Прямо сейчас
СМОТРИТЕ ДАЛЕЕ
Написать в прямой эфир

Михаил Данилов: Тратить деньги на коллайдер очевидно полезнее, чем на атомную подводную лодку

14:30, 24 сентября 2017

Гости

Михаил Данилов главный научный сотрудник Физического института имени Лебедева РАН, академик РАН

Ольга Орлова: Стандартная модель материи была завершена обнаружением новой элементарной частицы – бозона Хиггса – в 2013 году на Большом адронном коллайдере. Однако эксперименты там набирают новую силу. Что же теперь ищут физики в ЦЕРНе? Об этом мы решили по гамбургскому счету спросить главного научного сотрудники Физического института имени Лебедева Российской академии наук, академика Михаила Данилова.

Здравствуйте, Михаил Владимирович. Очень рады видеть вас у нас в студии.

Михаил Данилов: Добрый день. Мне тоже очень приятно быть здесь, особенно на передаче "По гамбургскому счету". И я скажу – почему. Я долгое время работал в Гамбурге, там есть Международный центр DESY. И в этом центре DESY мы с нашими коллегами задавали природе вопросы по гамбургскому счету.

Михаил Данилов родился в 1946 в Москве. В 1970 году окончил физический факультет МГУ имени Ломоносова. С 1973 года работал в Институте теоретической и экспериментальной физики, прошел путь от инженера до директора института. В 1978 году получил степень кандидата физико-математических наук, в 1990-м – доктора физико-математических наук. В 1997 году избран членом-корреспондентом Российской академии наук, а в 2016-м – академиком Российской академии наук. С 1993 года – профессор, а затем заведующий кафедрой физики элементарных частиц МФТИ. Руководитель научно-образовательной программы "Физика фундаментальных взаимодействий". С 2012 года – заведующий кафедрой экспериментальной ядерной физики и космофизики Московского инженерно-физического института. С 2016 года – главный научный сотрудник Физического института имени Лебедева Российской академии наук. Лауреат премий имени Планка и Карпинского.

О.О.: Есть такое известное международное сетевое движение Anonymous. У них есть, соответственно, свой ресурс, сайт. И эти люди, объявляющие себя наследниками Ассанжа и Wikileaks, – известные большие шутники. В частности, они шутят о том, что "раз в 13,7 миллиардов лет все лучшие физики собираются и строят Большой адронный коллайдер", намекая на то, что это самое важное и выдающееся событие, которое случилось в истории физики. Это всего лишь шутка или это на самом деле так?

М.Д.: Ну, в каждой шутке, как известно, есть доля шутки, а остальное – правда. Поэтому в этой шутке тоже есть много правильного. Большой адронный коллайдер и открытие бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере, безусловно, являются эпохальными событиями. Нельзя сказать, что это самые главные события в физике. Почему? Потому что бозон Хиггса – это последний "кирпичик" в стройном здании так называемой Стандартной модели – модели, которая описывает всю окружающую нас материю. Все, что мы видим, замечательно описывается этой теорией. И открытие бозона Хиггса стало завершением создания этой замечательной теории, которая основана на эксперименте.

О.О.: Почему понимание, законченное и стройное понимание Стандартной модели материи – это так важно? Что собой оно представляет?

М.Д.: Давайте попробуем рассказать о том, как устроена Стандартная модель. Она устроена в действительности очень просто, можно рассказать даже здесь.

Все, что мы видим вокруг, вся материя построена из четырех "кирпичиков" – это u-кварк, d-кварк, электрон всем знакомый и нейтрино, такая неуловимая частица. Для того чтобы создать материю, эти "кирпичики" нужно связать "цементом". А "цемент" – это взаимодействие. Электромагнитные взаимодействия связывают электроны и ядра атомов в атомы. В ядрах атомов есть протоны и нейтроны, которые состоят из кварков (u- и d-кварков). И их связывают, "цементом" для их связи являются сильные взаимодействия. И их переносчиком является глюон (от английского слова glue – "клей"). И наконец, есть слабые взаимодействия, которые иногда приводят к тому, что нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. И переносчиком этого взаимодействия являются W- и Z-бозоны.

Видите, все чрезвычайно просто, намного проще, чем химия, которую вы изучали в школе.

О.О.: И это все про нас.

М.Д.: Все, что мы видим вокруг нас, все устроено только из этих частичек, о которых я рассказал. Плюс бозон Хиггса. А бозон Хиггса нужен для того, чтобы дать всем фундаментальным частицам массы. Без него эти частицы были бы безмассовыми, поэтому он очень важен. И его открытие завершило создание Стандартной модели. Я должен оговориться: природа решила немножко усложнить картину мира и сделать ее более интересной…

О.О.: И усложнить вам задачу.

М.Д.: Кроме этих четырех "кирпичиков", о которых я рассказал (u-кварка, d-кварка, электрона и нейтрино), она создала еще два набора таких же частиц, но более тяжелых. Их называют вторым и третьим поколением кварков и лептонов (лептоны – это частицы, которые не принимают участия в сильном взаимодействии). Эти частицы живут очень недолго и распадаются на частицы первого поколения, из которых мы с вами устроены. Однако их можно произвести на ускорителях, мы этим и занимаемся. А частицы эти имеют очень романтические и красивые названия, например: странный кварк, очарованный кварк, прелестный кварк. Поэтому, поскольку я изучаю очарованные и прелестные кварки, то я могу представляться девушкам как специалист по прелести и очарованию.

О.О.: Тогда если мы уже имеем такую прекрасную теорию, которая все описывает, и если последний "кирпичик" – бозон Хиггса – открыт, то что делают люди на Большом адронном коллайдере?

М.Д.: Это очень хороший вопрос. Дело в том, что Стандартная модель – замечательная теория, возможно, самая совершенная теория, которую когда-либо создавало человечество. Но в ней есть много недостатков. Она описывает все, что мы видим. Однако все, что мы видим, составляет всего лишь 5% того, что есть во Вселенной. Та материя, из которой составлены мы с вами, звезды, планеты, составляет всего лишь 5% того, что есть во Вселенной. Остальное – это темная материя, которой примерно в 5 раз больше, чем обычная материи, из которой мы состоим, и темная энергия. И Стандартная модель это не описывает.

О.О.: И ничего про это нам сказать не может?

М.Д.: Стандартная модель не может сказать про это ничего. Во-вторых, нет объединения Стандартной модели с гравитацией, а все-таки нам нужна единая теория, которая описывала бы и гравитацию. Мы знаем, что гравитация существует. В Стандартной модели масса Хиггса должна быть очень большой – и это тоже не очень хорошая проблема. Затем Стандартная модель не объясняет доминирования материи во Вселенной. Вселенная в основном устроена из матери. Вначале было одинаковое количество материи и антиматерии. Потом бо́льшая часть материи и антиматерии проаннигилировала – перешла в фотоны. И только небольшая часть осталась. И из этой небольшой части построено все, что мы видим. И Стандартная модель не дает объяснений того, почему так произошло.

Как видите, в Стандартной модели очень много недостатков. Я уж не говорю о том, что в ней очень много свободных параметров. Например, массы частиц не определены, а у них есть иерархия. Например, u-кварк весит в 100 тысяч раз меньше, чем самый тяжелый t-кварк. Почему? Непонятно.

О.О.: Михаил Владимирович, а что же получается? То есть ту часть, видимую, которую мы можем увидеть, понять и осязать вокруг, будет описывать Стандартная модель, а для той части, невидимой, нужна какая-то другая модель? И подразумевается, что они могут существовать параллельно?

М.Д.: То, что Стандартная модель описывает ту материю, которую мы видим, никуда не денется. Просто мы надеемся, что будет создана более полная теория, которая включит в себя и Стандартную модель как некоторый частный случай или предельный случай…

О.О.: То есть Стандартная модель станет частным случаем?

М.Д.: Да. Так же, как когда была создана теория относительности, механика Ньютона никуда не делась, а она стала предельным случаем более общей теории. Но мы в повседневной жизни по-прежнему пользуемся механикой Ньютона.

О.О.: Все работает. Законы Ньютона по-прежнему работают.

М.Д.: Все работает. Так что никуда Стандартная модель не денется, она останется. Но просто мы надеемся, что будет создана более совершенная теория. И вот какая она будет – это вопрос очень сложный.

Долгое время была надежда на так называемую суперсимметричную теорию, которая была предложена в ФАНИ Гольфандом и Лихтманом. Эта теория настолько красива и элегантная, что очень многие ученые верили в нее, даже не имея экспериментальных доказательств. Эта теория предсказывает наличие двойников у обычных частиц – суперпартнеров. И поиски этих суперпартнеров ведутся на Большом адронном коллайдере, но, к сожалению, пока имеются только верхние пределы на эти частицы. И поэтому вера в то, что именно суперсимметрия решит все вопросы, все проблемы, которые имеются в Стандартной модели, как-то она немножко увядает. Но суперсимметрия – это не единственный подход, существуют и другие подходы. И все эти подходы сейчас и исследуются на Большом адронном коллайдере.

О.О.: А какие еще там идут эксперименты, помимо поисков суперсимметрии?

М.Д.: Очень важным направлением является изучение свойств бозона Хиггса, потому что бозон Хиггса чувствителен к проявлениям физики за рамками Стандартной модели (часто ее называют "новая физика"). Вот поиски новой физики и являются основным направлением работы Большого адронного коллайдера сейчас, после обнаружения бозона Хиггса.

Там ведутся поиски темной материи. Исследуются свойства самого тяжелого t-кварка (тоже его свойства могут быть чувствительны к проявлениям каких-то новых явлений, о которых мы не знаем). Ведутся поиски совсем экзотических явлений – например, рождение черных дыр, которых так боятся многие. И напрасно боятся, ничего страшного не произойдет. Если найдем, мы будем только рады. Они тут же испарятся, ничего страшного не будет. Идут поиски дополнительных измерений пространства. Мы думаем, что мы живем в трехмерном пространстве, а возможно, что измерений в этом пространстве больше, но мы их просто не чувствуем. И поиски таких дополнительных измерений ведутся. И ведутся вообще поиски того, что мы не умеем даже сформулировать, просто такие общие отклонения от предсказаний Стандартной модели. Если они будут найдены, то потом мы попытаемся найти этому объяснение.

О.О.: То есть коллайдер продолжает работать в прежнем режиме, когда на зиму он останавливается в связи с большими энергетическими затратами, чтобы местное население не осталось без электричества? Зимой перерыв, а летом, как обычно, идут эксперименты?

М.Д.: Да. И более того – коллайдер не просто продолжает работу в прежнем режиме, а он модернизируется. Имеются планы, утвержденные уже планы по увеличению его производительности. Производимость коллайдера называется светимостью – то есть это количество столкновений, которое он может произвести. Будет на порядок увеличена его производительность. И одновременно ведется модернизация экспериментов, которые на нем работают, для того чтобы они смогли "переварить" эту повышенную светимость, повышенную производительность. В частности, нужно сделать детекторы, которые радиационно-стойкие и высокогранулярные, чтобы у них было много-много-много ячеечек, потому что рождается очень много частиц.

И например, для модернизации адронного калориметра, установки CMS, в которой работает наша группа, была выбрана концепция калориметра, которую мы долгое время разрабатывали и которая основана на применении таких очень инновационных фотодетекторов – так называемых кремниевых фотоумножителей. Они были изобретены в России. И даже имя им дал такое профессор Долгошеин из МИФИ, один из основных разработчиков этих революционно-новых приборов. И теперь наша группа участвует в подготовке к модернизации детектора, калориметра, установки CMS, на основе этих технологий, которые долгое время развивались, и в них большой вклад российской мысли.

О.О.: Михаил Владимирович, а сейчас я хочу вас спросить о том, о чем меня очень часто спрашивают люди, жизнь которых не связана с наукой и, уж тем более, не связана с физикой.

Когда люди, не причастные к научной деятельности, смотрят на бюджеты таких проектов, как строительство Большого адронного коллайдера, когда они видят, сколько средств тратят разные страны на то, чтобы это построить, запустить, платить зарплату ученым, которые участвуют много лет в таких экспериментах… Вообще посчитать бюджет Большого коллайдера довольно сложно за столько лет, но минимум там 8 миллиардов долларов. Считается, что это минимальные точные затраты, которые можно посчитать. Это большие деньги.

И в таких случаях у людей часто возникает вопрос: "Ну, подождите, мы живем в таком сложном мире, у нас столько проблем, связанных с наукой. У нас есть онкология нерешенная. У нас есть ВИЧ-инфекция. Это нерешенные проблемы. У нас сердечно-сосудистые заболевания. У нас проблемы с климатом, которые всем нам доставляют очень много неприятностей в разных частях планеты. У нас есть озоновые дыры, воздух и так далее. Столько всего того, что касается каждого из нас сегодня. И вот физики говорят: "Нам нужно 8 миллиардов, чтобы посмотреть и проверить", – что-то узнать про ту часть нашего мира, которую мы даже никогда не увидим: темная материя, темная энергия… В масштабах одной человеческой жизни это то, что нас вообще никогда не коснется. И тем не менее вы, физики, хотите, чтобы вам дали такие деньги. И вы их берете и дальше тратите".

М.Д.: Во-первых, начнем с того, что суммы хотя и очень большие, безусловно, но они вовсе не такие большие, если сравнивать их с некоторыми другими тратами, которые человечество делает. Например, подводная лодка стоит примерно столько же, сколько коллайдер. И мне кажется, что польза от коллайдера несколько больше, чем от атомной подводной лодки.

О.О.: "Подождите! Подводная лодка, – скажут вам, – нас защищает. А от чего меня защитит коллайдер, если он даже не может эту темную материю обнаружить? Вопрос о подводной лодке? Я понимаю, что произойдет – ко мне враг на мою землю не придет. А с коллайдером-то?"

М.Д.: Давайте мы тогда подойдем с другой стороны. Я по-прежнему думаю, что полезнее тратить деньги на коллайдер, чем на подводную лодку, но давайте ответим по-другому.

Зачем нужна фундаментальная наука? Этот вопрос возникает постоянно. И шутники даже придумали определение фундаментальной науке: это удовлетворение любопытства ученых за счет государства. Это абсолютно правильное определение фундаментальной науке. Только этот процесс удовлетворения любопытства приводит к прогрессу цивилизации, к кардинальному изменению того, как мы живем. Все, что мы видим вокруг, все, чем мы пользуемся – автомобили, телевизоры, самолеты, телефоны, компьютеры, сложнейшие медицинские приборы и препараты, – все это результат удовлетворения вот этого любопытства. Без этого любопытства мы бы по-прежнему… Ну, я не знаю, огонь относить к любопытству? Наверное, и огонь даже надо отнести к любопытству и к фундаментальной науке. Мы бы бегали в шкурах с каменными топорами в руках. Только фундаментальная наука привела к изменению нашей жизни.

Проблема состоит в том, что результаты фундаментальных исследований, их практическую применимость нельзя предсказать, а практическое использование приходит через десятки лет. И в этом проблема для обычного человека.

Есть такой знаменитый пример. К Фарадею, известному физику, пришел канцлер-казначей, посмотрел на все это и задает все тот же вопрос: "А практическая польза-то какая от этого будет?" На это Фарадей ответил: "Не знаю. Но уверен, что через некоторое время вы обложите это налогами". Это и случилось.

О.О.: Так оно и случилось.

М.Д.: Все вокруг нас… Представьте – без электричества как мы будем жить. А начиналось это с совершенно никому не понятных и не нужных опытов в лабораториях.

О.О.: Но с другой стороны… Опять я тут выступаю в роли адвоката дьявола.

М.Д.: Конечно.

О.О.: Если уже человечество проделало такой огромный путь за несколько веков существования современной науки, скажем, начиная с Галилея (примерно мы берем отсчет), уже основные законы мира открыты, законы физики, химии, почему бы нам сейчас не сосредоточиться на том, что очевидно полезно, очевидно имеет какие-то прикладные выходы, и уже на основе тех знаний, которые мы накопили, сегодня мы бы тратили деньги на что-то осязаемое, понятное, предсказуемое и полезное? Вот тут вопрос полезности – он номер один.

М.Д.: Это очень распространенный вопрос. Перед тем как на него отвечать, я все-таки хочу сказать, что фундаментальная наука уже давным-давно заработала на свое существование на сотни лет вперед одним изобретением Всемирной паутины (World Wide Web), которая изменила все – бизнес, информационные технологии, образование, все изменила. Она уже заработала, она оплатила свое существование на сотни лет вперед.

А теперь вопрос такой: а почему не сосредоточиться на прикладной науке? Это очень большой соблазн. И правительства очень часто…

О.О.: Вы же знаете историю про перспективные направления: выделить несколько перспективных и туда вкладывать деньги.

М.Д.: Да, да, да. Это очень неправильный подход. И здесь я хотел бы привести высказывание предыдущего президента Франции Николя Саркози. Как-то он пришел на конференцию по физике частиц – нашу главную конференцию, которая в том году проходила в Париже. Кстати, то, что президент республики пришел на конференцию, говорит об отношении государства к фундаментальной науке. И там он сказал совершенно замечательную фразу, отвечая на ваш вопрос, а именно он сказал: "Усовершенствуя свечу, никогда не получишь электрическую лампочку. То есть, делая прикладные работы, вы можете только улучшать, а качественный скачок, кардинальный скачок возможен только благодаря фундаментальным открытиям. И поэтому, – продолжил он, – государство должно поддерживать фундаментальную науку".

О.О.: Я желаю вам, чтобы труд и ваш личный, и ваших коллег всегда находил такое же понимание и такой же отклик со стороны российских руководителей и чиновников.

М.Д.: Спасибо.

О.О.: Спасибо большое. У нас в программе был главный научный сотрудник Физического института Академии наук имени Лебедева, академик Российской академии наук Михаил Данилов.

Написать комментарий

Выпуски программы

Выпуски программы

ГОСТИ

  • Ирина Делюсина палеоклиматолог, научный сотрудник Факультета наук о Земле и планетах Калифорнийского университета
  • ГОСТИ

  • Ольга Ускова заведующая кафедрой Перспективных компьютерных технологий НИТУ МИСиС, президент компании "Когнитивные технологии"
  • ГОСТИ

  • Вадим Полонский член-корреспондент РАН, директор Института мировой литературы РАН
  • ГОСТИ

  • Игорь Макаров доктор медицинских наук, руководитель отделения детской психиатрии Национального медицинского исследовательского центра психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева
  • ГОСТИ

  • Александр Марков доктор биологических наук, заведующий кафедрой Биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова
  • ГОСТИ

  • Александр Сергеев директор Института прикладной физики в Нижнем Новгороде, академик РАН
  • ГОСТИ

  • Алексей Иванченко руководитель Лаборатории физики Политехнического музея
  • ГОСТИ

  • Алексей Хохлов проректор МГУ им. Ломоносова, академик РАН
  • ГОСТИ

  • Алексей Старобинский главный научный сотрудник Института теоретической физики им. Ландау, академик РАН
  • ГОСТИ

  • Александра Архипова кандидат филологических наук, старший научный сотрудник Школы актуальных гуманитарных исследования РАНХиГС
  • ГОСТИ

  • Леонид Бородкин член-корреспондент РАН, руководитель Центра экономической истории Исторического факультета МГУ
  • ГОСТИ

  • Олег Орлов директор Института медико-биологических проблем, академик РАН
  • ГОСТИ

  • Александр Семенов гидробиолог, руководитель проекта "Акватилис", лауреат премии "За верность науке" 2015 года
  • ГОСТИ

  • Петр Арсеев член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник ФИАН им. Лебедева
  • ГОСТИ

  • Николай Гринцер директор Школы актуальных гуманитарных исследований РАНХИГС, член-корреспондент РАН
  • ГОСТИ

  • Лев Зеленый директор Института космических исследований РАН, вице-президент Российской академии наук
  • ГОСТИ

  • Михаил Соловьев ведущий научный сотрудник Биологического факультета МГУ, орнитолог
  • ГОСТИ

  • Наталья Залуцкая кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения гериатрической психиатрии СПб НИПНИ им. В.М. Бехтерева
  • ГОСТИ

  • Петр Талантов основатель просветительского фонда "Эволюция"
  • ГОСТИ

  • Дмитрий Дагаев кандидат физико-математических наук, специалист по экономике спорта
  • ГОСТИ

  • Андрей Козлов доктор биологических наук, руководитель Научно-исследовательской лаборатории молекулярной вирусологии и онкологии Политехнического университета Санкт-Петербурга, директор Биомедицинского центра
  • Показать еще
    Во всем виновата погода Пятая часть россиян осталась недовольна летним отпуском из-за погоды
    7 минут назад
    В Москве одну из улиц назовут в честь Эльдара Рязанова Улица расположена на юго-западе Москвы
    41 минуту назад
    Штаб Ксении Собчак возглавил Игорь Малашенко В 1996 году он проводил президентскую кампанию Бориса Ельцина
    41 минуту назад
    Медвежья доля О тяжелых последствиях браконьерского отстрела диких животных
    53 минуты назад

    ГОСТИ

  • Наталья Биттен журналистка, феминистка
  • Ирина Изотова организатор феминистского фестиваля
  • Борис Лордкипанидзе акушер-гинеколог, кандидат медицинских наук
  • Алена Попова общественный деятель, сооснователь проекта "W"
  • Анна Ривина руководитель проекта "Насилию.нет"
  • Феминизм в России Идеология равенства или прикрытие для отстаивания тех или иных политических интересов?
    Полный выпуск час назад
    Зачем народная артистка России Роксана Бабаян переквалифицировалась в вязальщицы? О проекте благотворительного рукоделия и других добрых делах
    час назад
    Татьяна Москалькова предложила ставить в паспорта штамп о голосовании Омбудсмен считает, что это поможет избежать "каруселей" на выборах
    2 часа назад
    В Амурской области зарегистрирована вспышка пневмонии На карантин закрыто 6 учебных заведений Белогорска
    2 часа назад
    "Почта России" не доставила вовремя запрос от ФСБ компании Telegram "Почта России" доставила письмо по истечении сроков, указанных в запросе ФСБ
    4 часа назад
    Татьяна Фельгенгауэр переведена в послеоперационную палату Ее состояние оценивается как средней тяжести
    4 часа назад
    Из-за сильного снегопада Челябинск встал в огромную пробку На некоторых участках движение составляет не более 7 км/ч
    5 часов назад
    5 часов назад

    У нас нет резервной армии труда. Мы не можем нарастить численность занятых в промышленности, чтобы сделать экономический рывок

    Георгий Остапкович директор Центра конъюнктурных исследований ВШЭ

    ГОСТИ

  • Леонид Антонов координатор общественного движения "Автомобилисты Москвы"
  • Показать еще

    Сообщение сайта

    СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКТОРОМ

     
    *Поля отмеченные знаком «звездочка» обязательны для заполнения

    НАПИСАТЬ В ПРЯМОЙ ЭФИР

    Авторизация

    Регистрация
    Восстановить пароль
    *Поля отмеченные знаком «звездочка» обязательны для заполнения

    Регистрация

    *Поля отмеченные знаком «звездочка» обязательны для заполнения

    Восстановление пароля

    Введите адрес почты, который использовали для регистрации, и мы отправим вам пароль.

    Редактирование записи

    Восстановление пароля

    Введите новый пароль и нажмите соxранить

    Новая запись в раздел дежурные

    ОТВЕТИТЬ НА ВОПРОС

    КОД ВИДЕО

    Выберите размер

    twitter vk banner instagram facebook new-comments