Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
10 декабря 2016, суббота, 07:54
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Лекции

Открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере

Валерий Рубаков
Валерий Рубаков

Мы публикуем стенограмму и видеозапись лекции академика РАН, доктора физико-математических наук, заведующего кафедрой физики частиц и космологии физического факультета МГУ, главного научного сотрудника отдела теоретической физики Института ядерных исследований РАН Валерия Рубакова на тему "Открытие новой фундаментальной частицы – бозона Хиггса – на Большом адронном коллайдере". Лекция состоялась 11 октября 2012 года в рамках цикла «Публичные лекции «Полит.ру» при поддержке Фонда «Династия».

Текст лекции

Спасибо за приглашение принять участие в деятельности вашего цикла «Публичных лекций». Здесь обозначена тема моего доклада. Она, конечно, на слуху, но, тем не менее, предваряя доклад, я хочу сказать, что об открытии новой частицы было объявлено 4 июля 2012 года на семинаре в ЦЕРНе.  Это все произошло в достаточно торжественной обстановке. Было сделано два доклада. Один сделал представитель эксперимента CMS (я буду говорить, что это такое) Джо Инкандела (Joe Incandela), второй – Фабиола Джианотти (Fabiola Gianotti) из эксперимента АТЛАС. Формулируя вольными словами вывод, который они сделали - что открыта новая частица со свойствами, которые согласуются с ожидаемыми теоретиками свойствами бозона Хиггса.

Важно, что это не случайная флуктуация данных, хотя такие флуктуации бывают. Значимость этого результата соответствует вероятности случайного совпадения (как, скажем, случайного выпадения какой-то суммы у костей) меньше, чем одна десятитысячная  процента, то есть это тот уровень достоверности, который в физике элементарных частиц принято считать уровнем открытия.

Генеральный директор ЦЕРНа Рольф Хойер (Rolf Dieter Heuer) сказал, подытоживая: «Думаю, он у нас в руках». Он – это бозон Хиггса. По-видимому, так оно и есть.

Интерес к этому событию вызван, в первую очередь, тем, что речь идет о совершенно уникальной частице, с уникальными свойствами.  О частице, которая открывает собой, если угодно, новый этап в развитии физики элементарных частиц, физики фундаментальных взаимодействий. Роль ее в физике частиц совершенно иная, чем роль других частиц и других взаимодействий. И об этом мы с вами сегодня будем разговаривать.

Сначала я расскажу о том, что открыли, что это за частица, как ее открывали и почему не открыли раньше – такой вопрос тоже часто задается. Что-то расскажу про Большой адронный коллайдер и коротко - о научных группах, которые на нем работают. Затем будет достаточно сложная часть для людей, которые не занимаются физикой элементарных частиц, связанная с вопросом, зачем собственно нужен бозон Хиггса. И мы увидим, что это тесно связано с симметриями, которые есть в природе, и с нарушением этих симметрий. Весь этот круг вопросов как раз завязан на новой частице. Дальше затронем интересный и в каком-то смысле открытый вопрос: нужен ли элементарный бозон Хиггса? Какое дальнейшее развитие ожидается в этом направлении? А затем будет заключение.

Начнем по порядку – что открыли.

Прежде чем говорить о том, что открыли, нужно рассказать о современном состоянии физики элементарных частиц. Есть такая Стандартная модель. Название у нее очень неудачное, потому что это уже не модель, это полноценная теория, по которой можно все вычислять (по крайней мере, в принципе). Эта Стандартная модель описывает законы природы, свойства элементарных частиц, свойства взаимодействий вплоть до достигнутых сегодня в эксперименте энергий. Это энергии масштаба 100 ГэВ (я скажу, что такое ГэВ), им соответствуют расстояния порядка 10 в минус шестнадцатой степени сантиметра. Для сравнения: радиус протона на три порядка больше, в тысячу раз больше, то есть расстояния, которые сегодня изучены – это примерно одна тысячная размера протона. Вот такой масштаб расстояний сегодня доступен экспериментальному изучению, и Стандартная модель прекрасно описывает практически всю совокупность экспериментальных данных, если не говорить об осцилляциях нейтрино, это отдельный разговор. Она проверена в многочисленных экспериментах. Точность этой проверки, как правило, находится на уровне долей процента, часто гораздо лучше, чем доли процента, и вся совокупность экспериментальных данных прекрасно в нее укладывается.

На самом деле это очень простая теория. В ней есть три семейства частиц. Одно из них включает в себя электрон. Это вполне знакомая нам частица. Его компаньон – электронное нейтрино, очень легкая частица, и кварки – это те частицы, из которых состоят протоны, нейтроны.

Раньше думали, что протоны и нейтроны – это элементарные частицы. Оказывается, нет, они состоят из кварков. Из этих кварков первого поколения - u и d-кварков – протоны и нейтроны и состоят. Есть аналоги электрона, более тяжелые – мюон, тау-лептон, соответствующие нейтрино и более тяжелые кварки. Вот такие три семейства очень похожих друг на друга частиц, за исключением того, что у них между собой сильно различаются массы. Все эти частицы имеют, конечно, античастицы. Позитрон – наиболее известный из них. Но есть и антинейтрино и антикварки. Это один сектор Стандартной модели.

Второй сектор Стандартной модели – это частицы, которые обеспечивают взаимодействие. Самое известное из них – электромагнитное взаимодействие (электричество и магнетизм в школе проходили). Им соответствует фотон. Есть другие частицы, отвечающие за взаимодействия, и мы особенно подробно будем говорить про W- и Z-бозоны – частицы открыты давно, с известными свойствами, они в разговоре про бозон Хиггса очень по существу. Должен быть гравитон. Конечно, гравитона никто не видел, экспериментально не обнаружил, но сомнений, что такая частица должна существовать, нет.

Ну и, наконец, третий сектор – это сектор, связанный с бозоном Хиггса. До последнего времени это было единственное недостающее звено в Стандартной модели.

Что такое хиггсовский бозон? Сначала  должен напомнить, что такое бозон. Немножечко огрубляя ситуацию, но по-другому не получается. Надо сказать, что все элементарные частицы и не только элементарные, но и протоны, и ядра – все они имеют внутреннее вращение. Они, немножко огрубляя, выглядят как волчки. У них есть угловой момент, они закручены. В квантовой теории этот угловой момент носит название спина, и он бывает целый или полуцелый, если выражать его через постоянную Планка. Это такой квантовый эффект, спин не бывает, скажем, 2/3 постоянной Планка. Он всегда либо 1/2, либо 1, либо 0. В принципе может быть 3/2, 2 и так далее. И вот в зависимости от того, полуцелый спин или целый, частицы носят свои названия. У фермионов полуцелый спин, у бозонов целый, а хиггсовский бозон – это бозон, у него должен быть целый спин. На самом деле, по теории – этот спин равен нулю.

Надо сказать, что бозоны и фермионы очень сильно отличаются друг от друга по своим свойствам. Для фермионов работает принцип Паули, который говорит, что на одном уровне в атоме может сидеть ровно один электрон, если задать его направление спина. Ну а поскольку спин у электрона может быть вверх или вниз, значит, два электрона могут оказаться на одном уровне, и отсюда вся химия. Вся химия связана с тем, что электроны – это фермионы. Если бы они были бозонами, то была бы совершенно другая химия, а может быть и совсем никакой химии бы и не было.

Для бозонов наоборот: принцип Паули не работает, и бозоны в отличие от фермионов ассоциируются с классическими полями. Например, электромагнитные волны, электромагнитные поля – это набор многих фотонов. Мы как-то привыкли к электромагнитному излучению, которое существует здесь вокруг нас. На самом деле, это набор фотонов, причем их очень много в одном и том же состоянии, и из-за этого электромагнитные волны выглядят как классические волны. Так что разница между бозонами и фермионами большая.

Говоря про бозоны…  За взаимодействие отвечают известные бозоны. Фотоны отвечают за электромагнитное взаимодействие. Глюоны, которые я тоже уже упоминал, отвечают за силы между кварками. Кварки настолько сильно связаны между собой путем взаимодействия с этими глюонами, что они сидят внутри протона и никогда из этого протона не выскакивают. Их в свободном состоянии не бывает.

Так вот, в Стандартной модели есть еще одно поле, которое я бы назвал полем Энглера-Браута-Хиггса (я скажу, почему тут тройное название). Его главная задача – это обеспечить массы всем элементарным частицам, имея в виду электроны, другие лептоны, кварки, и W-, Z-бозоны – они все получают массы благодаря тому, что в природе есть такое поле. Это, конечно, особое свойство, и бозон Хиггса – это квант такого нового поля. Его открытие должно привести нас к представлению о том, какой механизм обеспечивает массы всем нашим элементарным частицам.

В теории спин бозона Хиггса должен быть равен нулю, и я попытаюсь пояснить, почему так оно и есть. Что сейчас известно про бозон Хиггса? Он – тяжелый. В физике элементарных частиц принятая единица измерения энергии –  гигаэлектронвольт. Неважно, что это такое. Важно что, вспоминая, что E=mc², можно мерить массу в энергетических единицах, считая, что c (скорость света) равна единице. Тогда масса и энергия – это одно и то же, и один ГэВ – это приблизительно масса протона. Мы будем говорить и о ТэВах – это, соответственно, тысяча ГэВ, энергии в тысячу раз больше.

Что значит тяжелая частица? Наиболее тяжелая известная на сегодня частица – это t-кварк, один из тех кварков, которые я показывал. Его масса – 172 ГэВ, то есть он в 172 раза тяжелее, чем протон. Такие бывают тяжелые частицы. А масса новой частицы (ее принято обозначать буквой h от слова Хиггс) около 125 ГэВ. Точность измерения массы сегодня пока не очень высокая – 125-126 ГэВ. Эта частица – вторая по тяжести среди элементарных частиц. Из-за того, что её масса очень большая, и понадобился Большой адронный коллайдер для открытия этой частицы. Об этом мы еще скажем несколько слов.

Как его открыли? Я должен напомнить, что в мире элементарных частиц типичное явление – это взаимопревращение частиц. Например, электрон может испустить фотон, этот фотон может поглотиться другим электроном. Электрон превращается в фотон и электрон. Наоборот, фотон поглощается. Это не что иное, как обычное электромагнитное взаимодействие между электрическими зарядами.

То же самое бывает при взаимодействии электрона с тяжелой частицей – Z-бозоном. Z-бозон тоже может на некоторое время излучиться, поглотиться и это тоже будет рассеяние электронов за счет уже взаимодействия с Z-бозоном. Может произойти распад мюона – это хорошо известный процесс, бета-распад. Мюон превращается в W-бозон, который живет короткое время. W-бозон распадается на электрон и электронное антинейтрино, и еще рождается мюонное нейтрино.

Такого рода процессы характерны в физике элементарных частиц. Частицы умеют превращаться друг в друга. Отсюда следует, что если законы сохранения не запрещают, частицы нестабильны, они распадаются. И действительно, не распадаются, стабильны только электрон, протон и, с оговорками, нейтрино. Все остальные частицы нестабильны, они распадаются и по тому, как они распадаются, можно много узнать о том, как они устроены.

Бозон Хиггса тоже нестабилен. Предсказанное время жизни для бозона Хиггса с массой 125 ГэВ – это 10 в минус 22-й секунды. Это не очень маленькое время по меркам физики элементарных частиц, хотя это цифра с двадцатью одним нулем после запятой. Тем не менее, это не безумно маленькое время. Например, t-кварк, который самый тяжелый, живет примерно в 500 раз меньше. То есть эти времена маленькие, но не безумно маленькие с точки зрения физики частиц. Измерить прямо это время жизни не удается. Известно, что он распадается, и сегодня можно только оценивать время жизни снизу и оценка такая, она согласуется с теоретическим предсказанием.

Как открыли? Открыли хиггсовский бозон, изучая распады бозона Хиггса на два фотона и распады бозона Хиггса на 4 частицы: либо две пары электрон-позитрон, либо пары электрон-позитрон плюс мюон-антимюон, либо четыре мюона. Это редкие процессы. Предсказывается, что из тысячи распадов бозона Хиггса происходит всего два на 2 фотона, ну а процессы рождения четырех легких частиц – электронов или мюонов - вообще очень редки: должен происходить один такой распад из десяти тысяч. Но другие распады гораздо труднее обнаружить экспериментально.

Характерный пример – это распад бозона Хиггса на два фотона. Если на него повнимательнее посмотреть и воспользоваться законом сохранения энергии, законом сохранения импульса, то выясняется, что некая комбинация импульсов разлетающихся фотонов и угла разлета этих фотонов должна быть в точности равна массе этого бозона Хиггса. Опять же считаем, что с (скорость света) =1.

Конечно, на Большом адронном коллайдере происходит рождение фотонных пар и без всякого бозона Хиггса. Есть множество процессов, которые приводят к такому рождению, но ожидается, что таких фотонных пар, для которых эта комбинация импульсов и углов равна массе бозона Хиггса, должно быть больше, чем любых других. Это и видно.

Вот эта картинка, которую приводит коллаборация CMS, показывает, что у вас есть избыток фотонных пар. Отложено число событий как функция кинематической переменной и видно, что есть избыток. Такого типа наблюдения в физике элементарных частиц, такие графики – это и есть открытие новой частицы.

Почему это бозон? Это сразу следует из того, что имеется распад на два фотона. Из сохранения углового момента следует, что у этой частицы должен быть целый спин, потому что у фотона спин целый и суммарный угловой момент фотонной пары тоже целый, значит, суммарный спин у этого бозона Хиггса должен быть целым и равен он либо нулю, либо двойке в единицах постоянной Планка. Он не может быть равен единице, это известная теорема Ландау: частица со спином единица не может распадаться на два фотона.

В принципе разрешен, конечно, спин двойка, тройка, четверка или больше, но это крайне маловероятно. Скорее всего, спин новой частицы, действительно, равен нулю и это то, что предсказывается теорией. Так что в этом месте согласие с теорией есть. Ожидается, что спин бозона Хиггса будет рано или поздно на Большом адронном коллайдере прямо измерен, но у теоретиков нет сомнений, что он равен нулю.

Почему не открыли раньше? Опять надо вспомнить, что E=mc², это факт жизни и это означает, что для того, чтобы рождать новую частицу, нужно иметь достаточно большие запасы энергии. Нужно сталкивать частицы с большой энергией, тогда у вас может родиться тяжелая частица, это понятно. Кроме энергии играет роль и интенсивность пучков. Почему? Потому что в квантовой физике есть еще одно фундаментальное соотношение – соотношение Гейзенберга, которое связывает импульс и координату. Если у вас есть характерные масштабы расстояний или характерные масштабы импульсов или энергий (при высоких энергиях это одно и то же), то характерный масштаб энергии E соответствует характерному масштабу расстояний, маленькому, обратно пропорциональному этой энергии.

Например, энергии 100 ГэВ как раз и соответствует длина 10 в минус 16-й сантиметра. Понятно, что взаимодействие на маленьких расстояниях происходит с маленькой вероятностью. У вас размер R² (площадь) и вам надо попасть в эту площадь для того, чтобы произошел интересующий вас процесс. Поэтому есть такая цепочка соотношений, что если у вас есть энергия, то вы можете образовывать частицы с массой порядка этой энергии, но все это происходит на расстояниях, обратно пропорциональных энергии, и интенсивность взаимодействия обратно пропорциональна квадрату энергии.

Отсюда следует, что если вы хотите открывать новые частицы и новые взаимодействия на сверхмалых расстояниях, то вам нужно перешибить малую интенсивность взаимодействия. Вам нужно иметь большие интенсивности пучков, вам нужно иметь много столкновений. В физике используется термин «светимость» – интенсивность пучков.

До Большого адронного коллайдера максимальная энергия столкновений была достигнута в США на Тэватроне – это коллайдер протон-антипротонный, где сталкивались протоны и антипротоны лоб в лоб, встречные пучки. Энергия одного пучка была 1 ТэВ, суммарно, значит, 2 ТэВа. И им не хватило энергии и светимости для того, чтобы обнаружить бозон Хиггса, хотя некоторые указания они тоже получили, я о них скажу пару слов. Эта машина закончила работать в прошлом году, и связано это, в первую очередь, с тем, что заработал Большой адронный коллайдер.

Что же это такое – Большой адронный коллайдер? Это протон-протонный коллайдер, ускоритель со встречными пучками. Каждый из пучков протонов в проекте должен иметь энергию 7 ТэВ. Значит суммарная энергия двух протонов – это 14 ТэВ, в 7 раз больше, чем в Фермилабе, но начал он работать в 2010 году при половинной энергии. В 2011 году он проработал на этой энергии, а в 2012 он работает на энергии 4 на 4 ТэВ, суммарная энергия 8 ТэВ.

Я скажу позже пару слов, с чем это связано. А здесь надо сказать, что протон – это частица не элементарная. Протон – это мешок, в котором находятся кварки, глюоны, и эти два мешка летят навстречу друг к другу и сталкиваются. А нас интересует элементарные столкновения, столкновения между двумя кварками, и энергия такого столкновения, конечно, меньше. Они бывают разные, но так, совсем по грубому, энергия столкновения ограничивается величиной порядка 2-3 ТэВ из-за того, что каждый кварк несет лишь долю энергии этого самого протона. Поэтому хотя энергия 14 ТэВ кажется гигантской, тем не менее, речь идет об области энергий нескольких ТэВ. Именно эта область исследуется с помощью Большого адронного коллайдера. Это, конечно, гигантская разница по сравнению с Тэватроном, где энергии элементарных столкновений – это всего 300-400ГэВ.

Большой адронный коллайдер, конечно, на слуху, но я все же пару картинок покажу. Это большое сооружение с длиной кольца 27 километров. В нем 1600 сверхпроводящих магнитов удерживают протоны в этом кольце, заставляют их поворачивать. Поле, которое там требуется достичь для проектных параметров, – это больше 8 Тесла, большое поле, особенно для такого громадного сооружения. Сейчас поле 6 Тесла, тоже большое поле. Характеризует масштаб этой машины то, что в ней около сотни тонн жидкого гелия при температуре меньше 2 градусов Кельвина – такая холоднющая система.

Я не знаю, видно здесь или нет: это вид сверху.  Он находится под землей, но масштаб здесь виден.

Имеются четыре детектора, работающие с этими пучками. Два из них – это те самые, которые предназначены для исследований при сверхвысоких энергиях, в том числе для поиска и открытия бозона Хиггса и других явлений. Это АТЛАС и CMS, где и происходит столкновение протонов.

Есть еще два детектора, но о них речи сегодня не будет, это детекторы, предназначенные для исследований в области другой физики.

Вот ATLAS, картинка этого детектора. Здесь я могу сказать о масштабе. Эти точечки – это человечки, наш с вами размер.

Этот детектор ATLAS напичкан разнообразной аппаратурой, которая позволяет измерять свойства частиц, рождающихся в этих столкновениях. А вот CMS, хотя здесь плохо видно.

Это тоже большое сооружение, здоровенная бочка. У этого детектора много разных частей, которые позволяют измерять разнообразные свойства разных частиц. Что важно? Давайте еще парочку фотографий.

Это CMS, когда он начал съезжаться. Эта бочка собиралась. Он не такой кривой, это просто широкоугольный объектив, здесь сильное искажение, по-другому не сфотографируешь.

А это CMS с торца, такая у него есть затычка, в которой тоже находятся детекторы частиц.

Что детекторы видят? Детектируются все заряженные частицы и фотоны, не детектируются нейтрино. Нейтрино – это нейтральная частица, она прошибает детектор, не оставляя следа. Все остальные частицы регистрируются, определяется тип частицы, что это – электрон или фотон. Электроны с фотонами часто приходится путать. Мюон – отдельная частица, она ведет себя по-другому. Может быть адрон, протон, мезон – они все отличаются друг от друга и их можно отличить от электронов и фотонов.

Измеряется энергия, измеряются направления движения каждой частицы и как пример – здесь тоже не очень видно, но тем не менее, если приглядеться, то два протона столкнулись, образовалось множество частиц. Протоны, как я уже говорил, это мешки с кварками. При столкновении двух мешков, двух кирпичей, в разные стороны сыплются осколки. Вот эти желтенькие – это осколки, не интересные в данном случае, а интересны вот эти линии – два мюона, которые полетели в разные стороны.

Вот если измерить их импульсы и углы, под которыми они разлетаются, опять можно составить из них некую кинематическую величину и обнаружить, что она совпадает с массой Z-бозона и отсюда можно заключить, что образовался и распался Z-бозон. Еще важная вещь, что в центре этих детекторов есть вершинный детектор, который позволяет узнать, откуда эти два мюона полетели. Это вообще фантастика с точки зрения эксперимента: у нас есть небольшие сгустки протонов, они сталкиваются друг с другом и при одном столкновении происходят десятки столкновений протонов. Здесь их не десятки, всего несколько штук, но сегодня работают с десятками – их там 40-50 событий и нужно узнать, какие частицы происходят из интересующего вас события, для того чтобы восстановить, что это за события были. Потрясающе, что экспериментаторы научились с этим справляться, хотя никто не верил, что это можно будет сделать.

Так выглядит событие с рождением бозона Хиггса и его распадом на пару электрон-позитрон плюс мюон-антимюон. Эти усики – это электрон и позитрон, они оставляют свой характерный след, а два мюона летят далеко. Эти частицы пролетают весь детектор насквозь.

Я должен сказать, что БАК – это международное предприятие и наша страна вносит большой вклад. Я тут собрал несколько фотографий из разных мест: из Москвы, Новосибирска, Дубны, Троицка, которые демонстрируют различные части ускорителя и детекторов. Это знаменитая фотография, где Скринский сидит на штабеле магнитов, которые приехали из Новосибирска.

Ну, а это разные части детекторов, разработанные в разных институтах, тестировались и делались здесь, а затем перевозились в ЦЕРН.

Завершая разговор о Большом адронном коллайдере, я должен сказать, что у него была тяжелая судьба. Начали его разрабатывать аж в 1984 году. Такой сегодня масштаб предприятия физики элементарных частиц. Официальное начало работы над проектом Большого адронного коллайдера – это 84 год. В 94-ом году было принято решение о том, чтобы этот коллайдер строить, и планируемый запуск – 2005 год.

В 2001 году в ЦЕРНе произошел локальный финансовый кризис, когда выяснилось, что стоимость Большого адронного коллайдера сильно недооценена. Я бывал в ЦЕРНе в это время. Там на спичках экономили, ручку нельзя было раздобыть, потому что они считали, что все-все деньги, которые у них есть, надо использовать на затыкание этой финансовой дыры. Тем не менее, этот финансовый кризис удалось разрешить за счет сдвига начала работ, тогда планировали в 2007 году.

Но случился ряд аварий. В 2007 году была авария в криогенной системе, в 2008 году наконец-то появились первые протоны в кольце, а в сентябре 2008 года произошла крупная авария – взрыв из-за того, что жидкий гелий вышел через дырку наружу, превратился в газ. Был большой взрыв, большая авария, и запуск снова сдвинулся - на 2009 год.

Чтобы предотвратить такие аварии в будущем, было принято решение о том, чтобы снизить магнитное поле в этих магнитах, и энергия протонов на первом этапе должна составлять половину планируемой энергии Большого адронного коллайдера. В 2009 году наконец произошли первые столкновения протонов. 2010 год был годом выхода на параметры, а в 2011 году уже пошел набор данных при энергии 3,5 на 3,5 – 7 ТэВ в сумме. И в конце 2011 года уже появились некие указания на то, что новая частица – бозон Хиггса – вроде бы начинает проявляться. Было это в декабре 2011 года. Это было не очень громко, потому что тогда достоверность этих указаний была невысока, но, тем не менее, люди уже начали привыкать к мысли о том, что бозон Хиггса тут и есть.

На сегодняшний день набрано в 4 раза больше данных, чем в прошлом году, да и энергия стала повыше – 4 ТэВ на пучок. Ожидается, что в конце года мы будем иметь более качественные данные по бозону Хиггса. В том числе мы будем больше знать о нем, а сейчас это все происходит онлайн.

Следующий год – это год остановки, доделки, переделки много чего и надо надеяться, что в 2014 году коллайдер заработает на полную энергию или, по крайней мере, на энергию 13 ТэВ. Продолжительность работы этой машины оценивается как 15-20 лет. Вообще социологически это очень интересно: начинают проект одни люди, над ним работает следующее поколение, а завершает работу может быть даже уже и третье поколение ученых. Такие изменения произошли за последние несколько десятков лет в представлении о том, что же такое физический эксперимент.

Надо сказать, что несмотря на эти трудности, у этого проекта гораздо более счастливая судьба, чем у других. Например, у нас был проект УНК в Протвино, речь шла о строительстве протонной машины с энергией 6 ТэВ. Очень жаль, что не построили. Он был закрыт в 1990-х годах, у него был прекрасный шанс обнаружить бозон Хиггса первым. Ну, и американская машина, они замахнулись 20 на 20 ТэВ, начали строить, вложили большие деньги, а потом остановили проект в 1993 году, так что у Большого адронного коллайдера все сложилось гораздо-гораздо лучше, чем у других проектов.

Ну и, наконец, кто открыл? Понятно, что такие сооружения создают, эксплуатируют, обрабатывают данные большие команды. Команда АТЛАС – около 3,5 тысяч физиков. CMS – 3 тысячи физиков, не говоря об инженерах, техниках и т.д. Это люди, которые реально занимаются физикой. Российских физиков около двухсот в АТЛАСе и 150 в CMS – это вполне солидная цифра, учитывая, что там есть физики отовсюду – от Америки до Японии. Конечно, и из Европы и других стран.

Интересно социологически, что эти коллаборации – самоуправляемые организации. Они сами себе выбирают лидера, находят правильную структуру, лидеров группы, подгруппы, встречи – это все в руках самой команды. Никто им сверху не говорит, как это надо делать. Удивительно, что справляются. Физики вроде бы в представлении публики народ безалаберный. Оказывается, ничего подобного. Они способны самоорганизовываться, причем так, что машины, детекторы работают лучше, чем ожидалось.

Зачем нужен бозон Хиггса?

Теперь вторая часть моего доклада: зачем нужен бозон Хиггса? Я уже сказал, что объяснить это не очень просто, но я попытаюсь. Если окажется, что я это плохо сделал, вы мне об этом прямо и скажите, задайте наводящие вопросы, но все-таки я попробую об этом рассказать.

Первым делом надо напомнить, что всякая элементарная частица в квантовой теории – это квант некоторого поля. И наоборот, если у вас есть поле, то у него есть и квант. Фотон и электромагнитное поле – это одно и то же. Есть квант электромагнитного поля – это фотон. Все другие частицы – кванты каких-то других полей. Поэтому вопрос, зачем нужен бозон Хиггса можно сформулировать и так: зачем нужно новое поле?

Давайте я сначала дам краткий ответ на этот вопрос, а потом буду пояснять, что все это значит. Краткий ответ таков: в теории микромира есть симметрии, и эти симметрии запрещают элементарным частицам иметь массы, а это новое поле нарушает симметрии и обеспечивает существование масс. В этом смысл этого нового поля. Понятно, что звучит это как абракадабра, поэтому требуется расшифровка, что я и попытаюсь сейчас сделать.

Про симметрию: это, наверное, еще со школы известно, а если не известно – придется в это дело поверить. Всякой симметрии соответствует свой закон сохранения и наоборот, всякий закон сохранения связан с  симметрией.

Например, хорошо известен закон сохранения энергии. Он напрямую связан с тем, что физика одинакова в разные моменты времени. Физики говорят о симметрии относительно сдвигов во времени. Вчера и сегодня физические законы одинаковы, отсюда следует, что энергия сохраняется. Есть такое замечательное свойство.

Второе аналогичное свойство: если вы обсуждаете разные места в пространстве, то в этих местах все физические законы опять же одинаковые, это приводит к  закону сохранения импульса. Все направления в пространстве одинаковы. Симметрия относительно вращения пространства приводит к закону сохранения углового момента. И наоборот, если вы знаете, что угловой момент сохраняется, вы сразу можете заключить, что в пространстве все направления одинаковы. Это очевидные пространственно-временные симметрии. Очевидные в том смысле, что мы с ними сталкиваемся каждый день.

Есть у нас еще сохраняющиеся величины типа электрического заряда. Мы с вами знаем, что электрический заряд сохраняется. Спрашивается, а как дело обстоит с симметриями? Так же. Есть симметрия, но эта симметрия не очевидна. Показать на пальцах, что это за симметрия, не удается. Это симметрия внутренних уравнений электродинамики. Будем говорить о ней как о внутренней симметрии.

Такие симметрии есть  и они столь же важны, как пространственно-временные симметрии. Симметрии соответствует закон сохранения, а закон сохранения можно воспринимать как запрет. Значит, симметриям соответствуют запреты. Например, симметрии относительно пространственных вращений соответствует запрет нарушения углового момента. Симметрия электродинамики, которая обеспечивает сохранение электрического заряда, запрещает электрическому заряду не сохраняться.

Эта же симметрия приводит к другому запрету. А именно запрету массы фотона. Что правильно, у фотона действительно массы нет, и в этом смысле все концы с концами сходятся. Есть закон сохранения заряда, эта же симметрия приводит к безмассовому фотону. Фотон в нашем мире действительно массы не имеет, но у фотона есть близкие аналоги – это W- и Z-бозоны – тоже частицы со спином единица, но они массивные. Они давно открыты, кстати, тоже в ЦЕРНе, тоже на коллайдере, но меньших энергий. Массы у них большие.

Не очень важно, какие именно, важно, что массы W- и Z-бозонов находятся в масштабе около сотни ГэВ – примерно тот же масштаб, что и масса бозона Хиггса. Уже здесь видно, что что-то не то. Вроде бы аналог фотона, но у фотона массы нет, это связанно с симметрией электродинамики. А здесь такого не происходит. Взаимодействия всех частиц: мюонов, электронов, кварков с W- и Z-бозонами хорошо изучены. И устроены они очень похоже на то, как устроено взаимодействие фотонов. Тоже есть токи, тоже есть заряды, не буквально такие, как электрический заряд, но заряды ассоциированы с этими взаимодействиями, только эти заряды не сохраняются.

Симметрия, очень похожая на симметрию электродинамики, в теории существует, а запреты не действуют. Массы у W- и Z-бозонов есть, заряды не сохраняются и так далее. То же самое можно сказать про массы других элементарных частиц, в том числе электронов. Внутренняя симметрия всех этих взаимодействий, про которые известно всё, запрещает всем частицам иметь массы, включая электрон, W-бозон, кварки – все они должны быть безмассовыми, но вообще-то массы, слава богу, есть. Наш электрон массивный, иначе бы мы все разлетелись, электроны бы улетели со скоростью света на край Вселенной.

Все эти частицы должны были бы быть безмассовыми, если бы симметрии реализовывались так же, как в электродинамике. Но безмассовых частиц раз, два и обчелся – это фотон, глюоны и легкие частицы нейтрино.

Гравитон тоже должен быть безмассовым, но это отдельная история. Но W-,  Z-бозоны, электрон, кварки – все имеют массы. Дело в том, что законы сохранения и следующие из них запреты работают не всегда. Они работают, если симметрия точная.

Но симметрия может быть нарушенной, и очень простой пример такой. При комнатной температуре однородный образец железа – это магнит. Теперь представим себе, что мы залезли внутрь этого магнита. Что бы мы с вами увидели? Мы бы увидели, что никакой симметрии относительно пространственных вращений внутри магнита нет, там есть магнитное поле. Это магнитное поле выделяет направление, поэтому внутри магнита не все направления равноправны. Есть выделенное направление, и связано это с тем, что внутри магнита есть магнитное поле.

Так вот магнитное поле тем самым нарушает симметрию, раз оно внутри магнита есть. Нарушает симметрию относительно вращения пространства, выделяет направление в пространстве и таки верно, что законы сохранения не работают, угловой момент не сохраняется. Электрон движется по спирали, и если приглядеться, то такое движение нарушает закон сохранения углового момента вдоль оси, перпендикулярной магнитному полю. Симметрийные запреты и симметрийные законы сохранения не работают, если у вас есть поле, нарушающее эти симметрии.

Так вот, физик внутри магнита, если он достаточно проницательный теоретик, решил бы, что у нас, конечно, есть выделенное направление. Он сидит там и мыслит. Есть выделенное направление, я вижу, что электрон движется по спирали.

Потом он думает: нет товарищи, что-то тут не то. Скорее всего, пространство само по себе не имеет выделенных направлений, но вокруг меня образовалась поле, нарушающее эту симметрию. Он так подумал, развил квантовую электродинамику, оказался умным теоретиком и на основании этого соображения предсказал, что у этого поля есть свой квант – фотон.

Пошел к экспериментатору, тот столкнул электроны (все это происходит внутри магнита), родил фотоны, поехал за Нобелевской премией в другой магнит. Ровно такая же ситуация с уточнениями есть и в физике микромира. В 1964-ом году сначала Энглер (François Englert) и Браут (Robert Brout), а потом через очень короткое время после них Хиггс (Peter Ware Higgs) сформулировали модель. На основании этой довольно простой модели сформулировали такую точку зрения: внутренняя симметрия в микромире есть, но она нарушена и нарушена она новым полем, которое разлито в вакууме.

Если это так, то запрет на массы не действует, симметрия нарушена и, более того, они показали, что частицы со спином единица, а это W- и Z-бозоны, как мы сегодня понимаем, автоматически должны иметь массы, как только есть такое новое поле и нарушены симметрии. Энглер и Браут, к сожалению для них, не заметили, что в этой модели есть новая частица, а Хиггс заметил и с тех пор эту частицу называют бозоном Хиггса.

Бозон Хиггса – это квант нового поля. Сегодня эксперимент демонстрирует, что так оно и есть. Между этими двумя ситуациями, физикой внутри магнита и физикой микромира, есть сходство, но есть и различия. Если мы говорили о физике внутри магнита, то мы говорили о симметрии относительно вращения пространства, в то время как в физике микромира речь идет о внутренних симметриях.

Нарушение симметрии относительно вращения в магните связано с тем, что у вас есть вещество: есть электроны в железе, есть кристаллическая решетка. В физике микромира, конечно, никакой кристаллической решетки нет, и нарушение симметрии происходит в вакууме из-за поля Энглера – Браута –Хиггса, которое там разлито.

Теперь спин. Если у вас есть магнитное поле, то магнитное поле – это вектор, оно выделяет направление в пространстве, а вот в нашем вакууме никакого выделения направления в пространстве быть не должно. Это новое поле Энглера – Браута – Хиггса должно быть другим. Такие поля называют скалярными. Векторным частицам, которые выделяют направление в пространстве, соответствуют кванты со спином единица. Пример – фотон. А вот у скаляров спин – ноль. Это прямо связано с тем, что никакого направления в пространстве поле Хиггса, разлитое в вакууме, не выделяет. Однозначное предсказание – у такой частицы должен быть нулевой спин и это соответствует тому, что известно на сегодня про бозон Хиггса.

Теперь несколько слов о том, нужен ли элементарный бозон  Хиггса. Ответ на самом деле такой: вообще-то теоретически он не обязателен. Вроде я вас убедил, что должно быть новое поле, что оно должно нарушать симметрию и все такое, поэтому, казалось бы, непонятно, зачем ставить вопрос. Тем не менее, мы знаем примеры из физики твердых тел, из физики жидкости, что есть множество примеров нарушения симметрии. Магнит – это один из примеров. Есть много других.

В этих случаях практически никогда не бывает ничего похожего на элементарный бозон Хиггса. А что бывает? Есть очень хороший пример, он почти аналогичен примеру Энглера - Браута – Хиггса. Это сверхпроводимость. Мы знаем, что в сверхпроводимости есть эффект  Мейснера. Если вы хотите запустить в сверхпроводник магнитное поле, то оно не хочет туда лезть, оно его обтекает. Объяснение этому такое. Фотон внутри сверхпроводника в определенном смысле имеет массу и не хочет туда попадать, потому что это ему энергетически невыгодно. Ему там, условно говоря, тяжело, он предпочитает обойти сверхпроводник стороной.

Масса фотона в сверхпроводнике вполне аналогична тому, что происходит в вакууме с W- и Z-бозонами, которые имеют-таки массу в нашем вакууме. Примечательно, что в сверхпроводнике, конечно, никакого элементарного скалярного поля нет. Там есть кристаллическая решетка, есть электроны, есть взаимодействие между электронами. Все это вместе дает сверхпроводимость и  эффект Мейснера. Никакого аналога бозона Хиггса.

Гинзбург и Ландау в свое время построили эффективную теорию сверхпроводимости, в которой есть скалярное поле, и оно нарушает симметрию электродинамики, приводит к массе фотона. На самом деле, если приглядеться, теория Гинзбурга-Ландау безумно похожа на теорию Энглера – Браута – Хиггса. Хотя наоборот, потому что Гинзбург и Ландау придумали свою теорию задолго до Энглера, Браута и Хиггса. Эти две теории на вид очень мало отличаются.

Однако поля Гинзбурга-Ландау в природе, конечно, нет. Это эффективное описание сложной физики в терминах простых объектов, которые называются скалярным полем. Это скалярное поле составное, оно не элементарное. Составные частицы поля хорошо известны физике элементарных частиц. Например, это пи-мезоны, они состоят из кварка и антикварка. Когда-то не знали о том, что пи-мезоны состоят из кварка и антикварка, но знали, что спин у них ноль и они скаляры (точнее, псевдоскаляры, но это для нас неважно). Пи-мезоны описывали в терминах скалярных полей и были правы, потому что кварковую структуру пи-мезона можно обнаружить, только обладая достаточно высокими энергиями.

Опять принцип неопределенности: для того, чтобы заглянуть внутрь пи-мезона, вам нужно иметь большой импульс и энергию. Для того чтобы увидеть, что атом состоит из ядра и электрона, вам не достаточно мягких фотонов света, вам нужно атом облучать, как это делал Резерфорд, жесткими энергичными электронами. Тогда вы разберетесь, что атом – это на самом деле не точечная, а составная частица. Так вот это поле Энглера–Браута–Хиггса тоже может оказаться эффективным, составным, хотя нужно сказать, что все труднее и труднее становится придумывать соответствующие модели, теории.

Экспериментальные факты пока не допускают такой возможности. Но, тем не менее, это не исключенный вариант, и о том, что что-то такое может иметь место, говорят внутренние не то, что противоречия (Стандартная модель – формально не противоречивая теория, в ней все можно просчитать, предсказать), но есть теоретическая неудовлетворенность от того, как Стандартная модель устроена.

Связано это с тем, что масштаб энергий, связанный с бозоном Хиггса – это, как мы с вами говорили, сотни ГэВ, а в природе есть другой масштаб энергий. Это масштаб энергий, который соответствует гравитации. Этот масштаб гигантский – на 17 порядков больше, планковский масштаб. Это те энергии, при которых, надо думать, гравитация становится по-настоящему квантовой.

Давно стоящий вопрос: почему эти два масштаба столь сильно различаются? Более того, все выглядит так, что в Стандартной модели вообще требуется тонкая подстройка параметров, чтобы обеспечить малый по сравнению с планковским масштабом масштаб 100 ГэВ. Надо подгонять параметры для того, чтобы этого добиться. Ну и тонкой подстройки можно избежать, если считать, что на самом деле Стандартная модель не полна, что она становится существенно расширенной на масштабе 1 ТэВ и это, надо сказать, достаточно простое соображение дает основания ожидать того, что на масштабе ТэВ будет открыта новая физика.

С этим связаны большие надежды на Большом адронном коллайдере. Какая именно новая физика – сказать сегодня трудно. Это, как мы говорили, может быть, составной бозон Хиггса или составное поле Энглера–Браута–Хиггса, похожее на пи-мезоны. Мы знаем, что у пи-мезонов есть массивные партнеры: протоны, ро-мезоны, другие мезоны. В такой версии надо ожидать, конечно, что кроме бозона Хиггса должно быть много других составных частиц, но, правда, с другими масштабами масс.

Есть другая версия -- суперсимметрия, которая предсказывает много новых элементарных частиц в ТэВной области масс. Люди обсуждают также дополнительные пространственные измерения, новые гравитационные взаимодействия и так далее. Тут идут бурные дискуссии и теоретическая работа. Пока никаких свидетельств, что есть что-то новое кроме бозона Хиггса, с адронного коллайдера не приходило, и это уже начинает внушать некоторую тревогу или недоумение – может, мы понимаем что-то не так.

Прежде всего, новую физику, какой бы она не была, активно ищут на Большом адронном коллайдере и если что-то найдут, то это будут действительно революционные вещи. Кроме этого, нужно исследовать сам бозон Хиггса. Дело в том, что в Стандартной модели, раз уж она полностью известна, однозначно предсказываются свойства бозона Хиггса, если существует только он один. И, в частности, эта модель предсказывает, что чем больше у частицы масса, тем охотнее с ней взаимодействует хиггсовский бозон и, соответственно, эта частица часто должна рождаться в распадах бозона Хиггса.

Распады, о которых идет речь, –  это разрешенные по сохранению энергии распады, например, на пару b- и анти-b кварков. Масса b-кварка примерно 4 ГэВа. Соответственно, это самые тяжелые частицы, на которые может распадаться бозон Хиггса. Поэтому вероятность распада на них самая большая, примерно 50%.

Половина бозонов Хиггса распадается на пару b анти-b. Спрашивается: почему до сих пор этот процесс не использовали? Потому что b-кварков, как и любых кварков, в столкновении протонов рождается море, и выделить оттуда сигнал от хиггсовского бозона - чрезвычайно трудная задача. На Тэватроне отчасти эту задачу решить удалось и там виден некоторый избыток в таком канале b анти-b. Должны быть распады на тау-лептоны (тоже достаточно тяжелые), вероятность несколько процентов.

Мы обсуждали распад на два фотона, две пары электрон-позитрон или мюон-антимюон. Есть распад на Z-гамма.

В общем, есть целый набор распадов бозона Хиггса, из которых сегодня видны только два. Все их надо будет промерить, убедиться, что предсказания подтверждаются или не подтверждаются.

Есть разные механизмы рождения бозона Хиггса в протонных столкновениях. Бозон Хиггса может родиться сам по себе, может родиться с парой кварков очень высоких энергий и эти кварки можно видеть. Они выглядят не как элементарные частицы, а как адронные струи, ливни, но, тем не менее, такой процесс можно изучать по отдельности.

Бозон Хиггса может рождаться совместно с тяжелым W-бозоном или с парой t- анти-t тяжелых кварков. Эти t-кварки тоже можно видеть совместно с бозоном Хиггса. Эти механизмы рождения разные, зависят от взаимодействия бозона Хиггса с разными частицами, например, W, t или легкими кварками. Тем самым мы постепенно будем узнавать, верно ли мы понимаем свойства бозона Хиггса, верно ли представление Стандартной модели о его взаимодействии с другими частицами. Любое отклонение от Стандартной модели будет означать, что она неверна, поскольку Стандартная модель с одним бозоном Хиггса все однозначно предсказывает, и это, конечно, интригующий сюжет.

Пока никаких отклонений нет, но точности крайне невысокие. Сегодня говорить об измерении свойств бозона Хиггса преждевременно. Пока речь идет только об открытии. И еще одно замечание: все это надо померить с хорошей точностью. Потому что есть модели, где предсказываются небольшие отклонения от Стандартной модели – на уровне процента или десятка процентов. Для такой точности Большого адронного коллайдера почти наверняка не хватит и это означает, что ускорительной физике не конец, нужно будет строить новую машину, электрон-позитронный коллайдер с энергиями от 250 ГэВ до ТэВа, но посмотрим, что расскажет нам Большой адронный коллайдер. Тогда будем думать о параметрах следующей машины.

Следующая машина должна быть, она будет. Какие именно у нее должны быть параметры, сейчас сказать трудновато, есть разные мнения на эту тему. Я завершаю и, суммируя,  хочу сказать, что последние три десятилетия или около того - это была эпоха запланированных открытий, эпоха подтверждений теоретических предсказаний. Не все, но большинство открытий было предсказано теоретиками и привело все это к утверждению Стандартной модели как реальной теории элементарных частиц. Были измерены все параметры этих частиц и т.д.

На сегодня недостающее звено этой модели – бозон Хиггса – открыт. Но это открытие – самое начало пути. Сегодня ответов на, пожалуй, самые интригующие вопросы пока нет, мы плохо знаем свойства этого бозона, мы не знаем один он или их несколько. Мы не знаем, стоит ли за ним какая-то новая физика или нет. Я думаю, что стоит, но это далеко не общее мнение. Если стоит новая физика, то какая именно новая физика? Тут опять кого не спроси, ответ будет разный. На эти вопросы, конечно, предстоит отвечать.

Для меня существенной подсказкой является то, что в теории есть внутренние трудности и, кроме того, есть космологические данные, которые свидетельствуют о неполноте Стандартной модели. Это, по-видимому, означает, что вопрос о новой физике – это вопрос актуальный и новая физика, я думаю, будет открыта на Большом адронном коллайдере. Физика элементарных частиц снова стала экспериментальной наукой в том смысле, что сегодня теоретики не могут предсказать что-то определенное. Есть море гипотез, и это означает, что ни одна из них не является уверенно лидирующей или наиболее правдоподобной. Сейчас вопрос к эксперименту: что именно происходит, как именно устроена природа. Я надеюсь, что нас ждут новые открытия в этой интересной области. Спасибо за внимание.

 

Обсуждение лекции

Борис Долгин: Спасибо большое, Валерий Анатольевич. Я хотел бы сначала зафиксировать, на мой взгляд, очень ценный не только для физики подход к исследованию. Когда не просто что-то ищется и как будто бы находится, но когда дальше начинают аккуратно вырабатываться версии того, как еще это может быть интерпретировано, начинают разрабатываться проекты экспериментов, как можно было бы проверить, какая из версий окажется достоверной – вместо горячей сенсации.

Просто это явно не специфика физики, это общий научный подход, который очень хотелось, чтобы практиковали исследователи в самых разных дисциплинах - вместо однозначных немедленных утверждений, что они что-то, наконец, знают.

Теперь маленький вопрос частично к тому, что вы подытоживали. Вы говорили о том, что коллайдер должен дать какое-то количество ответов, но понятно, что для того, чтобы он давал ответы, должны быть поставлены вопросы. Существует, видимо, какая-то программа исследований?

Валерий Рубаков: Конечно. Я упомянул о программе исследований самого бозона Хиггса. Это исследование его распадов и механизмов его рождения. Но, конечно, существует и не одна программа поисков новой физики. Те версии, о которых я коротко упомянул: составная версия хиггсовского поля, суперсимметричная версия, дополнительные измерения – все дают какие-то характерные предсказания.

Они тоже, как правило, сильно отличаются друг от друга. Они приводят к разным типам новых частиц, свойствам и новым взаимодействиям, поэтому есть разнообразные программы. Суперсимметрия до последнего времени была одной из самых популярных. В рамках каждой из коллабораций есть целые рабочие группы, которые занимаются проработкой того, какие сигналы надо ожидать, если работает суперсимметрия, как ее искать. Есть группа, которая занимается поиском дополнительной размерности пространства. Вы будите смеяться, но так оно и есть. Там есть свои сигнатуры и характерные особенности, которые должны проявляться на Большом адронном коллайдере.

Есть другой подход: давайте будем искать везде, где можно, отклонения от Стандартной модели. Будем предсказывать все, что можно предсказать для столкновения протонов и будем везде систематически искать отклонения, потому что никто не сказал, что хотя бы одна из выдвинутых гипотез правильная. Может оказаться, что теоретики просто не додумались, поэтому есть программа, менее сфокусированная на теоретических предсказаниях, что тоже имеет свой смысл. Так что этим трем тысячам физиков есть чем заниматься.

Андрей Рысин: Понятно, что такой фундаментальной частицы как бозон Хиггса существовать просто не может, потому что она распадается по закону Ломоносова. И на что распадается, из того и состоит. А здесь получается, что возникает какая-то новая масса, то есть распадается на электрон, позитрон, на фотоны. Это один парадокс.

Второй парадокс: наличие только одной массы покоя означает отсутствие корпускулярно-волнового дуализма, это понятно. То, что у нас есть только одни силы, но нет электромагнитных сил.

Теперь следующее. Ясно, что если бы существовали только силы притяжения, и не было бы силы отталкивания, то распасться такая частица просто бы не могла, а у вас она распадается, причем распадается на известные частицы: электрон, позитрон, а электроны и позитроны при аннигиляции дают фотоны. В результате фотон при столкновении с препятствием тоже электрон-позитрон, но никак не массу покоя, понимаете?

Валерий Рубаков: Тут надо понимать – это общее замечание –  что если бозон Хиггса умеет распадаться на два фотона, то это не означает, что он из двух фотонов состоит. Взаимопревращение частиц не означает, что кто-то из кого-то состоит. W-бозон распадается иногда на мюон и мюонное нейтрино или электрон и электронное нейтрино. В физике элементарных частиц тот факт, что W-бозон распадается на мюон и его нейтрино отнюдь не означает, что они входят в состав дубль W-бозона. Эти превращения – внутреннее свойство физики микромира. Элементарные частицы распадаются на другие элементарные частицы. Элементарные означает несоставные.

Вопрос из зала: Во-первых, я хочу сказать, что я не верю в то, что бозон Хиггса действительно открыт. Второе, понимаете, если бы действительно это было открытие, то сейчас бы не закрыли бы БАК на два года, это подозрительно выглядит. Теперь физические вопросы. Возьмем самый простой лептон – электрон. У него есть масса примерно 10 в минус 27-ой грамма. Вроде бы Хиггс должен тогда сказать, что «по моей теории у электрона такая масса», и она бы совпадала с экспериментальными измерениями. Этого нет. То есть речь идет о том, что дает массы, а какие массы? Спрашивается, что сейчас тем электронам, которые живут в аппаратуре, дает массу бозон Хиггса? То есть, зависит ли масса электрона от момента времени?

Борис Долгин: Кажется, вы очень плохо слушали.

Валерий Рубаков: Давайте я отвечу на вторую часть вопроса. Бозон Хиггса – это квант поля. Везде и в каждой точке пространства есть поле – это поле Хиггса. Но разлитое в пространстве поле и квант этого поля – разные вещи. Есть океан, в котором все живут и плавают, а есть волны в этом океане. Так вот, для того чтобы плавать в этом океане, вам не нужно, чтобы к вам подошла волна и что-то сделала. Есть поле, разлитое во всем пространстве, в вакууме. Так же, как я попытался дать аналогию с магнитом. Внутри магнита есть поле. Фотоны там могут и не летать, но там есть разлитое поле и оно определяет свойства частиц, живущих в этом магните. Так же и в вакууме разлито это поле Энглера–Браута–Хиггса. Сами частицы Хиггса не летают. Их всего-то несколько десятков тысяч сделали на Большом адронном коллайдере. Но разлитое поле существует, и оно генерирует массы всем частицам.

Голос из зала: Значит, это имеет отношение к космологии.

Валерий Рубаков: К космологии имеет отношение, но сейчас немножечко другой разговор.

Вопрос из зала: У меня вопрос больше мировоззренческий. Идея Большого взрыва и как она связана с полем Хиггса, ваше представление? Возникло оно в момент рождения Вселенной? Просто я читаю много различных сообщений и в том числе из ЦЕРНа, и физики пишут в разных газетах, интернет-порталах, а формулировки очень запутанные.

Валерий Рубаков: Я, прежде всего, могу ответить на вопрос безотносительно поля Хиггса. Возникло ли понятие электрон и поле электрона в момент Большого взрыва? Или оно зашито внутри теории без всякого начала и Большого взрыва? Знаете, на этот вопрос ответить непонятно даже как. Электрон в теории есть как возможность, а как эту возможность привязать к Большому взрыву, я не очень себе представляю. Второй ответ на вопрос как раз связан с вопросом про космологию: скорее всего, последовательность событий была такая. Сейчас уже говорю о поле Хиггса, разлитом во всем пространстве.

«Скорее всего», потому что это теоремой не доказано, но если температуры были высокие, то так оно и есть. На стадии, когда температуры были очень высокие, симметрия Стандартной модели была восстановлена. Никакого однородно разлитого поля Хиггса не было. Все симметрии были восстановлены. W- и Z-бозоны были безмассовые, электроны были безмассовые, а при понижении температуры образовалось это поле Хиггса.

Ситуация очень похожа на аналогию с магнитом. Возьмите железяку, разогрейте ее как следует, у вас никакого спонтанного магнитного поля внутри не будет. Потихонечку она будет остывать. В какой-то момент у вас появится намагниченность, появится магнитное поле внутри вашего образца. Такая же история была во Вселенной. По крайней мере, в рамках Стандартной модели картинка именно такая.

Юрий Лебедев: У меня простой вопрос. Почему обсуждается, что это именно бозон поля Хиггса? Почему такие свойства, которые сейчас открыты, доказывают, что это именно хиггсовское поле, а не какое-то другое скалярное поле, потому что скалярных полей, как известно, в теории много.

Валерий Рубаков: Стандартная модель предсказывает вероятность рождения бозона Хиггса в столкновениях протонов. Она предсказывает относительную вероятность распадов на два фотона или четыре лептона. Сегодня есть раз, два и обчелся экспериментальных данных. Их столько, сколько процессов рождения и последующего распада на два фотона произошло в Большом адронном коллайдере. Это предсказание нетривиальное, потому что и рождение этой частицы и распад – это индивидуальные свойства этой частицы. Пока то, что измерено, а это всего 2-3 числа – все согласуется со Стандартной моделью, поэтому говорят, что это частица со свойствами, похожими на бозон Хиггса.

В дальнейшем, конечно, таких чисел будет больше, они будут известны с большой точностью. Сейчас точность очень слабенькая. Они будут известны с более приличной точностью и тогда представление о том, это настоящий бозон Хиггса или что-то другое –будет уточняться. Сегодня пока все выглядит так, что это бозон Хиггса. Для других скаляров, которые обсуждают, предсказания совершенно другие, поэтому это что-то очень похожее на бозон Хиггса.

Борис Долгин: Что нужно для того, чтобы окончательно сказать, что речь идет о кванте именно этого поля?

Валерий Рубаков: Окончательно в физике никогда не бывает, потому что всегда могут появиться какие-то отклонения. Сегодня можно сказать только так: свойства этой частицы согласуются с тем, что предсказывает Стандартная модель, что немало, потому что предсказания очень специфические, но я думаю, что уже в конце года (Ред. – 2012) можно будет говорить определенно, что это частица, у которой свойства очень сильно согласуются со свойством бозона Хиггса. При дальнейшем уточнении может оказаться, что какие-то свойства начнут отклоняться. Это очень интересно, это будет означать, что что-то тут не то.

Григорий Чудновский: Будьте добры, поясните, что такое «другая физика». Я приведу геометрический пример, если он правильный. Как мне кажется, это разные геометрии. Допустим, планиметрическая: все пифагоровы теоремы, углы и прочее, и геометрия Лобачевского, где углы обладают некими свойствами. Это ведь разные геометрии? Какие разные физики, что они должны в себе содержать? Спасибо.

Валерий Рубаков: Я должен сказать, что Стандартную модель можно расширять. Это не другая физика, это новая физика в том смысле, что она выходит за рамки Стандартной модели. Саму по себе отменить Стандартную модель уже не удастся. Мы имеем слишком много экспериментальных фактов, которые с хорошей точностью ее подтверждают. Поэтому ее можно расширять, но не отменять. Это будет не другая физика, а новая физика.

Новая она в том смысле что, например, суперсимметрия – это новый тип симметрии. Стандартная модель в суперсимметричные теории вкладывается, но не исчерпывает их содержание. Там есть новые поля, новые частицы, новые симметрии. Из всяких эстетических и других соображений это очень популярная версия. Это значит расширение Стандартной модели путем новых симметрий и, соответственно, новых частиц и новых взаимодействий.

Григорий Чудновский: А новые запреты?

Валерий Рубаков: В суперсимметрии, в частности, есть новые запреты и с этим может быть связана темная материя – запрет на распад частиц темной материи. Этот запрет может объяснять то, что в природе есть темная материя.

Борис Долгин: Я, наверное, должен напомнить, что словосочетание «новая физика» вообще-то уже существовало в связи с появлением, насколько я помню, квантовой механики и теории относительности. В результате тогда, помнится, у нас в стране в 30-е, 40-е годы время от времени, пытаясь опереться на материалистическую диалектику и на физику прошлых веков, то, что называли новой физикой, громили, и я очень рад, что на физическом факультете МГУ, где активно тогда ее громили, вы можете работать.

Валерий Рубаков: Сейчас никто нас уже не громит. Может, это не очень удачный термин, сегодня новая физика означает физику за пределами Стандартной модели. Она новая, конечно, неизведанная.

Роман Ризаев: Вы несколько раз упомянули об аналогии между явлениями сверхпроводимости и теми явлениями, которыми вы занимаетесь – физикой элементарных частиц. Есть ли какая-то вероятность того, что новые знания, которые могут быть получены, можно перенести на явления сверхпроводимости, чтобы сделать там какой-то новый прорыв.

Валерий Рубаков: Мне трудно ответить на этот вопрос. Я не специалист в физике твердого тела, в физике сверхпроводимости. Пока все двигалось в другую сторону. Пока, наоборот, представления, развитые в теории конденсированных сред, как-то оплодотворяли физику элементарных частиц, но не исключаю и обратного. Может быть, это буквально не относится к теме физики бозона Хиггса, но в квантовой теории поля сегодня происходит довольно сильное теоретическое развитие, которое приводит к очень нетривиальным выводам относительно того, какие явления должны происходить в той или иной теории.

Вполне возможно, что перенос этих очень нетривиальных теоретических открытий в область теории конденсированных сред позволит сделать заключение о ВТСП (высокотемпературной сверхпроводимости). Не гарантировано, но такие разговоры, попытки сейчас вполне делаются и достаточно увлекательно. Подробности я вам рассказать не смогу, потому что я в этом сам не очень компетентен.

Медведев: Скажите, пожалуйста, объясняет ли этот новый бозон Хиггса спектр масс элементарных частиц? И второй вопрос относительно нейтрино и превышения скорости света: ищут ли там сейчас какую-то новую физику?

Валерий Рубаков: Давайте я сначала на второй вопрос отвечу, он простой. Насчет сверхсветовых нейтрино – это была экспериментальная грязь и уже известно, где она была и по чьей вине она была. Сделали оргвыводы, разборки в коллаборации уже прошли. Нет никакого сверхсветового движения нейтрино. Теперь насчет спектра масс. К сожалению, Стандартная модель спектр масс не предсказывает. В Стандартной модели массы частиц пропорциональны средней величине хиггсовского поля, разлитого в вакууме, но коэффициент пропорциональности при этом – это свободный параметр. Это константа взаимодействия между частицей, которая получает массу, и хиггсовским полем. Поэтому чем больше масса, тем сильнее взаимодействие.

Сами эти константы в рамках Стандартной модели предсказать не удается, и уверенно сказать, откуда эти параметры, константы связи, почему они такие, а не другие, к сожалению, нельзя. Есть разные подходы, варианты, но, не вдаваясь далеко в гипотезы, это есть свободные параметры. Очень неудовлетворительная ситуация, все понимают, что так не должно быть. Массы надо было бы уметь предсказывать, вычислять, все это понимают, но никто толком ничего сделать не может. Такова ситуация.

Сергей Дроздов: Мы, наращивая энергию столкновений, получаем все новые и новые кванты взаимодействий. Вот нашли бозон Хиггса. Ваше личное мнение, мы таким образом дойдем до гравитона?

Валерий Рубаков: До гравитона не дойдем, он рождается с очень малой вероятностью. Надо добраться до безумных энергий. Как это сделать – непонятно. Гравитоны таким способом рождать невозможно. Гравитационные волны – другое дело. Они зарегистрированы, образованы в небесах. Это гравитационные волны, рожденные в процессах, происходящих далеко от нас – слияние черных дыр и что-то в таком духе. Гравитоны образовывать, к сожалению, не удастся, если не реализуется экзотический сценарий, связанный с тем, что мы живем не в трехмерном пространстве, а пространство имеет больше измерений. Тогда не исключено, что все представления о том, как устроено гравитационное взаимодействие, надо будет пересматривать. Это очень экзотично, но как говорится, «никогда не говори никогда».

Федор Ткачев: Я – специалист по квантовой теории поля. Здесь не был озвучен один факт, который очень важно озвучить и оценить весь шум вокруг открытия бозона Хиггса, а именно, что квантовая теория поля там, где можно сделать измерения, дает согласие с экспериментами на уровне девяти значащих цифр – это очень много. Отсюда сразу следует, что аналогия с твердым телом просто нелепа. Там ничего нельзя вычислить и нельзя будет вычислить в обозримом будущем. Это первое замечание.

Второе замечание, что этот формализм невероятно точный, надежный, там, где он работает, предсказывает существование бозона Хиггса. Он необходим. Соответствующую цепочку рассуждений, как бы обобщающую работы Браута и прочих, проделывали в 80-х годах, если я не ошибаюсь. Вопрос состоит в том, насколько сложно устроен хиггсовский сектор и это единственная задача, которую решал Большой адронный коллайдер – уточнение структуры сектора хиггсовских бозонов. Для тех, кто помедитировал над девятью значащими цифрами согласия квантовой теории поля с экспериментом, достаточно трудно аргументировать затраты на Большой адронный коллайдер. Кроме того, там вторым пунктом стоит суперсимметрия, которая представляет из себя чистый приматический пузырь, как я это называю, для которого не существует обоснования в корректной науке.

Валерий Рубаков: Это иллюстрация того, что я уже сказал. Сколько теоретиков, столько и взглядов. Но я согласен с тем, что и до открытия бозона Хиггса было понятно, что что-то похожее на него должно быть, и из данных ЛЭПа это, несомненно, следует.

Голос из зала: Я вот что еще хочу спросить. В квантовой механике есть такая штука – тождественность частиц, то есть все электроны имеют одинаковый заряд, одинаковый спин. Утверждается, что бозон Хиггса снабжает этот электрон массой.

Борис Долгин: Нет, не утверждается. Утверждается, что поле Хиггса.

Голос из зала: Тогда вопрос такой: неважно, как он эту массу получает, как он ее запоминает. Как запоминаются квантовые числа частиц, где?

Валерий Рубаков: Вопрос, конечно, будоражащий. Почему все электроны знают, куда им лететь? Он летит через магнитное поле и знает, что ему сюда, а не туда. Откуда он знает, что он должен подчиняться уравнению Дирака? Волнующий вопрос, ответа не знаю. Но не всякий вопрос имеет право на существование. Есть некоторые вопросы, на которые ответить невозможно, потому что они неправильно поставлены. Я не уверен, что это не из этой серии. Может быть, и нет, не знаю.

Борис Долгин: То есть, нет уверенности, что этот вопрос поставлен так, чтобы он был вопросом к науке физике?

Валерий Рубаков: Нет такой уверенности, хотя это, конечно, будоражит. Электрон летит и вдруг он удовлетворяет уравнению Дирака, как это знает электрон? Как-то знает. Вопрос это или не вопрос – это не понятно.

Игорь Ганцвинт: Как вы думаете, путь к новой физике - через такой гигантский ускоритель или через нейтринную физику, в которой уже есть намеки на новую физику?

Валерий Рубаков: Я бы сказал, что это все-таки взаимодополняющие вещи. Тут нельзя сказать какой путь короче. Это пути, которые пока ведут в разные стороны.

Безусловно, очень интересно знать, как устроен нейтринный сектор, как устроены взаимопревращения нейтрино. Очень интересная область науки и люди ей занимаются с большим успехом. Отдельно очень интересная область - как устроен хиггсовский сектор. Сегодня кажется, что это два разных поля деятельности, которые нельзя противопоставлять или объединять друг с другом. По затратам, конечно, они разные. Но я думаю, что для человеческой цивилизации даже такие большие сооружения – это не так много.

Наталия Демина: Что вы думаете о Нобелевской премии 2012 года?

Валерий Рубаков: Я об этом ничего не думаю, я в этом не специалист, поэтому ответить на это я не могу.

Борис Долгин: Я бы тогда развернул этот вопрос в другую сторону. Как вы считаете, когда будет материал для Нобелевских премий, какой уровень и какой тип показательности?

Валерий Рубаков: Я думаю, что в следующем октябре, если не будет никаких сенсаций, и все это не окажется совсем чем-то другим, но думаю что вряд ли. Мое предсказание – следующий октябрь. Энглер и Хиггс. Хотя как Нобелевский комитет решит – кто его знает. Браут умер, к сожалению, не дожил.

Сергей Сорокин: Я задам вам политический вопрос. Когда физики заберут деньги у наших военных? Потому что пришел Рогозин и это хуже, чем бозон Хиггса.

Валерий Рубаков: Бозон Хиггса не надо тут обижать. Это вполне достойный объект. А ответить на этот вопрос я не могу, я не военный и не умею деньги у военных забирать.

Борис Долгин: Обычно все-таки вопрос о структуре бюджета – это не то, в чем критическое слово имеют представители данной конкретной дисциплины. Обычно это вопрос воздействия гражданского общества на какие-то политические институты, которые принимают соответствующие решения, если есть гражданское общество.

Валерий Рубаков: Вы меня ставите  в тупик.

Борис Долгин: Присутствующий здесь Максим Борисов совершенно правильно заметил, что в некоторых случаях удается эти два интереса объединить, если интерес в открытиях науки оказывается взаимосвязанным с интересом каких-то больших государственных проектов, когда заодно оказываются нормально профинансированы и научные открытия.

Валерий Рубаков: Пока не видно, чтобы те открытия, которые совершаются физикой элементарных частиц, приводили бы к военным, гражданским или каким-то еще прямым выходам, пользе. Там, где есть военные выходы, есть и мирные, но, к сожалению, пока не видно ни новых источников энергии, ничего такого. Другое дело, что само по себе создание Большого адронного коллайдера – это технологический прорыв и понятно, что тут столько найдено технологических решений, настолько была продвинута технология, что это двигает самые разные отрасли промышленности. Это влияние таких больших проектов на общий уровень промышленности. Хорошо, что Россия не отстала и принимает достаточно серьезное участие в этом проекте.

Борис Долгин: В связи с этим такой вопрос. Насколько становится общим достоянием то, что достигается на нем в результате исследовательских программ? И второй, связанный с этим вопросом: насколько те технологические решения, которые были найдены в процессе строительства Большого адронного коллайдера, являются международным достоянием? Или это вопросы закрытых коммерческих проектов?

Валерий Рубаков: Я не экспериментатор и ответить на вопрос, как там обстоит дело с патентной частью, не берусь. Но, во всяком случае, те разработки, которые делают физики для себя и которые потом так или иначе частенько находят применения, пока идут в фундаментальную физику на Большой адронный коллайдер. До этого времени они, конечно, находятся в открытом доступе, все знают, как они устроены и работают.

Другое дело, что, может быть, с какого-то момента близкие разработки становятся защищены патентами, когда они уходят в промышленность. Что касается физических результатов, то, конечно, все в конце концов становится открытым, но не сразу.  Пока коллаборация не опубликовала результат, у меня или у кого угодно возможности получить эти данные нет. Они сами их получают, сами их обрабатывают и выдают результат. Как только они его выдали – это общее достояние.

Здесь есть отличие от того, как дело обстоит в астрономии. Они отнаблюдали, получили снимки, обработали что смогли, но, как правило, через год или какой-то определенный срок они выкладывают это в открытый доступ. Это первичные данные. Можно взять этот каталог, обработать по-своему, увидеть там новые объекты, которые авторы этих каталогов не заметили, и т.д. Это общепринято. В физике элементарных частиц не так: сколько-нибудь сырые данные коллаборацией не представляются. Человек со стороны не имеет возможности взять данные и обработать их по-своему.

Борис Долгин: А нет ли какого-то движения в эту сторону? Астрономическая традиция в этом смысле кажется более человеческой.

Валерий Рубаков: Она более правильная, на мой взгляд, но такого движения пока, к сожалению, нет. Сколько-нибудь сырые данные с коллайдера недоступны никому, кроме членов коллаборации.

Голос из зала: Есть ли смысл открывать данные после того, как экспериментаторы снимут все сливки?

Борис Долгин: Собственно об этом было сказано, но я хотел спросить, а есть ли вообще техническая возможность сливать первичные экспериментальные данные?

Валерий Рубаков: Это я не могу сказать. В астрономии тоже, особенно сейчас, очень непростые способы представления данных и структурирования баз данных. Люди, которые профессионально в этом работают, способны разобраться в этих базах данных, расшифровать их. Я думаю, что при очень большом желании то же самое или очень на то похожее могло бы быть организовано и в физике элементарных частиц, но такого однозначного движения что да, этим надо заниматься и такое сделать – этого я пока не вижу.

Борис Долгин: Надо сказать, что есть еще одна область, где этот вопрос стоит и, по-моему, она отчасти решается - в биоинформатике. Выкладывание геномов – существующая практика.

Максим: Незапланированный вопрос в продолжение предыдущей дискуссии, если конечно вы в курсе по поводу финансирования самого проекта: это были только бюджетные деньги или привлекались частные инвестиции?

Валерий Рубаков: Большой адронный коллайдер – это исключительно бюджетные деньги. И эксперименты тоже. Большой адронный коллайдер – это деньги, в основном, с громадным преимуществом европейцев, которые давали их ЦЕРНу, сам по себе ускоритель – это бюджет ЦЕРНа. Детекторы делали сотни институтов, участвующих в этом проекте. Это все бюджетные деньги, но от самых разных стран.

Максим: Второй вопрос: можно уточнить соотношения поля и кванта поля? Еще было сказано про гравитацию и гравитон. Поле само по себе фиксируется проще, чем квант этого поля?

Валерий Рубаков: Нет, это две стороны одной медали. Если рассматривать процессы, когда у вас поштучно вылетают фотоны или гравитоны, тут более адекватно представление частицы. Если у вас, как в лазере, этих фотонов огромное количество, то все это выглядит как классическое поле. Лазерное излучение, лазерное поле – это набор фотонов, которые сидят в одном или почти в одном состоянии и их настолько много, что эффективно квантовые свойства уже перестали проявляться, они выглядят как поле, как волна. И любая звуковая волна тоже на самом деле имеет свои кванты.

В твердом теле их называют фононами. Мы с вами не думаем, что звук – это кванты, просто потому, что мы громко разговариваем. Если бы мы говорили тихо, настолько тихо, что излучали бы по одному фонону, тогда проявлялась бы квантовая структура. Кстати небезызвестный Черенков обнаружил свой черенковский эффект, а перед ним была поставлена другая задача. Убедиться с помощью глаза, что фотоны летают поштучно.

Голос из зала: Это Вавилов.

Валерий Рубаков: Нет, Вавилов его посадил в темную комнату и тот долго смотрел на слабый-слабый источник света, чтобы увидеть, что к нему фотоны прилетают по одному, но при этом обнаружил черенковское излучение, что гораздо интереснее и важнее.

Игнат Икшубаев: У меня вопрос по этому слайду. Я так понимаю, что это то, до чего мы можем достучаться на Большом адронном коллайдере?

Валерий Рубаков: Если что-то из них правильно.

Игнат Икшубаев: Я правильно понимаю, что дополнительные измерения – это имеется в виду гипотеза суперструн? Мы реально можем достучаться на БАКе до суперструн?

Валерий Рубаков: В принципе обнаружить дополнительные измерения можем, если размеры этих дополнительных измерений не очень маленькие. И можем достучаться до теории суперструн, хотя надо понимать, что это очень экзотическое представление.

Игнат Икшубаев: Но премии-то дают по 3 миллиона долларов.

Валерий Рубаков: Премии дают теоретикам, а я говорю об экспериментальном исследовании. Премии по 3 миллиона долларов – это за теоретический вклад, а правильная эта теория или неправильная – никто не знает.

Борис Долгин: Все-таки финансовая стоимость и научная ценность – это два разных измерения.

Кирилл Соколов: У меня вопрос тоже по этому же слайду. По вашим прогнозам этих 20-30-ти летних экспериментов и материалов этих экспериментов хватит для того, чтобы, наконец, объединить две такие замечательные теории, как Общая теория относительности и квантовая теория?

Валерий Рубаков: Мой прогноз здесь пессимистический, потому что я боюсь, что получить какие-то экспериментальные данные о квантовой гравитации можно будет, только если реализуется этот третий, крайне экзотический вариант. Скорее всего, он не реализуется. Гравитационный масштаб – это масса Планка, это 10 в 19-ой ГэВ и мы никогда туда не доберемся. Экспериментально узнать, как устроена квантовая гравитация мы, наверное, не сможем никогда.

Борис Долгин: Большое спасибо, Валерий Анатольевич.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях, публичных лекциях и других мероприятиях!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.