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

«Системные ограничения все сильнее дают о себе знать» «Системные ограничения все сильнее дают о себе знать»

Президент партнерства «Новый экономический рост» об изменении в госуправлении

Огонёк
Марта Тимофеева: «Легче всего спать в кадре» Марта Тимофеева: «Легче всего спать в кадре»

Юная актриса Марта Тимофеева рассказала, как Александр Петров довел ее до слез

StarHit
Умный город: утопия или реальное будущее? Умный город: утопия или реальное будущее?

Можно ли создать идеальный город?

Наука и жизнь
Как сильно спекулянты обвалят цены на нефть и курс рубля Как сильно спекулянты обвалят цены на нефть и курс рубля

Мировой рынок нефти оказался во власти спекулянтов

Forbes
Технопарад Технопарад

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

ТехИнсайдер
Агропром разворачивают на экспорт Агропром разворачивают на экспорт

Новые тренды в российском АПК на ближайшие годы

Эксперт
Шведский для начи­нающих Шведский для начи­нающих

Алек­сандр Скар­сгорд про­из­во­дит впе­чат­ле­ние скан­ди­нав­ско­го бо­га

Glamour
Футурологическое мышление: что это и зачем? Футурологическое мышление: что это и зачем?

Что изучает футурология и чем может помочь «обычному» человеку?

Psychologies
Как выбрать робот-пылесос: разбираемся в хитростях навигации Как выбрать робот-пылесос: разбираемся в хитростях навигации

Как выбрать робот-пылесос, чтобы он успешно ездил именно по вашей квартире

CHIP
Как помириться с женой после сильной ссоры: 14 советов и 5 анти-советов Как помириться с женой после сильной ссоры: 14 советов и 5 анти-советов

Как помириться с женой после сильной ссоры: 14 советов и 5 анти-советов

Playboy
Когда искусственное лучше натурального: лучшие шубы сезона из эко-меха Когда искусственное лучше натурального: лучшие шубы сезона из эко-меха

Искусственный мех бывает лучше натурального

Cosmopolitan
Внутренняя кухня: как работает крымский аналог McDonald’s Внутренняя кухня: как работает крымский аналог McDonald’s

Бывшие директора McDonald’s открыли в Крыму вместо американской сети свою

Forbes
«Это программа, которая такая по своей сути — с авторской оценкой», — Кирилл Клейменов прокомментировал высказывание в защиту Серебренникова в эфире «Первого» «Это программа, которая такая по своей сути — с авторской оценкой», — Кирилл Клейменов прокомментировал высказывание в защиту Серебренникова в эфире «Первого»

Кирилл Клейменов прокомментировал свое решение поддержать Кирилла Серебренникова

Esquire
Делать омолаживающие процедуры в 25: почему это нормально Делать омолаживающие процедуры в 25: почему это нормально

Насколько оправданы косметологические процедуры в 25 лет?

Cosmopolitan
Мир Дикого Востока Мир Дикого Востока

Как в Китае рождается медицина будущего

Популярная механика
Вам не изменяют, или 7 способов победить невротика в себе Вам не изменяют, или 7 способов победить невротика в себе

Коуч: как избавиться от невротического поведения и научиться любить себя

Psychologies
Subaru Forester Subaru Forester

Subaru Forester пятого поколения стал больше и лучше

Quattroruote
Назад в будущее: раскол в американском обществе углубляется Назад в будущее: раскол в американском обществе углубляется

Эксперты прогнозируют углубление раскола в американском обществе

Forbes
«Шокировать зрителя — не моя цель» «Шокировать зрителя — не моя цель»

Виктор Гинзбург — о том, как он оказался в Москве и чем ему близок Пелевин

OK!
Эмоциональный ритейл: в чем особенности модного бизнеса в России Эмоциональный ритейл: в чем особенности модного бизнеса в России

О том, как изменилась модная индустрия в России за 25 лет

Forbes
240 комаров сжимают в 1 кубический сантиметр (видео и объяснение, кому и зачем это надо) 240 комаров сжимают в 1 кубический сантиметр (видео и объяснение, кому и зачем это надо)

240 комаров сжимают в 1 кубический сантиметр. Кому и зачем это надо

Maxim
«Иногда врачи просто не имеют права помогать» «Иногда врачи просто не имеют права помогать»

Интервью с Полиной Габай, юрисконсультом по медицинскому праву

Огонёк
Природа женщины: в ГУМе открылась выставка нижнего белья от «Эстель Адони» Природа женщины: в ГУМе открылась выставка нижнего белья от «Эстель Адони»

5 ноября в ГУМе открылась выставка Nature de la Femme («Природа женщины»)

Cosmopolitan
Тест мобильного чипсета MediaTek Helio P60: бестселлер на флагманском смартфоне BQ Тест мобильного чипсета MediaTek Helio P60: бестселлер на флагманском смартфоне BQ

Тест мобильного чипсета MediaTek Helio P60: бестселлер в смартфоне BQ

CHIP
Кто такие «рывковые» люди и как с ними работать? Кто такие «рывковые» люди и как с ними работать?

Что руководителю нужно знать об особенностях «рывковых» людей?

Forbes
В стиле В стиле

Темой бала-перформанса AfterHalloween 2018 стал "Титаник"

Cosmopolitan
Как иметь идеальный пресс в 20, 30 и 40 лет? Основные шаги и упражнения Как иметь идеальный пресс в 20, 30 и 40 лет? Основные шаги и упражнения

Как иметь идеальный пресс в 20, 30 и 40 лет? Основные шаги и упражнения

Playboy
Итоги выборов в США приведут к росту рынка акций и ослаблению доллара Итоги выборов в США приведут к росту рынка акций и ослаблению доллара

Результаты выборов в Конгресс США вернули инвесторам спокойствие

Forbes
Остап Сулейман Берта Мария Бендер был! История реального прототипа великого комбинатора Остап Сулейман Берта Мария Бендер был! История реального прототипа великого комбинатора

Ильф и Петров списали своего героя с вполне реального одессита Остапа Шора

Maxim
11 советов о новогоднем шопинге в положении 11 советов о новогоднем шопинге в положении

Наши советы помогут вам организовать предпраздничный шопинг

9 месяцев
Открыть в приложении