именно мы достигли сегодняшних успехов, и об извлеченных уроках. Я писала об исследовательской культуре и о том, как мы должны работать вместе для решения проблем, с которыми столкнемся в будущем. Постепенно я осознавала, что не стану переписывать свое выступление. Это был огромный профессиональный риск. Физики на конференциях говорят о науке, а не о людях. Что, если я потеряю уважение своего сообщества, отодвинув свой опыт на второй план и поставив во главу углу эту историю? Как недавно нанятый преподаватель, я очень многое ставила на кон.

В день презентации я нервно заняла свое место в передней части зала, поприветствовала министра местного самоуправления и стала ждать, пока меня представит спикер конференции. Мои слайды уже были загружены. Я закрыла глаза и сосредоточилась на своем дыхании. Когда настал момент, я поднялась на сцену и повернулась лицом к зрителям. В ярком свете ламп я могла видеть своих коллег из Европы, Японии, Соединенных Штатов и Австралии, директоров лабораторий, которых я знала только по слухам, и коллег, с которыми не единожды проводила полночную смену за пиццей. Где-то там были и мои новые студенты из Мельбурнского университета, которые никогда раньше не слышали, как я выступаю. Я сделала глубокий вдох и начала.

Я рассказала о том, что узнала в этом путешествии по двенадцати экспериментам. Организаторы попросили меня рассказать о наших прошлых достижениях, а также о том, куда нас может завести будущее. Итак, я начала со своих мыслей о нашем нынешнем положении в этом вдохновляющем, масштабном, вселенском путешествии познания нашего мира.

Я не могу не провести параллели между тем, с чего мы начали это путешествие в конце XIX века, и тем, где мы находимся в области физики элементарных частиц, вступая в третье десятилетие XXI века. Возможно, мы находимся на пороге периода преобразований, столь же грандиозных, как открытие ядра, электрона и всего субатомного и квантового мира. Нас может ждать новая версия Рентгена XXI века, увидевшего зеленое мерцание на экране в своей лаборатории, или Резерфорда, изумленного тем, что частицы отскакивают от тонкой золотой фольги. Эти удивительные открытия, конечно, теперь появятся среди массивов данных на компьютере, а не в виде вспышки на экране, но суть та же. Мы ищем что-то, что заставит нас сказать: «Хм… как странно». Но мы не можем просто ждать, пока эти открытия появятся сами по себе.

Открытия никогда не случайны. Люди делают открытия. Только поддерживая тех, кто хочет отправиться к границе непознанного и провести эксперименты, мы сможем достичь следующего этапа в нашем понимании мира. К счастью, это путешествие уже идет полным ходом. Тысячи ученых по всему миру, в том числе многие из тех, кто присутствовал на моем выступлении, уже планируют, проводят и совершенствуют эксперименты, как малые, так и большие. Любопытство подводит их к самому краю того, что технологически возможно, и за его пределы.

Многие из предлагаемых экспериментов следующего поколения должны быть масштабными и совместными, и на то есть веские причины. Большие вопросы, которые мы сейчас задаем – какова природа темной материи? почему во Вселенной существует асимметрия между веществом и антивеществом? существует ли великая теория всего, которая может описать все в физике? – нельзя решить в одиночку или небольшой изолированной командой. Вопросы стали слишком сложными. А потому эксперименты, которые ответят на них, почти наверняка тоже будут большими и сложными.

Профессор Даниэла Бортолетто, глава кафедры физики элементарных частиц в Оксфорде, кратко описывает состояние своей области исследований: «Частицы Стандартной модели составляют лишь около 5 % от содержания материи и энергии во Вселенной. Оставшиеся 95 % Вселенной приходятся на то, чего мы не знаем: на темную материю и темную энергию. Поскольку у нас нет никаких экспериментальных доказательств, указывающих на происхождение темного сектора, я считаю, что лучший способ добиться прогресса – это тщательно исследовать бозон Хиггса».

Выясняя природу бозона Хиггса, Бортолетто и ее коллеги пытаются понять, нарушает ли бозон Хиггса известные законы физики. Возможно, существует много различных частиц Хиггса, которые действуют странным образом. Если они есть или если бозон Хиггса распадается или взаимодействует неожиданным образом, мы обнаружим недочет, или пробел в знаниях, лежащий в основе Стандартной модели.

Физики больше не задаются вопросом, существует ли темная материя (мы думаем, что существует), – вопрос в том, какова ее природа. В то время как прогресс требует как теории, так и эксперимента, темная материя представляет собой уникальную экспериментальную проблему. Нет недостатка в теориях, которые могут описать темную материю, но единственное, что мы знаем о ней наверняка, так это то, что она ни с чем не взаимодействует. Мы могли бы обнаружить темную материю, рассматривая ее неспособность взаимодействовать как «недостающую энергию» либо на БАКе, либо на будущих коллайдерах. В чем-то это напоминает то, как тайна бета-распада привела нас к нейтрино, но в поисках нейтрино физики руководствовались теорией, которая помогла экспериментаторам найти частицу, а у нас нет теории для темной материи, мы руководствуемся только экспериментальными данными. Поскольку 95 % массы Вселенной все еще не обнаружено, ставки как никогда высоки.

Для исследования этих вопросов требуется «фабрика бозонов Хиггса» – новый коллайдер, который сможет производить тысячи и тысячи бозонов Хиггса, наряду с изобретением нового поколения точнейших детекторов частиц, на чем и сосредоточена Бортолетто. БАК не может дать все ответы относительно истинной природы бозонов Хиггса, поэтому почти все согласны с тем, что фабрика бозонов Хиггса должна быть высокоэнергетическим электрон-позитронным коллайдером с энергией столкновения, максимально близкой к 1 Тэ В. Что еще не согласовано, так это форма машины – линейная или циклическая – и то, на какой технологии она будет основана. Скорее всего, только один электрон-позитронный коллайдер станет именно фабрикой бозонов Хиггса, поэтому мы должны выбрать, на базе какого ускорителя она в итоге появится.

Международный линейный коллайдер (ILC) длиной 30 км готовится к строительству в Японии, если правительства согласятся его поддержать – «предлабораторный» этап был утвержден в 2021 году. Еще один вариант – компактный линейный коллайдер, над созданием которого ЦЕРН работает уже 20 лет[287]. Эти два проекта уже работают вместе в рамках сотрудничества Linear Collider Collaboration, которым теперь руководит бывший руководитель проекта БАК Лин Эванс. В качестве альтернативы следующей большой машиной может быть кольцевой ускоритель диаметром 100 км, рассматриваемый в ЦЕРНе (Будущий кольцевой коллайдер, FCC – Future Circular Collider) и в Китае (Кольцевой электрон-позитронный коллайдер, CEPC–Circular Electron Positron Collider), где в дополнение к высокоэнергетическим электрон-позитронным столкновениям высокоэнергетические лучи ежедневно будут выбрасывать 50 МВт нежелательного синхротронного излучения – как мы видели в