Знание-сила, 1997 № 03 (837) - [11]

В каждой науке всегда есть (по крайней мере, так кажется) теория, которая описывает происходящие события. В физике элементарных частиц она называется Стандартной моделью. Суть ее в том, что в основе строения материи лежат всего лишь шесть кварков, взаимодействующих между собой «сильно» при помощи глюонов, и шесть лептонов, взаимодействующих «слабо». «Слабое» и «сильное» — это названия физических взаимодействий, которые вместе с электромагнитным и гравитационным и составляют известную на сегодня «великолепную четверку», правящую микромиром. Стандартная модель начала формироваться в шестидесятые годы, утвердилась в семидесятые и восьмидесятые, и теперь уже стоит вопрос о ее проверке. Если найдется нечто, чего она не описывает и не может объяснить, то это будет означать ни много ни мало, а необходимость следующего шага в глубь материи.

Основным возмутителем спокойствия последних лет было нейтрино. В соответствии со Стандартной моделью масса этой частицы должна быть строго нулевой. Копятся свидетельства и намеки на то, что она не нулевая. Но все это пока гипотезы, и Стандартная модель чувствует себя прекрасно. На последней Главной (Рочестерской) конференции по физике высоких энергий, проходившей в Варшаве летом 1996 года, в итоговом докладе было специально подчеркнуто, что у нее нет никаких разногласий с экспериментом. Даже результат сотрудничества CDF на американском ускорителе в лаборатории имени Ферми[* См. статью «Третья охота» // «Знание — сила», 1996.— №11.] — намеки на структуру у кварков, что противоречит Стандартной модели,— пока не развивается, а скорее как-то так рассасывается. В общем, полное торжество теории.

Сотрудничество Н1 занимается исследованием различных тонкостей этой самой теории. Один из важных моментов — глубоко неупругие взаимодействия. Говоря обычным языком, отражение электрона от протона под большими углами. Чем глубже в протон проникает электрон, тем больше он отклоняется. Теория предсказывает, что больших отклонений должно быть мало, обратно пропорционально углу. Вот это и проверялось. Если бы столкновений было побольше, то могли встретиться и совсем большие углы, но статистики, как уже говорилось, к сожалению, не хватало.

И вот теперь вернемся к теме открытия. Работа прдолжалась, и на регулярной встрече сотрудничества Н1 19 декабря прошлого года был сделан очередной десеток докладов о том, как идут исследования по разным направлениям, в том числе и по глубоко неупругим взаимодействиям. За 1996 год на ускорителе была набрана новая статистика, и надо было посмотреть, что там и как. Один из докладов делал молодой аспирант — из тех, кто обычно выполняет основную массу тяжелой научной работы и изредка удостаивается высокой чести доложить о том, что им же и сделано. Докладчик долго и занудно повествовал, как много им наработано, и «на десерт» показал картинку, где все экспериментальные точки ложились на теоретическую кривую, и лишь в самом конце — при очень больших углах — было несколько точек НАД этой кривой.

Честно говоря, сенсации это не вызвало. Дело в том, что событий было очень мало — всего семь или восемь. Это могла быть ошибка, случайность, неправильное срабатывание прибора — никто никогда не изучал с точностью до единиц, сколько может там быть случайных срабатываний. В графике были десятки тысяч событий, правда, при меньших углах, да и вся работа была нацелена на проверку согласия со Стандартной моделью. Ведь не строят же дома и дороги с миллиметровой точностью, так и здесь. Если бы событий над .кривой было тридцать — сорок, то это заметили бы без сомнения. А так — может быть, помните мои рассуждения о статистике и флуктуациях,— семь событий еще не дотягивают до рубежа, после которого намек становится признанным результатом.

Но наш «споуксмен» — руководитель сотрудничества — среагировал. Наверное, в этом и состоит задача научного начальника: не пропустить важное. Он в тот же день отправился к директору ДЕЗИ по науке, чтобы сообщить, что мы видим намек на нечто НЕОБЫЧНОЕ. Ну, и как следовало ожидать по закону уже литературного жанра, оказалось, что в тот же день к директору заходил «споуксмен» сотрудничества ЗЕВС — второй установки, работающей на ускорителе . ГЕРА, и показал что-то похожее на наш результат.

Далее действительно начинается детектив. До появления статьи в научном журнале по всем традициям большого сотрудничества не принято говорить о результатах, а тем более о таких. Поэтому директор сказал каждому «споуксмену» только о визите другого, но ни словом не обмолвился о содержании разговоров. Известно лишь, что оба сотрудничества изучают рассеяние электронов на большие углы. Было принято решение как можно быстрее закончить анализ, подготовить публикации, встретиться еще раз в кабинете директора и объединить усилия. Дело в том, что семь наших событий — это маловато для открытия, но если у ЗЕВСа есть еще штук семь — восемь, то получается полтора десятка, а это уже серьезное дело.

Хоть и непривычно звучит, но после открытия обычно и начинается самый трудоемкий этап работы: надо убедиться, что не произошло ошибки. Особенно это трудно, когда речь идет о единицах событий. Представьте, что ваш прибор ошибается раз в месяц. Если вы строите график, где показана гистограмма с десятком тысяч событий, то на такую «ошибаемость» можно закрыть глаза — она никак не повлияет на поведение кривых. У нас же был принципиально иной случай. Перепроверяется все: как работали части детектора, нет ли недочетов в программах обработки — это кропотливый и изнурительный труд, который совершенно не интересен для описания, но именно он и служит той самой подводной частью айсберга-открытия.