько их коллеги из многих других областей, особенно финансового сектора. Но таковы законы рынка, и спорить с ними бессмысленно. Однако наш бонус состоит в том, что мы имеем возможность заниматься очень интересными вещами, всё время познавать что-то новое. И именно это заставляет нас идти вперёд.

Добиться успеха в науке, пусть и измеряемого другими критериями, не такими, как в бизнесе, всё-таки можно. Надо очень много работать и по возможности приходить в науку как можно раньше. В этом плане советская система подготовки была очень хороша: уже студентом 4-го курса можно было работать в научном институте. Я, к примеру, попал в хорошую лабораторию Института теоретической и экспериментальной физики, который на тот момент участвовал во многих экспериментах, в том числе и в DESY (Немецкий электронный синхротрон). Лично для меня научная среда, мотивированность людей, работавших тогда в нашей лаборатории, сыграли очень важную роль в том, что я стал физиком.

К чему сейчас стремитесь в науке?

– Целей на самом деле несколько. Я считаю, очень важно для фундаментальной физики развивать новые проекты, думать не только о том, что будет через год-два, но и о перспективе на ближайшие десятилетия. Потому что с момента первого обсуждения проекта до его фактического воплощения проходит немало времени, о том же адронном коллайдере впервые заговорили в 1984 году, а сам проект LHC стартовал только в 2009 году. В принципе, он будет работать ещё 20–25 лет, но уже сейчас нужно думать о задачах завтрашнего дня. Среди них – построение линейного коллайдера, что, вероятно, будет реализовано на территории Японии. Мне бы очень хотелось принять участие в этом проекте.

В то же время, как человек, возглавляющий RD51, не могу не подчеркнуть значение развития технологий, необходимых для будущих проектов, и донесение информации о них до общественности. К сожалению, часто физика высоких энергий воспринимается в обществе как что-то, чем учёные занимаются для удовлетворения собственных интересов за счёт налогоплательщиков. И этот счёт, мягко говоря, немаленький.

Нужно объяснять людям, насколько совершенствуются технологии при решении фундаментальных задач. Возьмём, к примеру, эксперимент на Большом адронном коллайдере. Он требовал создания уникального криогенного комплекса, способного работать при температуре 2,7 градуса Кельвина. В тот момент, когда он предлагался, было неочевидно, что нечто подобное можно построить, промышленность была не в состоянии его потянуть. Поэтому учёные обратились за деньгами к финансовым агентствам в своих странах. Те, в свою очередь, выделили необходимые средства. И в итоге учёные получили уникальный технологический комплекс, а промышленность – развитие технологий. Вспомните, такая вещь, как World Wide Web (www) была впервые создана для экспериментов в ЦЕРН в 1980 году. Думаю, сейчас никто не представляет себе жизнь без этой структуры. Таким образом, у меня в науке на ближайшее время несколько целей: развивать физический потенциал эксперимента LHC, участвовать в развитии новых технологий в рамках коллаборации RD51 и принимать участие в будущих проектах, таких как линейный коллайдер.

Быкова Наталья

Источники:

1. strf.ru