Первое десятилетие коллайдера

Большой адронный коллайдер, десятилетие с начала работы которого мы отмечаем в этот понедельник, — не просто очень сложный научный прибор, но и совершенно необычный проект, демонстрирующий новый этап в отношениях между научным сообществом и всеми прочими людьми. Об этом и о других удивительных аспектах этого проекта в своем блоге рассказывает Игорь Иванов — физик и популяризатор науки, уделявший коллайдеру внимание с самого начала развития этого проекта.

Десять лет назад, 10 сентября 2008 года, заработал Большой адронный коллайдер. Впрочем, заработал — это слишком громко сказано, да и вообще через неделю он сломался, да так, что чинили его год. Но важный рубеж был пройден, и, со скрипом и нервотрепкой, наступила новейшая история физики элементарных частиц.

Чуть раньше, в ожидании запуска, на «Элементах», при всемерной поддержке редакции сайта, был запущен раздел, целиком посвященный этому коллайдеру. Я к тому времени уже давно писал научпоп новости, но было ясно, что коллайдер — это глыба, про него надо будет писать много и регулярно. Это научный проект длительностью в целое поколение, и рассказывать про него тоже придется всю мою активную жизнь.

Мемуары мне писать рановато, но кое-что про коллайдер и вокруг него мне все же хочется рассказать. И дело даже не столько в юбилее. Просто коллайдер в моей жизни присутствует в четырех обличьях: я с ним взаимодействую как ученый (пусть и опосредованно, через теоретические расчеты), как «широкая публика» (когда читаю про его устройство и восхищаюсь техническими ухищрениями), как популяризатор (и чувствую при этом ответственность за то, какой образ возникает у читателей), и как корректор чужого неправильного впечатления (это тоже грань популяризации, но обособленная). Из этих четырех форм взаимодействия сложился калейдоскоп впечатлений, которыми я хочу поделиться.

* * *

Большой адронный коллайдер — это не просто научный прибор. Это полноценное социальное явление. Это грандиозный научный проект, беспрецедентный по степени открытости для широкой публики. Это, фактически, новая форма взаимодействия общества с конкретным научным исследованием.

Вы можете погрузиться в любую часть работы в любое время: смотреть на вебкамеры, следить в реальном времени через десятки онлайн-мониторов за состоянием коллайдера и показаниями приборов, читать новости и впечатления в твиттере, фейсбуке, блогах, новостных лентах, публичных интервью и докладах, изучать в слайдах сотен (или уже тысяч?) конференций и рабочих встреч отдельные аспекты исследования — начиная с совершенно технических, которые не понимаю я сам, и заканчивая общепонятными социальными. Все статьи с научными результатами, полученными на коллайдере, всегда публикуются в открытом доступе — даже если журнал обычно платный и дорогой.

Объем опубликованной научной и технической информации об LHC настолько велик, что каждый конкретный человек, любитель или специалист, способен прочитать и осознать лишь крошечную его долю. Тем не менее, заинтересованные люди в этом потоке не захлебываются благодаря многоуровневой систематизации информации. Это я, кстати, говорю как «посторонний читатель», без какого-то особенного церновского аккаунта и спецдоступа. Мне регулярно приходится самому искать и перерабатывать новую для меня информацию, в том числе и техническую, для новостей на Элементах или ради любопытства. И проблема тут не в том, где найти информацию, а, скорее, с какого обзора или доклада начинать изучение вопроса и когда стоит остановиться.

Такая открытость — это целенаправленная политика ЦЕРНа, которая стала особенно подчеркнутой в бытность Рольфа-Дитера Хойера его генеральным директором. И между прочим, она требует определенной смелости, ответственности, и терпения. Разношерстная публика видит не только ваши достижения, но и ошибки; она готова вас обсуждать у себя в блогах или требовать от вас публичных разъяснений, и к ним надо быть готовым. Это как жить в стеклянном доме, быть всегда гостеприимным хозяином, но при этом сосредоточенно работать над серьезным делом.

Ничего даже близкого в других науках я не видел.

* * *

Вторая совершенно уникальная сторона LHC — это беспрецедентная длительность проекта (полистайте интерактивную хронологию LHC). Это неизбежное следствие масштаба и стоимости установки. Все подобные проекты теперь начинают обсуждаться за 20-30 лет до запуска, и еще столько же будет длиться их работа. Большой адронный коллайдер будет работать до 2037 года, это уже одобренный ЦЕРНом план. То, что обсуждается сейчас, это какие новые проекты придут ему на смену в 2040-е годы.

Такие временные масштабы приводят к любопытным последствиям. Планировать проекты приходится не в годах или даже не в шестилетних программах, а в поколениях физиков и техников. Более того, даже сама научная программа исследований может не раз поменяться по ходу реализации проекта. И это не только простая смена конкретных целей: открыли одно, переходим ко второму; откроем его — перейдем к третьему. Благодаря развитию технологий, материалов, электроники, благодаря росту компьютерных мощностей, физики вдруг осознают, что могут сделать то, о чем сначала и не задумывались.

Исследования на LHC — это живой проект, с эволюционирующей научной программой, с обновляющимися приоритетами и методами. Это живая, дышащая, бурная наука.

* * *

Вы удивитесь, но я сам был в ЦЕРНе всего один раз, в 2005 году. И не разу не спускался в туннель, не видел собранный коллайдер. Все эти фотки и видео из детекторных залов для меня овеяны ореолом научной романтики. В своей работе я с коллайдером взаимодействую исключительно теоретически, да и то отдельными эпизодами.

Честно говоря, я не помню, когда в первый раз узнал про LHC. Про Тэватрон знал еще со школы, из книжки «В поисках первоначал», с которой вообще начался мой серьезный интерес к ФЭЧ, а LHC я как-то не отследил. Первая моя статья, в которой мы с научным руководителем что-то сосчитали для LHC, вышла в 1999 году. Я хорошо помню свое ощущение: LHC, проект из далекого будущего, полуреальный, полуфантастический, для которого, однако, нужно вычислять сечение каждый раз, когда изучается какой-то процесс с высокими энергиями. Потому что рано или поздно он заработает и, как утюг, разгладит все сомнения, которые могут остаться от Тэватрона. По-моему, это очень характерное впечатление для студента: когда сам погрузился в науку только пару лет назад, то проекты из следующего десятилетия кажутся полумифическими.

Три года спустя, когда завершился LEP и туннель начали освобождать для нового коллайдера, LHC стал для меня чем-то конкретным, ожидаемым, хотя по-прежнему лишь теоретическим, не вполне материальным. В 2004 году я смотрел, как в лаборатории на юге Италии тестировали элементы прототипа мюонной системы детектора CMS — и все равно тогда все это выглядело игрушечным. Никакой единой установки тогда не существовало; в сотне лабораторий по всему миру люди собирали и проверяли отдельные компоненты будущих детекторов. Ощущение реальности окончательно пришло в районе 2005-2006 годов, когда косяком пошли технические новости: в ЦЕРН доставили магниты, первый магнит спустили в туннель, на поверхности начали собирать сектор детектора CMS, в 2007 году во время испытаний сломался один из магнитов, доставленный из Фермилаба, и многое другое.

В 2007 году я отошел от той области, которой занимался еще в аспирантуре, и перешел к другим вопросам, касавшимся, в том числе, и LHC. Тематические конференции, семинары, собственные расчеты — и коллайдер стал уже чем-то родным. У всего научного сообщества было приподнятое настроение, которое передавалось и мне. На конференциях с горящими глазами обсуждали сценарии, когда открытия на LHC пойдут косяком в первые же недели работы. Запала в душу фраза одного докладчика: «We must be ready for Day 1 discoveries!»

2008 год: фальстарт коллайдера, заноза в душе, ожидание, когда же починят. В 2008-2009 годах я работал над полуматематическими темами, которые прямо к LHC не относились, но предчувствие больших открытий было универсальным.

2010 год: физики, уставшие от постоянного ожидания, готовы были накинуться хоть на что-то необычное, найденное в самых первых сеансах работы. На конференциях обсуждали этот результат с энтузиазмом, но, наверно, многие ощущали, что это всего лишь психологическая реакция физиков, истосковавшихся по давно ожидаемым серьезным результатам.

Ну а потом, в 2011 году и позже, результаты наконец-то пошли — а с ними пришли и эмоции физиков: радость и воодушевление, неразбериха, сомнения и обеспокоенность, приятные сюрпризы по итогам сеанса Run 1, острые ощущения в 2015-2016 годах, понурое принятие ситуации, и новые, пусть и сдержанные ожидания. Мой краткий англоязычный рассказ о том, как менялись впечатления теоретиков в эти годы, см. на страницах 12–15 выпуска 14 журнала LIP News.

* * *

Как всякого ученого, активно занимающегося популяризацией, меня порой спрашивают: как вы умудряетесь успевать и то, и то? Ответ у меня, увы, стандартный: а я и не успеваю! На популяризацию и, в частности, на проект про LHC у меня уходит примерно четверть моего рабочего времени, включая вечера. Я занимаюсь ею в ущерб чему-то другому, в частности, своей собственной науке, что сказывается и на количестве моих собственных результатов, и на моей научной карьере.

Занимаюсь я популяризацией потому, что без этого не могу. Мне физически необходимо кому-то рассказывать обо всем том удивительном, что я сам узнаю об окружающем мире или о методах его постижения. Меня восхищают и чисто математические вещи, и неочевидные физические явления, и технические достижения — и мне хочется это в структурированном виде передавать другим. Считайте это наивной романтикой, но мне кажется, что если я способен делать объективный физический мир интереснее и понятнее другим людям, то этим обязательно надо заниматься.

Проект про LHC на Элементах — это для меня особенная грань популяризации. Это не разрозненные рассказы об отдельных громких открытиях, которые и так будут во всех СМИ. В этом проекте я хочу передать всем желающим ощущение вовлеченности в этот длительный проект по распутыванию того, как устроен и работает микромир. Громкие фундаментальные открытия на LHC — они столь же редки, как и важные, драматические события в жизни человека. Знакомиться с коллайдером только через такие сообщения — это как приходить к человеку в гости только по большим праздникам. А обычная жизнь — она насыщена повседневными радостями и проблемами, целями, задачами и промежуточными достижениями. И я хочу, чтобы читатели погрузились в эту коллайдерную жизнь, сопереживали физикам, следили за взлетами и упадками настроения, за техническими достижениями и авариями, за мелкими забавными происшествиями и за крупными образовательными проектами и планами на будущее.

LHC — это совместное путешествие в тайны микромира для всего человечества, и я предлагаю свое посильное сопровождение всем заинтересованным.

* * *

Отдельная сторона работы по образованию и популяризации — это исправлять чужое неправильное представление. У людей, самостоятельно интересующихся какой-то темой, складывается порой какое-то совершенно свое понимание результатов, методов, целей и вообще самого процесса получения научного знания. Складывающаяся в результате картина мира может сильно различаться по степени недопонимания. Отдельными статьями тут идет откровенная лженаука, пусть и добросовестная, а также прямое шарлатанство, паразитирующее на психологии людей.

Я тут скажу вот что. В аспирантуре у меня было время и задор, и я готов был часами объяснять на форумах те или иные моменты. Но в какой-то момент я понял, что у меня ограниченные ресурсы на популяризацию — как времени, так и сил, и нервов. Если я потрачу несколько часов на разъяснение, почему кто-то неправ, то я НЕ использую это время, для того, чтобы написать новость, которую прочитают тысячи (исключение — отдельные подробные новости такого вида). По этой причине я давно перестал отвечать на запросы по поводу разных альтернативных теорий, приходящие на почту или в комментарии к новостям. Я также не трачу время на развенчание лженауки и тому подобных заблуждений, этим есть кому заняться. Я лучше сфокусируюсь на производстве своих материалов и постараюсь еще четче настроить картину мира у тех читателей, которые сами этого хотят.

Впрочем, одну вещь я все же иногда делаю. Когда на пустом месте в СМИ поднимается вихрь информационного мусора, я считаю необходимым это разъяснить (примеры раз, два, три).

А вот отвечать на комментарии к своим новостям — это совершенно другое дело. Я считаю это обязательным элементом качественной, ответственной работы популяризатора; комментарии к новостям — это свое рода постпродукционное сопровождение новости. Это и обратная связь для меня самого, и шанс дообъяснить то, что не было возможности объяснить в тексте, и, наконец, возможность настроить правильное понимание вопроса у тех читателей, у которых оно было сбито либо слишком поверхностными новостями на других площадках, либо сумбурным курсом физики в школе или в институте.

Эта часть особенно важна, когда речь идет не про одну изолированную новость, а про регулярное освещение длительного проекта. Иногда приходится повторяться, иногда приходится самому листать свои новости в поисках готового текста с хорошими формулировками — но отвечать на такие запросы надо. Если уж я приглашаю читателя провести пару десятилетий вместе с коллайдером, не надо бросать его в одиночестве.

* * *

Интересно, что будет еще через десять лет. К 2028 году Большой адронный коллайдер, кардинально модернизированный, начнет работу на повышенной светимости и называться он уже будет HL-LHC. Коллайдерная драма к тому моменту точно обострится: либо имеющиеся сейчас намеки на отклонения подтвердятся, породив новый ажиотаж (а вот Нобеля — вряд ли), либо физическое сообщество будет искать надежду в чем-то другом. К тому времени будет точно определено, что делать после LHC, и, скорее всего, начнется стройка следующего большого коллайдера (а может, и не одного).

Буду ли я вести проект про LHC тогда, я предсказать не могу. Все-таки чем дальше, чем больше времени уходит на другие дела и проекты. Но вторую свою бумажную книжку про коллайдер я обещаю к тому времени написать :), и постараюсь вложить в эти книги весь свой популяризаторский опыт.