Генеральный директор Европейской организации по ядерным исследованиям CERN рассказывает об открытии бозона Хиггса, о женщинах в науке и о следующем поколении коллайдеров.
58-летний итальянский физик Фабиола Джанотти является генеральным директором CERN с января 2016 года. Ранее она возглавляла сотрудничество около 3000 физиков из 38 стран, которые совместно открыли бозон Хиггса в 2012 году. В прошлом месяце CERN опубликовала планы относительно преемника Большого адронного коллайдера - стоимостью 20 млрд. евро.
Журналист Йен Сэмпл (Ian Sample) - научный редактор издания «The Guardian» взял интервью у Фабиолы Джанотти. До прихода в газету в 2003 году он работал журналистом в New Scientist и работал в Институте физики редактором журнала. Он имеет докторскую степень в области биомедицинских материалов в Лондонском университете королевы Марии. Предлагаем Вашему вниманию это интервью полностью.
Что случилось с Большим адронным коллайдером (англ. Large Hadron Collider)?
Большой адронный коллайдер (БАК) остановлен, потому что мы собираемся модернизировать ускорительный комплекс. Мы модернизируем инжекторы и проведем эксперименты, а затем возобновим сбор данных в 2021 году с лучами более высокой интенсивности. Мы будем работать еще три года, а затем снова остановимся до 2026 года, чтобы модернизировать Большой адронный коллайдер на более высокую светимость (High-Luminosity LHC). Более высокая светимость означает больше столкновений. Мы можем изучать фундаментальные частицы гораздо более подробно. Мы будем производить около 15 миллионов бозонов Хиггса в год.
Когда БАК включился, физики говорили о том, чтобы найти бозон Хиггса, темную материю и даже дополнительные измерения. Вы разочарованы тем, что не нашли больше, чем Хиггс?
И да и нет. Да, потому что открытие новых частиц - это фантастика. Это очень чаруеще и увлекательно, а это значит, что мы нашли новую физику. Нет, в том смысле, что мы знаем, что открытые вопросы сложны. Не очевидно, что мы найдем ответы с одним коллайдером. Исследования требуют большого терпения. И физика это не только открытия. Открытия являются самой гламурной частью этого, но очень важны также чрезвычайно точные измерения известных явлений, исключающие сценарии для физики за пределами Стандартной Модели или данной теории. Открытия попадают на первые страницы газет, в то время как точные измерения известной частицы не делают этого, но с научной точки зрения они столь же важны.
Теория, называемая суперсимметрией, предсказывает существование партнеров для частиц, которые мы уже знаем. Это объяснило бы, почему Хиггс - свет, и, возможно, даже рассказало нам, что составляет темную материю. БАК не нашел никаких признаков этого. Суперсимметрия мертва?
Я не знаю. Может быть, суперсимметрия существует, но мы ее не видели, потому что у нас недостаточно данных, или она находится на энергии, которую не может достичь БАК, или на энергии, которой никогда не достигнет ни один коллайдер на Земле. Или это неправильная теория. Я не могу вам сказать. Но для меня важно не отставать от конкретной теории. Мы не знаем, что ответит природа на открытые вопросы. Мы не знаем, является ли суперсимметрия ответом на вопрос о темной материи или на что-то еще. Если ответом является суперсимметрия, то суперсимметричные частицы появятся либо на БАК, либо на следующей машине, либо каким-либо другим способом.
Вы руководили сотрудничеством, которое объявило об открытии бозона Хиггса 4 июля 2012 года. На что это было похоже?
Это было самое волнующее время в моей научной жизни. Нет ничего более полезного для физика-исследователя, чем открытие новой частицы. И это очень специфично. Бозон Хиггса был недостающим компонентом Стандартной Модели. Но добраться до открытия было действительно длинным путем. Требовались усилия тысяч физиков и инженеров для создания и последующего создания БАК и детекторов, которые являются чудесами технологии. Когда мы поняли, какие технологии нам нужны, это действительно выглядело как невыполнимая миссия. Но в итоге нам удалось построить фантастическую машину с фантастическими экспериментами. Производительность превосходит наши самые оптимистичные ожидания. Это была тяжелая работа, это была командная работа, и это было фантастическое открытие. Все эти элементы вместе являются особенным для меня.
Должно быть, это было чрезвычайно напряженное время.
В течение месяца, предшествующего открытию, мы работали по ночам и дням. Здания в Серне, где [мы работали], были полностью забиты ночью, когда в 3 часа ночи люди ели пиццу. Нам пришлось пройти через тысячи проверок, перекрестных проверок и верификаций. Это был очень хороший урок для молодых людей о том, как вы туда доберетесь, как много усилий стоит за этим, насколько осторожны, насколько серьезны и насколько суровы вы должны быть перед тем, как выйти на публику с открытием.
Фабиола Джанотти - генеральный директор ЦЕРН в Женеве. Первая женщина, которая была назначена на эту должность через 60 лет с момента создания лаборатории. Она изучала физику в Миланском государственном университете и участвовала в наблюдении за бозоном Хиггса, произошедшем в 2012 году благодаря Большому адронному коллайдеру, крупнейшему ускорителю частиц в мире. За открытие «частицы Бога» Нобелевскую премию по физике в 2013 году заслужили британские и бельгийские ученые Пол Хиггс и Франсуа Энглерт, которые впервые теоретизировали ее в 1964 году. Джанотти заняла пятое место в рейтинге Time of 2012 «Человек года» . Фото: CERN
В прошлом году CERN временно отстранил итальянского физика Алессандро Струмиа (Alessandro Strumia) из Пизанского университета за комментарии, сделанные им на семинаре по гендерной физике и физике высоких энергий. Он утверждал, что мужчины, а не женщины, подвергаются дискриминации и что его перевели на работу, которую получила женщина из аудитории, несмотря на то, что у него было больше цитат.
Он был отстранен от CERN не за его идеи, потому что в CERN есть свобода выражения, а за публичное нападение на коллег по аудитории. Вы не можете использовать семинар, на который вас приглашают поговорить и высказать свои идеи перед аудиторией молодых людей, чтобы начать личные нападения на ваших коллег. Это нарушение нашего кодекса поведения, который, как первый принцип, основан на уважении.
Сталкивались ли вы с дискриминацией в своей карьере?
Я никогда не чувствовала дискриминации, но некоторым из моих коллег-женщин не так повезло. Я не думаю, что мне пришлось пройти через более трудный выбор, более трудные шаги в моей карьере, потому что я женщина. По крайней мере, я не реализовала бы себя, если бы это было. Я чувствовала, что у меня были те же возможности, что и у моих коллег-мужчин. Но, опять же, я знаю коллег-женщин и друзей, которым не так повезло, и у них не было таких же возможностей, как у мужчин. Еще многое предстоит сделать. Мы должны многое сделать не только для гендерного разнообразия, но и для разнообразия в целом. Разнообразие - это достояние человечества, наше богатство, и мы должны использовать его наилучшим образом.
Прошлым летом ваше имя появилось среди пяти женщин на переходный пост премьер-министра Италии. Вы испытываете желание пойти в политику?
Нет. Я могу сказать вам, что заголовки газет стали для меня неожиданностью. Я не связывалась и не контактировала ни с кем по этому поводу. Я ученый, мне нравится заниматься физикой. Что мне нравится в моей работе в качестве генерального директора, и это фантастическая работа, так это то, что у меня еще есть время заниматься научной работой. Я не могу провести анализ или разработать прототип детектора, как раньше, но я могу внести свой вклад в стратегическое планирование, следить за проектами CERN и участвовать в технических и научных дискуссиях.
В прошлом месяце CERN опубликовала международный проект для Будущего циклического коллайдера (Future Circular Collider (FCC)) стоимостью 20 млрд. евро, который будет в четыре раза больше БАК. Как вы оправдываете такую машину?
Будущий циклический коллайдер не является утвержденным проектом. Каждые шесть-семь лет европейские физики элементарных частиц собираются вместе, чтобы разработать дорожную карту для будущего дисциплины. На этот раз есть два проекта на столе для пост-БАК. Компактный линейный коллайдер (The Compact Linear Collider), или Clic, представляет собой электронно-позитронный коллайдер длиной 50 км, который должен начинаться при 380 ГэВ [гигаэлектрон Вольт] и в конечном итоге достигать 5 ТэВ [тера электрон Вольт]. Будущий циклический коллайдер будет кольцом длиной около 100 км: он может обеспечивать электрон-позитронное, протон-протонное и ионное столкновения. Оба будут обсуждаться физиками. Это проекты, которые строятся и эксплуатируются в течение нескольких лет. Они дорогие, но стоимость распространяется на десятилетия, как это было с БАК.
Но для чего они?
Важно подчеркнуть, что нам необходимо добиться прогресса в понимании фундаментальной физики. Тот факт, что 95% Вселенной является темной, неизвестной нам, и является большим затруднением для ученых сегодня. Но это также очень увлекательно: это значит, что есть много, много новых открытий. Темная материя - это вопросительный знак. Никто не знает, является ли он очень легким или очень тяжелым, и здесь нет уникального инструмента, чтобы найти его. Никто не знает, будет ли он обнаружен космическими исследованиями или подземными детекторами, которые ищут частицы темной материи из межгалактического гало или же коллайдерами. Мы должны атаковать проблему с разных сторон. Очень важно разработать технологию для достижения максимально возможной энергии и построить финансово возможную машину.
Мы не должны недооценивать, что фундаментальная физика, не только в нашей области, настолько амбициозна в своих целях, что она является движущей силой инноваций. Это требует разработки, изготовления и эксплуатации инструментов, которые требуют передовых технологий, которые приносят пользу всем. Не говоря уже о влиянии обучения и подготовки тысяч ученых, большинство из которых входят в общество в других сферах жизни.
С такой большой частью вселенной, неизвестной нам, есть ли еще место для Бога?
Наука и религия - это две разные деятельности. Я физик-экспериментатор. Мой подход основан на том, что я вижу и что я измеряю.
Физик-экспериментатор ЦЕРН Фабиола Джанотти в детекторе ATLAS, 14 апреля 2007 г. Фото: CERN
Другие страны хотят строить огромные коллайдеры. Почему для CERN важно иметь другую машину после БАК?
Пост-БАК будет очень важным инструментом. Он имеет сильную научную мотивацию и будет представлять чрезвычайно требовательные и сложные задачи с точки зрения технологий. То, что это научно и технологически ценный проект, подтверждается тем фактом, что другие страны, другие регионы мира обсуждают подобные коллайдеры. Япония обсуждает возможность создания линейного коллайдера (Linear Collider). Китай рассматривает 100-километровый циклический коллайдер. Это действительно говорит о важности проекта. Благодаря CERN Европа восстановила лидерство в области фундаментальной физики на энергетической границе, а также в передовых технологиях, необходимых для проведения этих экспериментов. Для меня было бы очень жаль, если бы это лидерство отправилось в другое место в мире.
Источник: The Guardian