Торжество непонятного

Нобелевская премия 2015 года по физике

Иллюстрация: Corbis/East News
Иллюстрация: Corbis/East News
+T -
Поделиться:

Поздравления получают Такааки Кадзита (иногда его транслитерируют как Каджиту, идя на поводу у английского спеллинга) и Артур Макдональд. Именно они (с кучей соавторов) открыли нейтринную осцилляцию.

Агентство «Томсон-Рейтерс» предсказывало, что в этом году премию по физике должны были дать за фермионный конденсат, пьезотронные наногенераторы или аттосекундную физику. В последнее время агентство «Томсон-Рейтерс» почти никогда не попадало в точку со своими прогнозами, что, кажется, совсем не повредило его репутации. Напротив, попасть в прогноз «Томсон-Рейтерс» для ученого почти так же престижно, как и получить саму Нобелевку, и будет просто глупо, если кто-то нечаянно удостоится обоих этих отличий. Так что публика, собравшаяся на церемонию, реально не знала, чего ждать. Вот, кстати, эта публика в ожидании момента «икс» — расслабленно коротает время, сидя на полу.

Фото: Jonathan Nackstrand/AFP
Фото: Jonathan Nackstrand/AFP

В этот раз, как и обычно, Нобелевский комитет не пошел на поводу у экспертов, а удивил общественность. Нобелевский комитет вообще старается не прогибаться под изменчивый мир и не угождать никому. Даже таймер на сайте комитета, отсчитывающий время до оглашения следующих лауреатов, вот уже вторые сутки отстает ровно на час, и никто не унижается до того, чтобы подкрутить чертов гаджет.

Так вот, Нобелевский комитет в этот раз всех удивил. Но удивил наиприятнейшим образом: присудил премию за открытие, которое и правда было небольшой революцией в науке и последствия которого теоретики не расхлебали до сих пор. По сравнению с этой штукой пьезотронные генераторы — как фонарик с ручной динамо-машиной перед Звездой Смерти.

Нейтринная осцилляция — это, конечно, гораздо проще и брутальнее, чем некстати попавшие на язык генераторы, но объяснить ее публике (да и самому себе, впрочем) автор не возьмется. Разве что в общих чертах. Явление это предсказал советский физик Бруно Понтекорво еще в 1957 году. Мы тут как-то уже писали, что было в Италии три брата Понтекорво, двое бежали от Муссолини в разные страны, один остался на родине. Этот оставшийся стал известным кинорежиссером, тот, что уехал в Англию, положил начало генетике соматических клеток. Третий брат — физик, неудачно выбравший для эмиграции СССР, — испытал на себе все прелести тогдашней советской оборонно-ориентированной науки, но все же гены взяли свое, и Бруно Понтекорво сделал в физике свою долю открытий.

Дальше очень кратко о сути дела. Частицы материи — по неким важным причинам они называются «фермионы» — по другим важным и не слишком понятным причинам подразделяются на три «поколения». Например, верхний кварк, странный кварк и истинный кварк — с точки зрения физики элементарных частиц они не отличаются ничем, кроме массы. Три поколения есть и у электрона — его старшие родственники называются мюоном и тау-лептоном. И, наконец, третий компонент материи — загадочная частица «нейтрино», которых пролетает сквозь каждого из нас примерно триллион в секунду, не причиняя нам никаких неудобств. Нейтрино во Вселенной вообще больше, чем чего бы то ни было (кроме фотонов), но поскольку они ни с чем не взаимодействуют, задумываются о них только самые упертые физики.

Итак, нейтрино, как и других частиц материи, бывает три типа — электронное, мюонное и тау. Чем они отличаются? А вот это уже вопрос вопросов, потому что из всех твердо установленных представлений физики частиц (так называемой Стандартной модели) вроде бы следует, что у нейтрино массы быть не должно. То есть ни к чему им масса, никак эта масса в теории не учитывалась (до последнего момента). Физики могли оценить лишь верхний предел — нейтрино не должны быть тяжелее, чем столько-то, но и нуль их вполне устраивал.

Но вот если бы у них была масса, догадался Понтекорво и другие физики-теоретики, то один тип нейтрино мог бы переходить в другой. А потом обратно. Так бы они переключались друг в друга с определенной частотой. С какой частотой? Частота должна быть пропорциональна разности квадратов масс. То есть если массы равны нулю, то и частота равна нулю, ничего не осциллирует. А если что-то осциллирует — значит, разница квадратов масс не равна нулю, и значит, у нейтрино есть масса. Хотя вычислить ее, зная только разности квадратов, невозможно, вот попробуйте сами и убедитесь.

Ну так вот: они-таки осциллируют, и знаем мы об этом благодаря нобелевским лауреатам этого года и их многочисленным соратникам. А это значит, что масса у них определенно есть. А уже это в свою очередь значит, что в современной физике элементарных частиц есть некий параметр, который никак не вписывается в теорию. Понтекорво-то предложил эту осцилляцию скорее в порядке произвольной игры ума, но с тех пор теоретики выстроили довольно стройное здание, в котором эта самая масса нейтрино оказалась немного не при делах. Но в стройной теории не бывает такого, чтобы что-то было не при делах... значит, возможно, надо все ломать и перестраивать.

Вот почему мы написали, что премию в этом году дали за непонятное. Ситуация совершенно противоположная тому, что случилось, к примеру, с бозоном Хиггса. Он-то позарез нужен был нашей стройной физической теории, да вот открыть его все никак не получалось. Но потом получилось, последняя деталь встала на место, ура-ура... Позвольте, а это что? Еще одна деталь? Но все же вроде уже собрано... Неужели разбирать обратно?!

Физики, получившие Нобелевскую за нейтронные осцилляции, —  экспериментаторы. Им эти проблемы не очень близки, их дело сказать: «В природе есть то-то и то-то», а как потом из этого составить стройную систему представлений о Вселенной — совсем другой вопрос. Не так уж часто в истории Нобелевских премий экспериментаторов награждали за открытия, не имевшие на тот момент глубокой теоретической проработки. Буквально на полпути от неизвестного к непонятному настигла премия Кадзиту и Макдональда. И хорошо, потому что от неизвестного к непонятному, а потом, возможно, и чуть дальше — примерно такой маршрут и проходит наука. Это нам с вами кажется, что физики такие умные и все понимают. А на самом деле они как ежик в тумане, в шапке, на болоте. Забавно, но им, похоже, это даже нравится — ради этого острого ощущения они и физикой занялись, надо полагать. Ну и, конечно, чтобы получить Нобелевку.

О том, как ученые недосчитались летящих от Солнца нейтрино и как потом отыскали пропажу, заодно открыв нейтринную осцилляцию, можно прочитать здесь — разумеется, по-английски.

А вот тут разъяснения от Алексея Цвелика.

Читайте также:

Алексей Алексенко. Триумф политкорректности. Нобелевская премия 2015 года по физиологии и медицине

Комментировать Всего 22 комментария

Бруно Понтекорво вообще-то сбежал от Муссолини в Париж, а из Парижа при взятии его немцами—в Штаты. В СССР он сбежал в 50м году, в лучших стандартах шпионского жанра, и как бы ни с того ни с сего, будучи на вершине карьеры. Объяснение его побегу имеется только одно: он был советским агентом, испугавшимся скорого разоблачения. Так об этом и пишут Гордиевский и Судоплатов:

Bruno Pontecorvo (Russian: Бру́но Макси́мович Понтеко́рво, Bruno Maksimovich Pontekorvo; 22 August 1913 – 24 September 1993) was an Italian nuclear physicist, an early assistant of Enrico Fermi and then the author of numerous studies in high energy physics, especially on neutrinos. According to Oleg Gordievsky (the highest-ranking KGB officer ever to defect)[1] and Pavel Sudoplatov (former deputy director of Foreign Intelligence for the Soviet Union),[2]Pontecorvo was also a Soviet agent.[3] A convinced communist, he defected to the Soviet Union in 1950, where he continued his research on the decay of the muon and on neutrinos.

Оказавшись невыездным и невстречабельным, будучи постоянно под колпаком, Бруно Максимович дорого заплатил за свои коммунистические убеждения.   

Эту реплику поддерживают: Алексей Алексенко

Что касается шпионства, то со свечкой мы не стояли, но коммунякой он точно был. Что, в общем, психологически понятно: когда вы еврей, а там за окошком Муссолини – такие вещи выводят людей из внутреннего равновесия.

Марксизм на Западе был весьма популярен, особенно в научно-технической среде, где-то вплоть до 70х годов прошлого века. Среди евреев марксизм был особо популярен и до фашизма, почему—судить не берусь. Вообще, национал-социализм и интернационал-социализм боролись нередко за людей схожего типа. Об этом замечательно у Хайека в "Дороге к рабству". 

Ну а насчет шпионства, сомневаться при такой изобильной фактуре было бы просто смешно. В чем бы я посомневался, так в том, что мотивировало его кураторов прекратить работу Понтекорво на Западе: возросшая опасность его провала или желание побыстрее подключить его к советским работам по бомбам.

Не думаю, что для него первичен был марксизм. Многие антифашисты просто автоматически сваливались в сторону коммунизма и большой любви к СССР. Я вот не уверен, что на его месте не сделал бы ту же ошибку. 

Вот то, что они "сваливались туда автоматически", а не осознавали родство утопий, не оказывались на стороне свободного общества, и выражает весьма красноречиво, к чему они были предрасположены по типу мировоззрения. Насчет Вашего мировоззрения, Вам виднее, но, похоже, что Вы правы в своих подозрениях.  

В конце 1930-х, Алексей, контуры "свободного общества" были весьма нечетки, если вы понимаете, о чем я. Они и сейчас-то нет-нет, да и поплывут.

А заметьте, как мы с вами по-христиански беседуем: "– Я грешник... – Еще какой!"

Эту реплику поддерживают: Михаил Аркадьев, Дмитрий Волченко

Да, встречается такая очаровательная, почти как у кварков, христианская особенность у некоторых собеседников ;) 

Эту реплику поддерживают: Алекс Лосетт

Я могу думать, что коммунизм вообще и коммунизм Понтекорво в частности есть следствие некоего греха, через безбожие. Но атеисты так думать не могут, ибо грех есть ни что иное, как вина перед Богом, для атеиста нет греха. Для атеистов и агностиков весьма полезен, я думаю, тот анализ сциентистских тоталитарных идеологий, и типа мышления, к ним приводящего, что проделан Хайеком, о чем я уже говорил. Хайек не в категориях греха и святости размышляет.

К глубокому сожалению, дорогой коллега, я бы не рекомендовал Вам опираться на воспоминания Судоплатова и тем более Гордиевского. К примеру, разобрав их материалы о советском атомном проекте, сразу же сталкиваешься с масштабными ошибками, неточностями и просто коньюктурными высказываниями...

Боюсь, что и в истории с Бруно Максимовичем все далеко не однозначно.... 

Мне тут доказывать что либо нужды никакой нет, Олег. Стрелок в ту сторону более чем достаточно, я вижу. А Вы можете видеть иначе, ну и ладно. Да и вообще, раз последодовательный человек принял коммунистические убеждения, от него вполне можно ожидать, что он станет помогать стране, строящей коммунизм. Ну а что этот человек совсем худо этот вопрос обдумал, сомневаться не приходится.  

Опять таки, уважаемый Алексей, не совсем ясно, что Вы имеете в виду...

Уровень жизни академической элиты всегда, а в те годы осообенно, был весьма высок...

Опять таки, очень сомнительно, чтобы Бруно Максимович был бы так признан на Западе, как в Советском Союзе....

Вспомним, что ему "на пике западной каръеры" предлагали лишь достаточно ординарную профессуру....

То есть, по вашему, Олег, Понтекорво сбежал в СССР, прельстившись "уровнем жизни академической элиты" и признанием заслуг? Интересная идея, канечна.

Боюсь, уважаемый Алексей, быть непонятым.....

Главное для выдающихся умов - реализовать свои творческие амбиции.....

Одно из условий - приемлемый уровень жизни, дабы не отвлекаться на поиски хлеба насущного....

Присутствовала ли у Бруно Максимовича идеологическая составляющая?

Возможно, но скорее всего, она была чем-то вроде латентной доминанты....  

В Википедию хотя бы заглянули, Олег? Иной раз полезно.

"in 1943 Pontecorvo was invited to join the associated Montreal Laboratory in Canada, where he concentrated on reactor design, cosmic rays, neutrinos and the decay of muons.

In 1948, after he obtained British citizenship, he was invited by John Cockcroft to contribute to the British atomic bomb project at AERE, Harwell where he joined the Nuclear Physics Division under Egon Bretscher. In 1950 he was appointed to the chair of physics at the University of Liverpool which he was due to take up in January 1951"

А на хлеб насущный все не хватало? Да сколько же хлеба Бруно Максимовичу надо было? Поехал в хлебную страну СССР, детей кормить! 

Уважаемый Алексей, мне кажется, что Вы не совсем правильно меня поняли.....

И вики-спрвка тут как бы и ни при чем.....

Суть идеи в том, что "побег" Бруно Максимовича сыграл роль некоего "суперпиара" с одной стороны, открыл перед ним перспективы новых направлений исследования с другой и обеспечил достойным уровнем существования с третьей....

Отчасти данные мысли подтверждают и современные комментарии:

“Atom Man Flies Away, ” declared a banner headline in London’s Daily Express. “British intelligence service MI5 has been brought into the hunt for the missing atomic scientist, ” reported the BBC. On the other side of the globe, a front-page story in the Sydney Morning Herald quoted a fellow physicist: “No doubt, a man like him would be highly useful to the Russians.” Thus, practically overnight, in the fall of 1950, a low-key S C I E N C E The Communist Spy (Maybe) Behind This Year's Nobel Prize in Physics How neutrino research stems from—and validates—a physicist who defected to the Soviet Union in the 1950s R A Y J A Y A W A R D H A N A O C T 7 , 2 0 1 5 Arthur B. Mcdonald owes his Nobel Prize in physics to a Soviet scientist. Lars Hagberg / Reuters 09.10.2015 The Communist Spy (Maybe) Behind This Year's Nobel Prize in Physics ­ The Atlantic http://www.theatlantic.com/science/archive/2015/10/the­communist­who­foresaw­neutrinos/409474/ 2/4 Italian-born scientist by the name of Bruno Pontecorvo caused a worldwide sensation.

"Суть идеи в том, что "побег" Бруно Максимовича сыграл роль некоего "суперпиара" "

 И что ему за радость была от такого скандального пиара, Олег?

"открыл перед ним перспективы новых направлений исследования"

Это каким же образом перспектива железного занавеса, потери живого общения со всеми лидерами науки, может рассматриваться как перспектива новых направлений исследований? О полной утрате связи со всеми родственниками и друзьями я уже молчу. Практически они все умерли для него.

"обеспечил достойным уровнем существования"

Об этом замечательном аргументе я уже высказался. Посмотрите еще раз на список позиций Понтекорво перед побегом в СССР.

Вы счастливый человек, уважаемый коллега, Вы далеки от темы научного пиара....

Для современного соотечественника пиар - это все: должность, гранты, индекс цитирования и пр. и пр.

За "железным занавесом" это стало привычным еще в послевоенное время.

Неудивительно и триединство целей решенных "побегом" Бруно Максимовича...

Не стоит обольщаться и позициями "до побега". Академическая наука никогда и негде не была в исключительном приоритете у власти.

"Зверинный оскал капитализма" - это далеко не глупая ремарка. "Прибыль, чистая прибыль и ничего кроме прибыли" - девиз всех крупнейших научных миссий западного мира. У нас Бруно Максимович встретил принципиально иной подход. Он был особенно ярко виден после феерии "Атомного проекта".....

Предположения будущего академика полностью подвердились:

Он стал мировой знаменитостью;

Он занимался любимым делом;

Он мог не беспокоиться о будущем "хлебе насущном"....

Олег, мне доводилось встречать немало фантастических глупостей в снобовских комментах, но Вы, пожалуй, побили все рекорды. 

Прошу у просвещенных читателей прощения за опечатку: там в списке кварков вместо "странного" должен быть "очарованный", разумеется.

Эту реплику поддерживают: Михаил Аркадьев

очарованный, или очаровательный? charm quark :)

По-русски он очарованный. Так нашим физикам-шестидесятникам показалось лиричнее.

Моя проблема с кварками проистекла из того, что непосредственно после оглашения имен лауреатов елка упала на электрические провода, и наша деревенька осталась без электричества и интернета. Поэтому всю заметку пришлось писать из головы, чтобы поставить на сайт, как только электрик привесит провода обратно. Отсюда некий заметный недостаток фактических сведений и обилие водянистых рассуждений, ну и ляп с кварками :-) И еще я не мог вспомнить имя третьего брата Понтекорво. Он Джильо. Гвидо, Бруно и Джильо.