Наука подошла к своему пределу: что за ним, ученые не знают

ОгонёкНаука

«Эпоха запланированных открытий кончилась»

Наука подошла к своему пределу: что за ним, ученые не знают. По крайней мере, в области физики элементарных частиц. О темной энергии, о бесконечном пространстве и о том, как сказываются на научном сообществе политические санкции, «Огоньку» рассказал академик РАН Валерий Рубаков

Беседовала Елена Кудрявцева

Академик Валерий Рубаков уверен: ученые скоро узнают, что ждет нашу Вселенную в будущем. А заодно и то, что было до того, как она появилась. Фото Евгений Гурко

Валерий Анатольевич, когда физики говорят сегодня, что человечество стоит на пороге «новой физики», что они имеют в виду?

— В этом очень интересно разобраться. Конечно, в первую очередь речь идет о физике элементарных частиц, то есть о физике микромира. Старая физика никуда не делась, просто сейчас мы пришли к тому замечательному моменту, когда все частицы и взаимодействия, предсказанные в физике микромира теоретиками в ХХ веке, подтвердились. Есть, как известно, Стандартная модель — теория, которая описывает всю известную сегодня физику элементарных частиц. Сколько я себя помню, на конференциях говорили, что нужно экспериментально подтвердить все ее предсказания. И вот теперь все элементарные частицы, которые она описывала, открыты. Последним элементом стал бозон Хиггса. Как известно, его открыли в 2012 году в ЦЕРНе. С тех пор бозон Хиггса достаточно изучили, чтобы сказать: он соответствует предсказаниям. Так что эпоха запланированных открытий кончилась, и это потрясающе.

— Это чем-то напоминает конец XIX века, когда молодому Максу Планку советовали не заниматься физикой, так как «почти все открыто». Что же физики будут искать теперь?

— А теперь настает следующая эпоха. Есть очень много разных гипотез, но никто не знает, что на самом деле будет открыто, когда и где. Это нечто и называется «новая физика».

Темный фотон

— Какая из гипотез вам кажется вероятной?

— Сегодня понятно, что Стандартная модель не полна, что есть элементарные частицы, которые в нее не укладываются. Известно, что большая часть материи во Вселенной — это не обычное вещество, а какие-то неизвестные частицы. Физики, которые любят изобретать новые термины, назвали их «темная материя». Про эти частицы известно лишь то, что они, во-первых, имеют массу (хотя величину этой массы никто не знает). Во-вторых, что они нейтральны, то есть не имеют электрического заряда. И в-третьих, что их много. По массе их больше, чем обычного вещества во Вселенной, примерно в пять раз. Это мы надежно знаем из астрономических наблюдений. Частицы темной материи в огромных количествах находятся вокруг нас и легко пролетают сквозь вещество — напрямую через всю Землю. Осталось их открыть и выяснить, что они собой представляют, но пока все эксперименты в этой области провалились.

— О том, что Большой адронный коллайдер (БАК) будет «ловить» темную материю, ученые заявили еще в 2016‑м, дав понять, что это задача на три Нобелевские премии. Почему же до сих пор ничего не нашли?

— Знаете, перед запуском БАК некоторые горячие головы говорили, что максимум через месяц-два открытия новых частиц будут поставлены на конвейер. Но оказалась, что природа устроена более скрытно. Поиск частиц темной материи остается одним из приоритетов для БАК, в этой области ведется много экспериментов. Но поскольку про них мало известно, мы не знаем, хватит ли энергии коллайдера для их рождения в принципе. Возможно, правда, что они легкие, тогда коллайдер тут ни при чем, они могут рождаться в ходе совсем других процессов, где образуются легкие, слабо взаимодействующие частицы. Они, кстати, могут не так уж слабо взаимодействовать между собой, излучать аналоги наших фотонов. Но для нас их «фотоны» будут темными, мы их не увидим.

— Какие проекты планируется запустить в этой области?

— Сейчас в ЦЕРНе идет эксперимент NA64, а через несколько лет стартует, надо надеяться, эксперимент SHiP (Search for Hidden Particles). Они как раз и нацелены на поиск новых легких частиц, очень редко рождающихся в столкновениях известных частиц. В Троицке в моем Институте ядерных исследований РАН (ИЯИ РАН) начинается эксперимент по поиску другого типа легких частиц, так называемых стерильных нейтрино, образующихся в распадах трития. Есть и другие эксперименты: гипотетических кандидатов в частицы темной материи много, и разные эксперименты ищут разных кандидатов.

— Многие считают более перспективным поиск частиц темной материи с помощью детекторов. Насколько это верно?

— С помощью детекторов частицы темной материи, которые летают повсюду, пытаются уловить довольно давно, но тоже пока безуспешно. Для этого необходимы специальные условия: подземные лаборатории, где исключено воздействие радиоактивности и других фоновых излучений. Самый мощный детектор по поиску частиц темной материи — XENON1T — располагается глубоко под горой Гран Сассо в Италии. Он представляет собой цилиндрическую емкость, в которой находится около 3,5 тонны жидкого и газообразного ксенона.

Другой эксперимент — SuperCDMS SNOLAB — должен стартовать в 2020-м. Его особенность — сверхнизкие температуры детекторов. Датчики расположат на глубине более 2 километров в помещении бывшей никелевой шахты неподалеку от Садбери в Канаде, где до этого была лаборатория по «ловле» нейтрино.

Еще один путь — поиск нейтрино высоких энергий, образующихся при аннигиляции частиц темной материи в недрах Земли или Солнца. По этому пути идут физики, использующие детектор IceCube (нейтринная обсерватория, в которой детектором является куб льда толщиной в километр.— «О») на Южном полюсе и Байкальский глубоководный нейтринный телескоп, который вскоре будет иметь примерно такой же объем.

— Между тем пару недель назад научные СМИ написали, что через Солнечную систему прошел «ветер» темной материи со скоростью 500 километров в секунду. Как ученые его опознали?

— А вот это неправильная интерпретация теоретической работы, опубликованной в ноябре. Никакого экспериментального открытия пока не сделано. Теоретики же дали новую оценку (на мой взгляд, не очень убедительную) скорости частиц темной материи в окрестности Солнца. До сих пор считалось, что она примерно вдвое меньше и более или менее совпадает со скоростью вращения Солнца вокруг центра нашей Галактики.

— Гравитон — гипотетическая частица, которая переносит гравитацию, тоже относится к «новой физике»?

— Гравитон как частицу никто никогда не откроет. Дело в том, что электромагнитное излучение, то есть свет, изучено очень хорошо, и мы с первой половины прошлого века знаем, что он состоит из фотонов, которые могут излучаться поодиночке. Гравитационные волны зарегистрировать гораздо сложнее, чем свет. Но недавно все же состоялось открытие гравитационных волн, излучаемых при вращении черных дыр или нейтронных звезд друг вокруг друга. А поодиночке гравитоны излучать и регистрировать невозможно.

— Хорошо, тогда давайте поговорим о темной энергии. Что это такое и насколько перспективно ее изучение?

— С темной энергией беда. Это, пожалуй, самое непонятное, что нас окружает. Это совершенно другая сущность, некоторая неизвестная форма энергии. Например, из школы мы помним формулу энергии: E=mc2, то есть энергия — это масса. Но в данном случае все не так — никакой массы у этой темной энергии нет. Есть только плотность, равномерно «размазанная» по нашей Вселенной. Здесь, в этой комнате, ее столько же, сколько совсем далеко в межгалактическом пространстве. Что это такое? Может, фундаментальная константа, которую когда-то Эйнштейн ввел как космологическую постоянную?

Изучать темную энергию очень важно, потому что обычное вещество, темная материя и темная энергия заставляют Вселенную расширяться. И удивительное дело: оказывается, что темп расширения Вселенной растет. Хотя обычно гравитационное взаимодействие замедляет разбег вещества: если у вас произошел взрыв, то со временем вещество будет разлетаться все медленнее. Ускоренное расширение Вселенной можно объяснить, если предположить, что существует вот эта новая форма энергии.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Храм памяти Храм памяти

Сербские достопримечательности, напоминающие о дружбе русских и сербов

Огонёк
«Маккуин» — главная модная премьера осени «Маккуин» — главная модная премьера осени

Александр Маккуин дома и за кулисами показов

Vogue
Технопарад Технопарад

Машина в доме, пирамиды на воде и тайна «убийцы динозавров»: парад технологий

ТехИнсайдер
«Газпром-медиа» пришел в киберспорт «Газпром-медиа» пришел в киберспорт

«Газпром-медиа» пришел в киберспорт

Forbes
Воспроизведение неслышанного Воспроизведение неслышанного

Как музыканты-аутентисты возвращаются в прошлое, но оказываются в настоящем

Weekend
Сечин опроверг участие ВТБ в тайном кредитовании сделки по «Роснефти» Сечин опроверг участие ВТБ в тайном кредитовании сделки по «Роснефти»

Сечин опроверг участие ВТБ в сделке с QIA

Forbes
10 причин, почему мужчины остаются в несчастливых отношениях 10 причин, почему мужчины остаются в несчастливых отношениях

Десять мужчин рассказали, почему оставались в отношениях дольше, чем стоило бы

Psychologies
Еда в интернете: трюки продавцов для повышения онлайн-продаж Еда в интернете: трюки продавцов для повышения онлайн-продаж

Место магазинов «на углу» скоро заменят сервисы онлайн-заказов

Forbes
Войны будущего: как заработать на новой гонке вооружений Войны будущего: как заработать на новой гонке вооружений

Гонка вооружений превращается в состязание стран в технологиях

Forbes
Питер Динклэйдж: карлик — это как слово на «н», только про невысоких людей Питер Динклэйдж: карлик — это как слово на «н», только про невысоких людей

Оказывается, Питер Динклэйдж даже не в курсе, что он герой фантазий

Playboy
Почему сексизм в рекламе так сложно искоренить Почему сексизм в рекламе так сложно искоренить

Почему 7 из 10 женщин чувствуют, что реклама делается не для них

Forbes
Бомбические костюмы звезд на Хэллоуин 2018: от Софи Тернер до Александра Овечкина Бомбические костюмы звезд на Хэллоуин 2018: от Софи Тернер до Александра Овечкина

Хэллоуин прошел, время рассматривать костюмы мировых и российских звезд!

Playboy
Audi Q5: выбор не очевиден Audi Q5: выбор не очевиден

Запас прочности Audi Q5

АвтоМир
Дубляж высшей пробы Дубляж высшей пробы

Интервью с Ярославой Турылевой — королевой отечественного дубляжа

Эксперт
Почему доллар потеряет свои позиции на мировом рынке Почему доллар потеряет свои позиции на мировом рынке

Хронический дефицит текущего счета платежного баланса и федерального бюджета США

Forbes
«Мама стала моей соперницей» «Мама стала моей соперницей»

Что делать, если мать видит в вас лишь удачливого конкурента в жизненном забеге?

Psychologies
Глупый эмбрион: генетики предсказывают IQ будущего ребенка Глупый эмбрион: генетики предсказывают IQ будущего ребенка

Генетический тест позволит родителям заранее отбраковать эмбрионы с низким IQ

Forbes
Какие автомобильные видеорегистраторы 3в1 лучше? Разбираемся и выбираем Какие автомобильные видеорегистраторы 3в1 лучше? Разбираемся и выбираем

Камера, радар-детектор и GPS-штурман

CHIP
Истории российских звезд, которые развелись с иностранцами Истории российских звезд, которые развелись с иностранцами

Мы вспомнили российских знаменитостей, за плечами которых — расставание с мужем

Cosmopolitan
Как обернуть гонку вооружений на благо России Как обернуть гонку вооружений на благо России

Что делать, если армия раздута, а деньги тратятся неэффективно

Forbes
Тигры и воздушные шары Тигры и воздушные шары

Уссурийск. Тигры и воздушные шары

АвтоМир
Почему российской экономике не поможет увеличение госдолга Почему российской экономике не поможет увеличение госдолга

Из-за санкционных рисков Минфину вряд ли удастся взять займ у инвесторов

Forbes
Правда о безнале: в какие мифы об электронных платежах верят россияне Правда о безнале: в какие мифы об электронных платежах верят россияне

Правда о безнале: в какие мифы об электронных платежах верят россияне

Forbes
Шесть уровней комфорта KIA Sportage: какая комплектация подходит тебе Шесть уровней комфорта KIA Sportage: какая комплектация подходит тебе

Шесть уровней комфорта KIA Sportage: какая комплектация подходит тебе

Cosmopolitan
“Девушка, которая застряла в паутине” и еще три фильма из Канн, которые нужно смотреть на выходных “Девушка, которая застряла в паутине” и еще три фильма из Канн, которые нужно смотреть на выходных

Рассказываем обо всех премьерах недели

Esquire
Город зимы построят на ВДНХ Город зимы построят на ВДНХ

Город зимы построят на ВДНХ

Cosmopolitan
Период стресса: какие облигации развивающихся стран купить во время кризиса Период стресса: какие облигации развивающихся стран купить во время кризиса

Период стресса: какие облигации развивающихся стран купить во время кризиса

Forbes
Сергей Лавыгин: «Мой сын Федя заговорил!» Сергей Лавыгин: «Мой сын Федя заговорил!»

В кадре актер трудится не покладая ножа и вилки. А как он отдыхает в жизни?

Лиза
Фарфоровые часы на секретере Фарфоровые часы на секретере

Как премиальные предметы быта входили в жизнь подданных российской империи

Forbes
Рецензия: каким получился последний сезон Рецензия: каким получился последний сезон

Карточный домик сюжета популярного сериала рассыпался самым нелепым образом

Esquire
Открыть в приложении