главе 7, – когда они будут проноситься по кольцу. Мы должны спроектировать и подготовить эти коллайдеры сейчас, чтобы один из них был готов к завершению работы БАКа примерно в 2036 году.

Директор Института ускорительной физики имени Джона Адамса профессор Филип Берроуз считает, что линейная версия, и в частности ILC, является наиболее зрелой конструкцией и, скорее всего, приведет нас к фабрике бозонов Хиггса как можно скорее. В отличие от кольцевой конструкции, линейный коллайдер может быть модернизирован в будущем просто за счет увеличения его длины. Это повлияет на энергетический охват коллайдера, если начнут появляться частицы темной материи, суперсимметричные частицы – из теории, которая предсказывает, что все частицы материи имеют более тяжелого «суперсимметричного» партнера, – или другие частицы, выходящие за рамки Стандартной модели. Бортолетто тем временем отмечает, что вариант линейного коллайдера не позволит впоследствии перейти на протон-протонный коллайдер, в то время как инвестиции в кольцевой туннель означают, что его можно использовать повторно, точно так же, как БАК повторно использовал туннель LEP. Окончательное решение будет зависеть не только от физики, но и от политики, бюджета и сотрудничества. Какой бы из коллайдеров ни был построен, Бортолетто и Берроуз (или, возможно, уже их ученики) будут готовы взяться за работу.

В долгосрочной перспективе достижение все более высоких энергий зависит от увеличения размеров ускорителей частиц, несмотря на улучшение технологий сверхпроводящих магнитов и радиочастотной технологии. В то время как некоторые исследователи предлагают проводить эксперименты на Луне или в космосе, прорыв в области физики плазмы может уменьшить размеры ускорителей по крайней мере в тысячу раз. Материалы, из которых мы изготавливаем радиочастотные резонаторы ускорителей – медь и сверхпроводящие материалы, – могут выдерживать только определенную напряженность электрического поля, прежде чем они начнут искрить или разрушаться. Это устанавливает физический предел тому, насколько сильно мы можем толкать частицы, что, в свою очередь, определяет общую длину ускорителя. Команды моих коллег из Оксфорда и Имперского колледжа Лондона, наряду со многими другими по всему миру, пытаются создать новые плазменные ускорители.

Идея состоит в том, чтобы использовать мощный лазер – или даже другой пучок частиц[288] – для генерации плазмы, состояния вещества, в котором атомы уже ионизированы. Плазма может выдерживать огромные электрические поля, по которым могут перемещаться электроны или другие частицы и получать энергию. Подобный ускоритель был уже успешно продемонстрирован в лаборатории, но он еще не совсем готов для проведения экспериментов по физике элементарных частиц. На то, чтобы научиться контролировать и вызывать высокоэнергетический луч, потребуется еще несколько лет.

Хотя для плазменных ускорителей еще рано, они определенно захватывают дух. Я всегда говорю своим студентам, что как только плазменные ускорители будут достаточно усовершенствованы, я с радостью покину этот корабль и возьмусь за их разработку. Я полагаю, что они, скорее всего, будут использоваться в тандеме с нашими более традиционными технологиями, а не в качестве замены, поэтому я уже думаю, как их объединить.

Открытия ни в коем случае не откладываются, пока мы изобретаем будущие коллайдеры. БАК продолжает предоставлять все больше и больше данных. Мы уже знаем, что Стандартная модель по своей сути ошибочна: она не включает в себя гравитацию. А также не может объяснить, почему во Вселенной больше вещества, чем антивещества. Она не включает в себя темную материю или темную энергию. И не объясняет, почему нейтрино имеют массу. Здесь должно быть что-то большее.

Было бы наивно думать, что ответы на эти вопросы обязательно будут получены от коллайдеров частиц. Другая область физики может предоставить результаты, которые станут следующим прорывом. Меньшие эксперименты, ориентированные на более конкретные проблемы, могут первыми получить ответы на многочисленные вопросы, а их результаты затем будут проанализированы на коллайдерах. Примером могут служить детекторы темной материи. В Австралии первый эксперимент по изучению темной материи в Южном полушарии в настоящее время ведется в Подземной физической лаборатории Ставелла, расположенной в 1 км под землей в бывшем золотом руднике.

Мои коллеги на Международной конференции по ускорителям частиц хорошо знали все эти проекты. Вот почему я решила поговорить о том, как наша область не только расширила знания в области физики элементарных частиц, но и привела к изменениям в обществе. Двенадцать экспериментов, которые мы видели в этой книге, учат нас тому, как действовать дальше.

Истории Брукхейвена, Фермилаба и ЦЕРНа, а также поиски знаний о невидимой реальности материи и сил могут дать нам представление о том, как справиться с тем неизвестным, что поджидает нас в настоящем и будущем.

Когда я спросила своих коллег, чему, по их мнению, общество может научиться по опыту физики элементарных частиц, я ожидала получить самые разные ответы. Но я ошибалась, все сказали одно и то же: научиться сотрудничать. Такие сложные начинания, как физика элементарных частиц, побуждают нас к инновациям, к попыткам создать порядок, понять окружающий нас мир, накопить знания и мудрость. Все сводится к тому, что мы, похоже, вынуждены постоянно шагать в неизвестность. Мы стремимся к большему, к лучшему, и, хотя наши физические ресурсы могут быть ограничены, человеческая способность генерировать новые идеи практически необъятна. Именно благодаря сотрудничеству и новым методам работы мы можем реализовать этот потенциал и поощрять творчество, как никогда раньше.

Когда я пытаюсь ответить на вопрос о том, что делает наш мир «современным», в первую очередь я думаю об огромном прогрессе, достигнутом обществом почти по всем направлениям. Новые изобретения привели к повышению производительности труда, так что товары стали менее дефицитными. Рост привел к положительной динамике экономики. На Земле стало больше людей, и они живут лучшей жизнью, чем когда-либо прежде. Все больше людей получают образование и становятся грамотными. В 1930 году только 30 % людей старше пятнадцати лет умели читать и писать, сейчас этот показатель составляет 86 % во всем мире. С 1990 года в среднем каждый день 130 тысяч человек выходили из-за границ бедности, даже при постоянном росте населения. Тем не менее, несмотря на огромный прогресс, достигнутый за последнее столетие, на сегодняшний день девять из десяти опрошенных не считают, что наш мир становится лучше[289]. И, возможно, они правы.

Мы сталкиваемся с беспрецедентными трудностями: изменения климата, находящееся под угрозой биоразнообразие, нехватка воды, потребности в энергии, старение населения и, конечно же, пандемии и инфекционные заболевания. При таких постоянных угрозах нашему существованию нам не стоит принимать нынешнее долголетие как должное, потому что нет никакой гарантии, что мы будем жить дольше и лучше, чем наши предки.

Я настроена оптимистично. Я верю, что мы преодолеем проблемы, с которыми сталкиваемся как биологический