доказательства. Динамика галактик, наблюдения гравитационного линзирования и сверхновых, барионные акустические осцилляции. А что, если все эти данные просто сбивают нас с пути? А вдруг мы просто сами себя загоняем в угол подобно сторонникам теории эфира в XIX веке, о которых говорилось в главе 1? А что, если темная материя и темная энергия – это просто математические ухищрения для оправдания нашего фундаментального невежества – своего рода эпициклы современной физики?

Глядя на уносящуюся в космос мощную ракету с бесценным грузом, я думал о том, куда же движется космология. Побольше измерений и поточнее – это замечательно. Но если космологическая модель ΛCDM верна, если окружающий нас привычный мир – это жалкие 4,9 % от в основном покрытой завесой тайны Вселенной, то не пришло ли время вместо хотя бы одного из больших вопросительных знаков поставить восклицательный? Как минимум, экспериментально «нащупать» темную материю…

Об этом же думали дерзкие физики по другую сторону Атлантического океана – их эксперимент осуществлялся не в космосе, а глубоко под землей в итальянских Апеннинах. Самое время.

И главный их козырь – ксенон.

Часть III

Хобот

18. Ксеноновые войны

Небоскребы Манхэттена, словно армия, вооруженная вилами, устремлены навстречу висящим над Нью-Йорком темным тучам. Позже днем ожидается снег, но пока что Эмпайр-стейт-билдинг, Крайслер-билдинг, небоскреб Парк-авеню, 432, и Башня Свободы купаются в лучах ненадолго появившегося январского солнца.

«Чудесный вид, – говорит Елена Априле с приятным итальянским акцентом. – Мне он никогда не надоедает». Мы встретились в скай-лаундже на 47-м этаже небоскреба в Бруклине, где находится ее квартира1. После интервью она угостила меня по-настоящему хорошим эспрессо в своей стильной кухне и показала фотографию первого внука: «Так замечательно видеть свою дочь мамой». А еще она показала мне собственную фотографию конца 1970-х годов, когда ей было 23 года. Вот она в ЦЕРНе, как она сама выразилась – молодая и с большими планами на будущее.

И планы у нее до сих пор грандиозные, как и полагается основателю и многолетнему главному представителю эксперимента КСЕНОН (XENON) по поиску темной материи2. Априле всегда хотела добиться большего, чем другие. Нет, она не нашла темную материю. Пока еще нет. Но это может случиться в любой момент, и будет замечательно, если достойное Нобелевской премии открытие будет сделано именно на ее новом детекторе XENONnT.

Дело в том, что Априле не единственная, кто мечтает об успехе, славе и Стокгольме. Другие группы в Соединенных Штатах и Китае бьются над той же задачей, используя ту же самую основанную на жидком ксеноне технологию. Бывшие коллеги. Ее собственные ученики. Даже ее бывший муж. Если это война, то Априле настроена только на победу. Быть лучшей, как всегда.

Очень нетривиальный человек, как сказал мне технический координатор проекта XENONnT Ауке-Питер Колейн во время моего пребывания в Национальной лаборатории Гран-Сассо.

Елена Априле родилась в Милане и изучала физику в Неаполитанском университете. На третьем курсе она подала заявку на летнюю практику в ЦЕРНе. Она прошла отбор и поступила в исследовательскую группу Карло Руббиа – тогда это было главное и лучшее событие в ее жизни, несмотря на то что Руббиа не отличался доброжелательностью, особенно по отношению к женщинам. И это было еще в мае 1977 года, за много лет до присуждения ему Нобелевской премии и назначения его генеральным директором ЦЕРНа.

Если отвлечься от этих гендерных проблем и проблем субординации, то ЦЕРН был настоящим научным раем, воротами в международную физику. Априле так и не вернулась в Италию – или, точнее, к своему парню. Она осталась у Руббиа больше, чем на полгода и встретила там немецкого физика Карла Гибони, за которого в 1981 году вышла замуж, учась в аспирантуре Женевского университета.

В 1983 году Руббиа предложил Априле и Гибони работу на должности постдоков в его исследовательской группе в Гарвардском университете, которая занималась экспериментом по изучению возможного распада протонов. Априле постепенно пробила себе дорогу в этом мужском сообществе. Но работа на Руббиа изматывала. После того, как ему (вместе с Симоном ван дер Мером) в 1984 году была присуждена Нобелевская премия за открытие W– и Z-бозонов, иметь дело с ним стало еще труднее. Он мог прилететь из Европы – коллеги иногда шутили, что он полжизни проводит в бизнес-классе – ткнуть их носом в ошибки и провалы, огорчить их и улететь обратно в Женеву. В конце 1985 года Гибони это окончательно надоело. Он сказал Руббиа: «Я ухожу», – и принял предложенную ему научную должность в нью-йоркской компании. Априле ушла из Гарварда в январе 1986 года на физический факультет Колумбийского университета.

Именно в Колумбийском университете у нее зародился интерес к жидким благородным газам. Сначала она делала детекторы нейтрино на основе аргона. Затем настал черед запускаемого на воздушном шаре гамма-телескопа с детектором на основе жидкого ксенона. А в 2001 году, когда она приступила к поиску проектов с перспективой большего финансирования, Априле заинтересовалась британским экспериментом, в котором жидкий ксенон использовался для поиска темной материи.

Британский эксперимент ZEPLIN (Zoned Proportional scintillation in Liquid Noble gases – «Зональная пропорциональная сцинтилляция в жидких благородных газах» – еще один пример неудобоваримого сокращения) был разработан группой «Британская коллаборация темной материи» (UK Dark Matter Collaboration). Ученые пристально следили за состоянием небольшого контейнера с одним литром жидкого ксенона (около трех килограммов), размещенного в калийном руднике Булби в северо-восточной Англии на глубине 1100 метров, обеспечивающей защиту от беспрестанно бомбардирующих земную поверхность космических лучей. Целью эксперимента была регистрация чрезвычайно редких взаимодействий между атомными ядрами и вимпами – слабовзаимодействующими массивными частицами (см. главу 10), из которых, как считалось, состоит странная невидимая субстанция, на которую приходится большая часть массы Вселенной. Шло изготовление новой, более крупной и чувствительной версии детектора, и физики из Имперского колледжа уже планировали создание версии ZEPLIN-III. Так что было с кем соревноваться и кого побеждать.

На большой физической конференции в Аспене (штат Колорадо) летом 2001 года Априле познакомилась с проблематикой темной материи, о которой до того почти ничего не знала. В том же самом году она написала заявку на финансирование в Национальный научный фонд США для разработки собственного детектора.

Финансирование было получено, и теперь Априле стала руководителем собственного эксперимента по разработке детектора темной материи – программы XENON. От этого, правда, пострадала ее семейная жизнь. В 1996 году закончился десятилетний роман Гибони с частным бизнесом, и он перешел в Колумбийский университет, где стал работать у своей