Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

А затем пошли первые данные сеанса Run 2 – и они стали безжалостно закрывать одно за другим обнаруженные ранее отклонения. Количество зарегистрированных событий резко возросло, погрешности уменьшились. Детекторы прошли апгрейд, точность их измерений возросла. Одновременно с этим совершенствовались и методы анализа данных, в них все более широко использовались нейронные сети и передовые методы машинного обучения. В книге Тонелли, кстати, описано самое начало активного внедрения этих методик: он упоминает многомерный анализ данных, на который начинают опираться молодые сотрудники, но высказывает опасения, что при таком сложном анализе есть риск потерять контроль над тем, что вы делаете. Сейчас, после десятилетия бурного развития, применение глубоких нейронных сетей в анализе коллайдерных данных стало нормой – и это, признаюсь, затрудняет для теоретиков понимание того, что же скрывается за тем или иным анализом.

Как бы то ни было, по мере появления все новых данных сеанса Run 2 становилось все яснее, что измеренные свойства бозона Хиггса согласуются с предсказаниями Стандартной модели в пределах десятка процентов. Фейерверка новых громких открытий, на который физики надеялись еще за несколько лет до этого, не случилось. Стандартная модель по‑прежнему дает наилучшее описание всей совокупности многих тысяч измерений в мире элементарных частиц, которые мы накопили к нынешнему моменту. В 2022 году, когда ЦЕРН отмечал десятилетие открытия бозона Хиггса, коллаборации ATLAS и CMS представили обзоры своих хиггсовских результатов за это время. Популярный очерк состояния дел в хиггсовской физике в 2022 году можно найти в новости Иванов И. Бозону Хиггса — 10 лет. Элементы. ру, 01.07.2022.

Незачем скрывать, что, на фоне завышенных ожиданий теоретиков, удручающе стандартный портрет бозона Хиггса стал для многих настоящим разочарованием. Но значит ли это, что Стандартная модель окончательно доказана и никакой Новой физики нет? Ни в коем случае. Уже давно понятно, что Стандартная модель не способна объяснить темную материю и происхождение наблюдаемого нами во Вселенной столь разительного дисбаланса между материей и антиматерией. Эти вопросы неизбежно относятся к миру элементарных частиц, и, раз Стандартная модель пасует перед ними, обязан существовать новый, более глубокий пласт реальности, на котором и найдутся эти ответы. Кроме того, даже внутри Стандартной модели есть загадки – например происхождение массы нейтрино или нарушение CP-четности, – которые требуют Новой физики. Поэтому в том, что Новая физика существует, сомнений нет. Вопрос лишь, при каких энергиях столкновений мы смогли бы увидеть прямые ее проявления.

Не исключено, что мы найдем свидетельства новых явлений на Большом адронном коллайдере, но чуть позже. Надо сказать, что сейчас, в 2024 году, маятник настроения теоретиков снова качнулся в сторону воодушевления. Появились новые намеки на экзотические частицы, возможно, на новые бозоны Хиггса с необычными свойствами. В отличие от ситуации десятилетней давности, эти намеки выдает нынешний коллайдер, обновленный и возмужавший, да и методы анализа данных сейчас куда прозорливее, чем в первые годы работы. Нынешний сеанс LHC Run 3 должен внести ясность в эту картину. Помимо того, график работы Большого адронного коллайдера расписан до 2042 года и ожидается, что к тому времени будет накоплено в 10–20 раз больше данных, чем сейчас. Так что мы пока находимся в начале пути, и не исключено, что коллайдер еще получит свою Нобелевскую премию по физике за обнаружение новых бозонов Хиггса или иных принципиально новых явлений.

Ожидания и реальность

В своей книге Тонелли описывает еще несколько потенциальных физических открытий и достижений, вызывавших в 2015 году воодушевление. Кратко прокомментирую, как изменилась ситуация за прошедшее время.