Пути в незнаемое. Сборник двадцатый

Мюонные камеры, как уже было сказано, приборы довольно громоздкие, а повесить их надо с точностью не хуже сантиметра — именно такая точность в измерении координаты частиц от них требуется. Закрепить пятиметровую махину так точно дело непростое, а когда делают его такелажники при помощи своего любимого лома, то и безнадежное. Поэтому несколько дней мы выправляли неверно висящие камеры. Пришлось не менее ста раз забираться на шестиметровую высоту и орудовать там гаечными ключами и отвертками. Обучился и этому.

Так что дежурства — это цветочки. Однако ничего не поделаешь… Я впервые ощутил, что на мне лежит колоссальная ответственность за большое дело и если я чего-то не сделаю, кроме меня — некому. Сначала непривычно и страшновато, а потом даже чувство гордости распирает и начинаешь себя уважать.

Дела на установке — обязательная программа для каждого экспериментатора. Есть и произвольная — обработка результатов на ЭВМ.

КАК ГОВОРИТЬ С КОМПЬЮТЕРОМ

Физики во всем мире общаются друг с другом по-английски. Когда работаешь в ДЕЗИ, хорошо бы знать еще и немецкий — без него трудновато: все контакты с инженерами ускорителя, рабочими и другими служащими центра возможны только на немецком. И еще более, чем английский и немецкий, нужен для работы язык программирования.

Работают на ЭВМ и пишут программы в ДЕЗИ все без исключения, и на того, кто не смог бы это сделать, смотрели бы с большим удивлением, чем на неграмотного человека. Без ЭВМ работать просто нельзя: компьютеры контролируют работу всех частей установок, они управляют потоком информации о всех столкновениях частиц из встречных пучков и записывают ее на магнитофонные ленты, а потом с помощью сложнейших программ извлекают из океана информации ее физическое содержание. Что бы ни пожелали вы совершить, возможно лишь при посредничестве компьютеров.

Мы готовились к такой ситуации заранее и многое изучили еще в Москве. Есть языки программирования, а есть языки для диалога с ЭВМ. К тому же ЭВМ — разные, а значит, и языки разные. В нашем родном институте есть достаточно хороший вычислительный центр, где мы практиковались в составлении программ и «беседах» с машиной.

В общем, провели серьезные тренировки, как перед подъемом на сложную вершину, и эта подготовка сильно помогла мне более или менее быстро войти в курс дела на месте. Вполне уместно было бы ввести в нынешних анкетах графу: «Какими языками программирования вы владеете?»

ФИЗИКА НА ЭВМ

Я начал общаться с вычислительным центром ДЕЗИ часа через три после приезда, получив личный пароль, который дает возможность «беседовать» с ЭВМ при помощи терминалов. Это специальные экраны, как у телевизора, но с клавиатурой типа пишущей машинки. Этих терминалов на территории ДЕЗИ стоит около полутора сотен, и расположены они повсюду, во всех лабораторных корпусах. Все подключены к единому центральному процессору — электронному мозгу, всегда включены и готовы к работе. Бывает, что на ЭВМ одновременно работают по сто — сто двадцать физиков одновременно, причем никто друг другу не мешает, только задачи считаются медленней, если машина считает их одновременно несколько сотен. Это как-то не укладывается в мозгу — как можно одновременно решать сто сложнейших задач, но тем не менее именно так организована работа современной ЭВМ. Оператор, обслуживающий машины, только ставит на магнитофоны ленты из хранилища, которые запрашивают программы. Однако и эта операция в ближайшем будущем тоже будет автоматизирована.

Речь дальше пойдет о больших ЭВМ с колоссальным объемом памяти и быстродействием во много миллионов операций в секунду. Таких машин три, и стоят они в вычислительном центре. Кроме них в каждой группе есть несколько малых машин — мини-ЭВМ, которые проверяют напряжения, токи, сопротивления во всех частях детектора и сообщают дежурному результат. Есть средние ЭВМ, пересылающие информацию со всех частей установки на магнитофонные ленты. На этих машинах можно решать какие-нибудь задачи, но основная часть задач, сложных, объемных, решается на больших ЭВМ вычислительного центра.

Диалог с машиной можно начать в любой момент, присесть где удобно, запустить программу, проверить, как считаются те, что ты ввел раньше. Общение с ЭВМ быстро становится повседневной привычкой.

Происходит диалог так: сначала набираешь на клавиатуре свое имя. ЭВМ спрашивает пароль, ты отвечаешь и после этого получаешь возможность видоизменять программы, лежащие в твоей библиотеке. Читать можно программы из любых библиотек, а изменять — только в своей. Далее — по потребности: можно вызвать на экран текст программы и что-нибудь изменить в нем, можно посмотреть результаты уже завершившейся программы, а можно ознакомиться с новостями ДЕЗИ.

Вычислительный центр и все терминалы работают круглосуточно. Вполне можно работать и ночью, что случается довольно часто. Одна из причин таких ночных бдений довольно интересна, и о ней стоит рассказать подробней.

Хотя вычислительный центр обладает колоссальными счетными мощностями и одновременно может считаться не одна сотня задач, все же какие-то задачи пропускают в первую очередь, а какие-то — во вторую. Но если спросить у любого экспериментатора, какая задача важней, то, без всякого сомнения, он, конечно, ответит, что именно его и только эту задачу обязательно надо считать в первую очередь. Поэтому для наведения порядка придумана система приоритетов.

Если задача идет с меткой высокого приоритета, то она начинает считаться сразу же, как только вы ее запустили. Если приоритет средний, приходится подождать два, а то и три часа. Для низкого приоритета нет никакой гарантии, что задача вообще сосчитается сегодня. Есть масса дополнительных градаций: задачи без магнитофонных лент считаются быстрее, длинные задачи откладываются напоследок и т. д.

На каждую группу физиков ежедневно выделяется определенное количество времени. У нас, например, было десять минут высокого приоритета, восемьдесят — среднего, а низкого — сколько угодно. Согласитесь, совсем немного для пяти десятков физиков, поэтому всегда существовала конкуренция (естественно, негласная). Каждый старался побыстрее запустить свою задачу с высоким приоритетом, и обычно к обеду в табличке «Контингент времени АРГУС», которую каждый может посмотреть на экране терминала, в графе высокого и среднего приоритета красовались нули. Приходилось запускать задачи с низким приоритетом и уходить спать, так и не дождавшись результата.

Через несколько дней работы в ДЕЗИ я обратил внимание, что в 11—12 часов вечера трое-четверо канадских студентов сидят за терминалами, не уходят и вроде бы ничего не делают — беседуют о пустяках и нетерпеливо посматривают на часы. Ради интереса я решил остаться посмотреть — что же произойдет за полночь. Оказалось, что в два-три часа ночи вычислительный центр выделяет новый контингент времени на следующий день, и можно опять быстро сосчитать свои задачи. Но такой захватнический способ работы не одобрялся серьезными физиками АРГУСа, и Владимир Михайлович, конечно же входящий в число этих самых физиков, не рекомендовал мне им пользоваться. Мы нашли другой способ. В субботу и воскресенье поток желающих посчитать на ЭВМ резко спадал: десять — двадцать энтузиастов, не больше. А время для счета выделялось то же, что и в будни. И работать в выходной день — одно удовольствие. Так у нас не стало выходных.

Для любителей поздних вычислений всегда работает буфет, где до 10 вечера можно перекусить. Позднее — приходится довольствоваться собственными припасами или же прохладительными напитками из автоматов. Автоматы с бутылочками «фанты», кока-колы, пепси-колы, минеральной расставлены на всех оживленных перекрестках корпусов и прямо в зале ускорителя. Напитки в них ледяные даже в самую отчаянную жару.

РАЗВЛЕЧЕНИЯ НА ЭВМ

Однако работа за терминалом — занятие утомительное. Через пару часов затекает спина и от напряжения устают глаза. Хочется отвлечься. На этот случай в памяти ЭВМ хранится множество разнообразных игр. Есть простые — шашки, калах, покер, есть посложнее — поиск драгоценностей в пещере или сражение с пришельцами из другой галактики, есть необычные — беседа с психоаналитиком. В эти игры я часто поигрывал и не раз попадал в забавные ситуации.

Сначала я решил побеседовать с психоаналитиком. Следуя описанию, предваряющему начало любой игры, я напечатал на терминале приветствие и несколько первых слов — начало разговора. К сожалению, компьютер ответил мне на немецком языке, в котором я мало что понимал. Стало ясно, что поговорить нам не удастся. Решив прекратить «общение», я напечатал «ауфвидерзеен» и думал заняться другими делами. Не тут-то было: на мою попытку расстаться с ним психоаналитик разразился длиннющей фразой и не думал отключаться. Как потом перевели знатоки, ЭВМ сообщала, что моя психика крайне неустойчива и прощаться рано — надо еще «поговорить». Пятнадцать минут я старался попрощаться с компьютером всеми известными мне способами, вплоть до угроз и оскорблений, — выйти из игры не удалось. Пришлось обратиться за помощью к соседу, работавшему за терминалом справа от меня. Он оказался поопытней и со снисходительной усмешкой напечатал несколько слов, после чего психоаналитик мгновенно отпустил меня с миром. Потом мой спаситель пояснил, что напечатал он такой текст: «Извините, но уже 17 часов и мне пора пить кофе». Порядок уважают все: и люди, и компьютеры.

Не менее увлекательной оказалась игра «Поиск драгоценностей». Сокровища были запрятаны в глубокой пещере, и путь к ним пролегал через множество опасностей и приключений. Игра затягивала, тем более что компьютер запоминал то место, где ты остановился, и ты мог продолжать путешествие, начиная играть в следующий раз. Однажды я решил поискать сокровища в рабочее время, то есть в будний день часов в одиннадцать. Не тут-то было: как только я напечатал вызов программы игры, на экране появилась надпись: «Вход в пещеру с понедельника по пятницу закрыт с 9 до 18, в нее могут входить в эти часы лишь волшебники, знающие волшебное слово». Я решил не сдаваться и на вопрос о волшебном слове напечатал какую-то абракадабру. На экране тут же появился ответ: «Мистер Семенов! Вы не волшебник, а шарлатан, не рекомендуем говорить неправду и тем более играть в рабочее время. Добро пожаловать к нам, но только после конца рабочего дня!» После такого убедительного внушения я неделю не прикасался к играм.

Воевал я и против пришельцев, получив звание адмирала, не раз спасал нашу галактику от уничтожения. Тут уж приходилось действовать побыстрее: пускать торпеды, уворачиваться от внеземных бомб, передвигаться по локатору, вести нелегкие бои. И, наслаждаясь азартом игры, я как-то не заметил, что пальцы мои в совершенстве изучили клавиатуру и работать за терминалом я стал как опытная машинистка — вслепую, не глядя на клавиши. Раз в десять быстрее, чем в первые дни. Оказалось, эти малосерьезные драгоценности и пришельцы делают важное дело — учат свободно владеть клавиатурой терминала. Цель эта достигается довольно быстро, а игры быстро надоедают, и вообще играют в них только новички, которым эти удовольствия внове. Лишь один день в году игры становятся безраздельными хозяевами почти всех терминалов центра. Этот день называется «днем открытых дверей».

Когда он приходит, охранники пропускают на территорию ДЕЗИ всех желающих, а в самом ДЕЗИ распахиваются настежь все двери — ускорителей, установок, складов, вычислительного центра и мастерских. Несколько тысяч любителей науки всех возрастов бродят по корпусам и с любопытством разглядывают арсенал физики элементарных частиц. Около каждой установки стоят один или два сотрудника. Они отвечают на все вопросы и трудятся в поте лица.

Единственной закрытой дверью в тот день была дверь нашей комнаты, уединившись за которой мы с Владимиром Михайловичем пытались трудиться. Но единственная закрытая дверь как магнитом притягивала посетителей, и, я думаю, нашу комнату посетили все без исключения гости «дня открытых дверей». Пришлось, увы, устроить себе выходной день и прогуляться в город. Только к 10 вечера мы, облегченно вздохнув, смогли усесться к терминалам и заняться любимым делом — поисками «дзиты».

ЖАРКОЕ ВРЕМЯ В АВГУСТЕ

Обычно летом лаборатории и терминалы вычислительных центров пустеют: известные физики отправляются на конференции, чтобы обменяться результатами, полученными за год, а неизвестные и малоизвестные предпочитают проводить время в отпусках.

Несмотря на августовскую жару, никакого запустения в этом году в ДЕЗИ не наблюдалось; скорее наоборот, всюду царило оживление, с разных сторон доносилось «дзиту», «дзита», «дзиты». Казалось, все вокруг или причастны к открытию, или пытаются к нему причаститься.

Библиотека ДЕЗИ обычно работает круглосуточно, чтобы все сотрудники могли двигать науку и днем, и ночью. Только летом, когда заметно спадает плотность посетителей, библиотека закрывается на ночь — с 23-х до 7-ми. Но в этом августе желающих поразмышлять о судьбе «дзиты» оказалось так много, да вдобавок заглянуть в научные труды им хотелось то поздней ночью, то ранним утром, что на дверях библиотеки появилось объявление: «Тем, кому с 23-х до 7-ми срочно понадобится литература, надо обратиться к охраннику у проходной, ключ от библиотеки — там».

Обычно раз в две недели собирается семинар АРГУСа. На нем докладывают последние результаты, обсуждают проблемы, раздают задания. Кстати, задания раздают не совсем обычным образом. Например, надо написать несколько программ для решения какой-нибудь задачи. К доске выходит ответственный за обработку эксперимента и пишет названия этих программ. Потом он показывает указкой на одну из программ и поворачивается к аудитории. Поднимается несколько рук, обладатели которых хотят выполнить эту работу. Остается только выбрать лучшего исполнителя и написать его фамилию на доске рядом с названием задачи. Такой энтузиазм отчасти объясняется тем, что в АРГУСе много студентов — им надо проявлять себя, завоевывать авторитет. Отчасти — стремлением каждого внести свой вклад в дело всей группы. В общем, проблем с желающими поработать никогда не бывает, скорее наоборот.

Августовский семинар АРГУСа был похож на военный совет перед решающим сражением: на доске были написаны «направления главного удара», по которым мы должны были искать следы «дзиты». Дортмунд специализируется на регистрации гамма-квантов — им поручили искать «дзиту» в распадах ипсилонов на фотон плюс еще что-то — в той же реакции, где обнаружил новую частицу «Хрустальный шар». Москвичи — эксперты по мюонным камерам — должны искать распады «дзиты» на мю-мезоны. Сроки исполнения не фиксировали: само собой разумелось, что каждый сделает свою работу так быстро, как только сможет.

УМ — ХОРОШО, А МНОГО — ЛУЧШЕ

Дух сотрудничества пронизывает всю деятельность международных групп, а работа на ЭВМ просто по сути своей — кооперативна.

При решении физических задач на ЭВМ бывает нужно множество небольших программок. Например, для перехода из одной системы координат в другую, для проведения плавной кривой через экспериментальные точки. Над решением таких чисто технических программистских проблем можно не задумываться, а просто поинтересоваться, кто их уже решил до тебя.

Возможность использовать в счете не только собственные программы, но и любые из созданных другими физиками была для меня непривычна. Однако оказалось, что дело обстоит совсем просто: надо лишь знать, в какой из библиотек лежит программа и как к ней подступиться, — ты сразу становишься ее полноправным владельцем и можешь делать с программой все, что хочешь, переписав ее к себе в библиотеку.

Разобраться в сложной программе, тем более чужой, дело непростое, но овчинка стоит выделки. К тому же квалифицированные программисты пишут программы, сопровождая их подробнейшими описаниями и комментариями, разъясняющими, что и как программа умеет делать. Все, что требуется от вас, — сесть за терминал и начать читать текст программы на экране, все остальное будет разжевано и положено в рот при чтении.

При работе с ЭВМ предусмотрена бездна удобств, но самое впечатляющее — оператор help, что значит «помоги».

Допустим, вы сели за терминал впервые в жизни и совсем ничего не знаете о том, как с ним обращаться. Печатайте «помоги» — в ответ на экране появится доброжелательное приветствие и вопрос о том, что вас интересует с длинным списком ответов. После этого вам уже даже печатать никаких слов не придется, надо лишь ставить крестик около того варианта ответа, который вам подходит. В конце концов вы доберетесь до сути.

«Помоги» можно печатать в любой ситуации, и компьютер разъяснит вам, почему не работает программа, научит работать с магнитофонными лентами и магнитными дисками, порекомендует литературу, — в общем, не волнуйтесь, в беде вас не бросят.

Все перечисленные удобства качественно меняют ситуацию: физические результаты становятся чем-то реальным, доступным, обозримым. Раньше для того, чтобы разобраться в сложном столкновении частиц, нужны были недели, а то и месяцы. На сбор десятка интересных событий могли уйти годы, и при этом на второй план отходила суть явления, скрытая за этими самыми событиями. Увязая в рутине технических расчетов, физики отрывались от физики, появлялись экспериментаторы, не бравшие в руки осциллограф. Теперь же можно утром в библиотеке наткнуться на интересную мысль в только что полученной статье, днем придумать способ ее проверки, вечером — составить программу, потом оставить ее на счет и ранним утром следующего дня обсуждать результаты счета с коллегами.

Многих из тех, кто занимается физикой, несомненно привлекло в эту область науки очарование экспериментов прошлого. Лабораторные столы Фарадея, Резерфорда, Капицы, пробежки Ферми и Курчатова с радиоактивными образцами — непосредственный контакт экспериментатора и неизведанного. Я помню, как в институте мы рассуждали с приятелями, что самое большое удовольствие — делать науку своими руками. Потом стали строить громады циклотронов и синхрофазотронов, как в фильме «Девять дней одного года» — физики вынуждены были отгораживаться от микромира бетонными блоками. Теперь экспериментатор сидит за экраном терминала, — казалось бы, еще дальше от мира частиц, чем раньше. Но — странное дело — физика за терминалом стала ближе и ощутимей, а результаты — наглядней, и за терминалом мы испытываем тот же азарт и восторг исследования, что и Резерфорд в начале века, наблюдая за вспышками от частиц на экране.

ЭВМ помогает не только получать, но и оформлять результаты. Гуляя в первые дни по вычислительному центру, я заметил, что рядом со знакомыми мне терминалами для диалога иногда стоят и другие, побольше размером, на экранах которых появляются невероятно красивые картинки, схемы установок, графики и кривые. Сначала все эти изображения показались мне образцами изысканного искусства — так красиво они выглядели. Через пару месяцев я сам создавал их. Это был графический дисплей. С помощью сложного набора программ, который вы используете уже в готовом виде, он воспроизводит результаты — графики и картинки, которые куда проще и удобнее обсуждать с коллегами, чем большие наборы цифр. Нажав на клавишу, можно получить оттиск изображения с экрана на бумаге. Все полученные чертежи и рисунки готовы для того, чтобы использовать их в статье.

Между прочим, и статьи писать тоже помогает ЭВМ. Когда я впервые увидел, как это делается, то получил очередную порцию сильных впечатлений.

За четырьмя соседними терминалами, стоящими в общей комнате АРГУСа, сидели главные асы сотрудничества, в том числе и Владимир Михайлович. Не глядя друг на друга, они нажимали клавиши терминалов и обменивались отрывочными замечаниями. На экранах был текст статьи, точнее — одна из страниц чернового варианта. Проект пишет тот, кто получил интересный результат. Потом начинается обсуждение. Любое исправление мгновенно вносится в текст и появляется на экране. В памяти ЭВМ хранятся все нужные схемы и чертежи установки, их можно вызвать и разместить на странице. Любой график можно изобразить в нужном масштабе, рисунок — скомпоновать самым наглядным образом.

После того как текст статьи согласован, опять — простым нажатием клавиши терминала — он размножается в нужном числе экземпляров, а потом отправляется в печать.

Правда, надо честно признаться, что асы редко собираются вместе для подобного обсуждения. Обычно статью пишет автор, советуясь с ближайшими друзьями, а потом на семинаре раздает всем черновой вариант. Каждый вносит свои поправки и возвращает текст. Распространяется «вариант второй», уже с учетом поправок. И так далее. Бывает по четыре, а то и по пять вариантов до окончательного соглашения.

Канадские студенты пишут на ЭВМ свои диссертации. Однажды я видел, как один из них писал на терминале письмо домой, пишущая машинка для них инструмент незнакомый, недоступный и просто ненужный, не говоря уже об авторучке.

Через терминал можно послать сообщение приятелю, работающему за другим терминалом совсем в другом здании. Если же его нет, то он получит ваше послание сразу, как только начнет работать. Можно устроить и розыгрыш. В одну из таких ловушек я попал по неведению в первые дни.

Когда вы садитесь за терминал, положено прежде всего прочитать новости: есть новости всего центра, а есть и чисто внутренние — аргусовские. Так распространяются графики дежурств, программы семинаров, сведения об изменениях в программах и т. п. Конечно, чтение новостей дело нужное, но часто на него не хватает времени, поэтому я первое время пролистывал на экране строки новостей, не вчитываясь в них. И поплатился за эту свою небрежность.

Усевшись однажды за терминал, пропустив новости, я стал запускать какие-то срочные программы одну за другой. Вдруг на экране появилась грозная надпись в обрамлении вереницы восклицательных знаков: «Ваши программы вывели из строя вычислительный центр!!! Штраф 100 000 марок!!!» Дрожащими пальцами я отключился и на несколько минут затих в своем кресле. Потом, оглядевшись по сторонам, я обратил внимание на то, что вроде бы соседи мои продолжают работать за своими терминалами как ни в чем не бывало. Значит, центр и ЭВМ еще целы? Я попробовал опять запустить программы. То же самое: невероятное количество марок. Что делать? На мое счастье, сосед обратил внимание на экран моего терминала — его привлекло обилие восклицательных знаков. Расхохотавшись, он объяснил мне, что это все шутки Маттисена — физика из Дортмунда, ответственного за составление графика дежурств. Поскольку новости никто не читал вовремя, он устроил нехитрый розыгрыш: в новостях вместе с графиком дежурств было объяснено, что он посылает всем на экраны угрожающую надпись, и показано, как ее погасить. Впредь я решил аккуратнейшим образом читать новости, — что ни говорите, а 100 000 марок — это не шутка.

В ПОИСКАХ «ДЗИТЫ»

Итак, в августе АРГУС стал искать «дзиту». Одновременно шел сеанс набора информации на ускорителе и велись работы на ЭВМ. Конечно, заниматься интересной физикой интересней, чем крутить гайки, паять, дежурить на установке, но первая часть просто невозможна без второй, и поэтому приходилось одновременно работать на два фронта, урывая время для терминала уже после полуночи. Так работали не только мы, но и многие в АРГУСе, да и не только в АРГУСе. Очень уж заманчивые перспективы могли открываться за «дзитой».

Похоже, физика элементарных частиц поднялась на определенную вершину: пройдет немалый этап, мы умеем более или менее удовлетворительно отвечать на вопрос «как устроен мир частиц», построены теории электрослабого и сильного взаимодействий. С. И. Вавилов писал: «Когда наука достигнет какой-либо вершины, с нее открывается обширная перспектива дальнейшего пути к новым вершинам, открываются новые дороги, по которым наука пойдет дальше».

Встает вопрос: почему мир устроен именно так? «Дзита» могла быть первой удачей на этом пути.

Вот слова Эйнштейна о научном поиске. «Годы мучительных, изматывающих поисков во мраке, с их напряженным страстным ожиданием, с переходами от уверенности в себе к изнеможению, и, наконец, затем выход к свету — только тот, кто это пережил, может это понять, — писал Эйнштейн. — Там лежит этот огромный мир, существующий независимо от нас, людей, и стоящий перед нами великой вечной загадкой». И дальше: «Самое непонятное в этом мире — то, что его можно понять… Все эти попытки основываются на уверенности, что бытие обладает совершенно гармоничной структурой. И ныне у нас меньше, чем когда-либо, оснований позволить себе отойти от веры в это замечательное обстоятельство».

«Дзиту» встретили с восторгом. Греческое начертание этой буквы заполнило все объявления о научных семинарах, оно появлялось на страницах и гамбургских газет и научно-популярных журналов. «Открытие века!», «ДЕЗИ открывает дверь в новый мир!», «Где место дзиты?» — такими броскими заголовками откликнулась печать на открытие «Хрустального шара». Больше всего и теоретикам, и экспериментаторам хотелось, чтобы это была хиггсовская частица. Так, по фамилии физика, их предложившего, Питера Хиггса из Эдинбурга, называют очень важный класс частиц, необходимых для современной теории взаимодействия частиц. К сожалению, они до сих пор не найдены, а с их помощью решается одна из основных проблем физики микромира: им обязаны массой все элементарные частицы.

Как возникает масса у частиц, понять непросто; честно говоря, ученые и сами до конца не уверены в том, что все понимают правильно в этом вопросе. Даже при полном отсутствии вещества в вакууме всегда существуют квантовые флуктуации различных полей, своеобразное мерцание, рождение и гибель.

Представьте себе волнующееся море, и где-то далеко среди волн то появляется, то исчезает фигурка одинокого пловца — так можно вообразить рождение частиц из «ничего» на очень короткое время. Никакие законы сохранения не нарушаются: есть в квантовой механике соотношение неопределенностей, позволяющее на кратчайшее время энергии флуктуировать. Такие очень короткие живущие частицы, рождающиеся из флуктуации энергии, носят особое название — «виртуальные», от латинского «virtualis» — условный, могущий проявиться.

Мгновенное рождение и уничтожение виртуальных частиц — не только игра ума теоретиков, но и реальный факт, надежно зарегистрированный во многих опытах.

Так вот, упомянутые выше хиггсовские частицы обладают удивительным свойством, виртуальное рождение их как бы шубой окутывает каждую элементарную частицу. Так у всех частиц возникает масса.

Пока не найдены хиггсы, как их фамильярно называют физики, все стройное здание современной теории электрослабого взаимодействия частиц как бы повисает в воздухе, потому что эксперимент пока не обнаружил одного из фундаментальных камней этого здания.

Хиггсы — ключ к двери, за которой спрятан ответ, почему частицы устроены именно так.

К сожалению, о том, какие они, известно очень мало. У недавно найденных промежуточных бозонов была известна масса с процентной точностью и много других характеристик, а с хиггсами дело гораздо хуже. Неясно даже, сколько их: может быть, два, может, четыре, а может быть, еще больше.

Известно, что чем тяжелее кварки и лептоны, тем сильнее взаимодействуют с ними хиггсы. Массу для них теория не предсказывает, есть лишь соображения, что очень легкими они быть не могут, вероятнее всего — раз в десять тяжелее протона.

Понятно, что искать «неизвестно что» гораздо труднее, чем «известно что», но уж очень нужны хиггсы, поэтому ищут их всюду и каждую новую неожиданность в первую очередь примеряют на гипотезу Хиггса.

Так было и с «дзитой»: прежде всего решили, что найден долгожданный хиггс. Потом, приглядевшись повнимательнее, некоторые скептики стали сомневаться. Хиггс должен взаимодействовать с одинаковыми кварками с одной и той же силой — ведь он одевает их в одинаковые «шубы», а «дзита» появлялась в распадах одного из ипсилонов и никак не проявляла себя в распадах другого.

Ситуация была многообещающей, но неясной; независимо от того, хиггс это или нет, новая частица представляла несомненный интерес, и надо было тщательно ее исследовать. А перед тем как исследовать, подтвердить само существование, то есть найти на других экспериментальных установках. Этим-то и занялся АРГУС, имея в своем распоряжении могучий детектор и все богатство коллективного программистского разума.

Как и наметили на семинаре, искали сразу по нескольким направлениям. С таким же азартом, как геологи ищут руду, старатели — золото, охотники гонятся за ускользающим зверем. Мы просеивали через сито различных отборов всю информацию, записанную на лентах ЭВМ, а это ни много ни мало — миллионы событий. То там, то тут возникали слухи: «В дортмундской группе видят пик», «Непонятный горб в материалах канадцев», да и мы сами с Владимиром Михайловичем не раз наблюдали в тех данных, над которыми корпели, призрак «дзиты». Но проверки и перепроверки беспощадно уничтожали все эти мнимые находки, оказывающиеся миражами.

«Дзиту» искали так. Если б она жила по меркам микромира долго, то должна была оставить след в дрейфовой камере АРГУСа. А уж его бы мы не проглядели. Но следа не было. Значит, «дзита» за миллиардно миллиардные доли секунды распадается. На что? Мы ничего не знали о том, что представляет из себя «дзита», поэтому приходилось искать ее распады на все, что угодно.

Главное — точно определить энергии родившихся частиц. Если в сумме они дадут в точности массу «дзиты» — значит, родились при ее распаде. Если же нет — значит, возникли в каких-то других событиях.

Мы с Владимиром Михайловичем тщательнейшим образом исследовали пары мю-мезонов, на которые могла распадаться «дзита». Никаких следов частицы с массой 8,3 ГэВа не было.

Прошел сентябрь, подходил к концу октябрь. Фонтан теоретических работ, приписывающих «дзите» все новые и новые, порой совсем уж фантастические свойства и объяснения, не только не сникал, а усиливался. Участники сотрудничества «Хрустальный шар» ходили с радостными лицами именинников и намекали на то, что у них есть еще немало интересных результатов.

А мы не могли найти ничего, что подтверждало бы существование новой частицы. На фоне всеобщего восторга и воодушевления первые осторожные высказывания членов АРГУСа о том, что «дзиты»-то вроде как и нет, попросту не были восприняты серьезно, даже вызывали некоторое раздражение. Директор ДЕЗИ заявил в разговоре с Владимиром Михайловичем: «Если АРГУС не видит «дзиту», это еще не значит, что ее нет…» И на карту оказался поставленным профессиональный престиж всего нашего сотрудничества.

Дни перестали делиться на выходные и рабочие, а сутки — на день и ночь. Мы существовали как будто в режиме орбитальной станции: непрерывная работа с восьмичасовым перерывом на сон. Иногда мне казалось, что я уже живу не снаружи, а внутри ЭВМ, среди программ, таблиц и графиков. Некоторые программы были моими друзьями, некоторые меня явно недолюбливали и ломали все планы, а царствовала над всей этой фантасмагорией огромная «дзита», почему-то темно-лилового цвета. Ночью мне снилось сплошное программирование. Но ничего не помогало — «дзиты» не было. Мы перепроверили свои результаты не семь, а семьдесят семь раз, обсмотрели их со всех сторон — ничего.

И наконец, когда я, погруженный в свои невеселые мысли, стал выходить из комнаты, забывая открыть дверь, стало ясно, что пора отдохнуть.

МУЗЫКА

Честно говоря, Владимир Михайлович работал больше, чем я: он не позволял себе получасовых перерывов на галактические сражения, да и прогуливался куда меньше, но вот сходить в оперу он согласился, точнее — это он посоветовал мне туда сходить.

Гамбургская опера снаружи ничем не выделяется среди окружающих зданий — бетонный современный куб с большими стеклянными окнами на фасаде. Изнутри — довольно скромно драпированный интерьер, какая-то уютная домашняя обстановка, партер и четыре яруса лож. Я обычно оказывался на самом верхнем, да и слушал музыку стоя, потому что ложи сто́ят дорого.

В репертуаре театра бросалось в глаза большое внимание к русской музыке. Премьеры последнего сезона: «Борис Годунов» Мусоргского, «Лебединое озеро» Чайковского и балет «Онегин» на музыку Чайковского. Мне удалось посмотреть только новую постановку «Лебединого озера» в трактовке Джона Нимейера. Впечатление очень большое, хотя на фоне исполнительского искусства солистов Большого театра гамбургский балет выглядел, конечно, слабее. Но этот недостаток с лихвой окупался каким-то огромным желанием всей труппы создать на сцене праздник музыки и танца.

В общем, на четыре часа лиловый призрак «дзиты» отступил, и мы наслаждались балетом от души.

И еще раз мы послушали хорошую музыку, уже в самом ДЕЗИ: выступал самодеятельный оркестр ДЕЗИ. Тут меня ожидал сюрприз: среди музыкантов за виолончелью я увидел лидера сотрудничества профессора Шмидта-Парцифаля.

Когда Владимир Михайлович первый раз познакомил нас, я сразу подумал, что Шмидт-Парцифаль совсем не похож на физика, а скорее — на музыканта, какой-то у него был мечтательный, задумчивый взгляд. И вот оказалось, что мое первое ощущение было правильным.

И хотя оркестр порой фальшивил, не всегда попадал в такт, было удивительно приятное ощущение от этой какой-то домашней музыки, приятно было видеть знакомые лица среди музыкантов, и я даже пожалел, что никогда мне не выпало счастье участвовать в таком самодеятельном оркестре.

К сожалению, классическую музыку слушают в основном люди немолодые. Молодежь, в том числе и канадские студенты АРГУСа, непрерывно ходят с наушниками и воспринимают только четкие современные ритмы, о чем говорит их постоянное поддрагивание. Так же ритмично покачиваясь, они сидят и за терминалами, не снимая наушников. Ноги при этом лежат на столе, правда ботинки обычно сняты. Увидев впервые у локтя чьи-то ноги, удивляешься, а потом привыкаешь — дело вкуса.

После нескольких часов музыки, гармонии и воспоминаний о доме (почему-то под музыку особенно хорошо вспоминались родные и близкие) мы возвращались к своим терминалам.

РАЗВЯЗКА

Для обсуждения сложившейся ситуации и определения программы работ на будущее был создан комитет научной политики ДЕЗИ, на котором АРГУС и «Хрустальный шар» должны были сообщить о результатах обработки последнего специального сеанса набора информации. Группы выбрали наиболее достойных представителей для столь важного выступления. АРГУС решил, что его представлять будет Владимир Михайлович — честь немалая.

За два дня перед заседанием комитета состоялся семинар АРГУСа, на котором доложили окончательные результаты своих поисков все их участники. Выступал там и я Это было мое первое публичное выступление, поэтому руки дрожали мелкой дрожью, что очень хорошо отражалось на экране проектора, через который я показывал свои результаты. Профессор Дарден даже пошутил, что подобная мелкая дрожь цифр может означать их неуверенность в себе, после чего я взял себя в руки и перестал держаться за проектор.

Результат всех наших докладов был один — «дзиту» найти в АРГУСе не удалось. Поскольку наш результат противоречил уже полученному ранее результату «Хрустального шара», мы проверили его сверхтщательно и были уверены на сто процентов.

Как в хорошем детективе, до последней минуты не было понятно, кто прав, а кто — нет.

На заседании комитета «Хрустальный шар» честно сообщил о том, что в последнем сеансе «дзиты» обнаружить не удалась. А если результат опыта не повторяется, значит, открытия не было, а рождение «дзиты» — ошибка.

Почему же в одном сеансе был зарегистрирован сигнал о новой частице, а в другом — нет, не может никто объяснить. «Хрустальный шар» отличная экспериментальная установка (правда, АРГУС еще лучше), и работают на ней уважаемые физики, никто не сомневается в их компетентности. Причем до сей поры «Хрустальный шар» не отказывается от своих результатов — ни от первого, где «дзита» возникла, ни от второго, где она не проявилась, а явное противоречие этих результатов относится к неопознанным явлениям в физике.

Вот именно для таких ситуаций и необходимо подтверждение результата на других установках, и в данном случае голос АРГУСа стал решающим — «дзита» погибла.

«Ну и что? — естественно, спросит читатель. — Что толку обсуждать ошибки экспериментаторов?»

Толк есть, причем немалый.

В последние годы основной упор в экспериментальных исследованиях делают на все бо́льшие энергии сталкивающихся частиц. Строятся все новые ускорители и проектируются еще и еще более мощные. Размеры современных машин измеряются километрами, а строящихся — десятками километров. Они будут потреблять энергию, которой бы хватило на снабжение целого города с многотысячным населением. Основные усилия экспериментаторов направлены на создание установок размером с двух-трехэтажные дома, а группы, ведущие исследования на таких установках, состоят из нескольких сот физиков. Все живут ощущением, что где-то там, за сверхбольшими энергиями, таятся основные секреты и к ним безудержно рвутся исследователи. Такая мечта о прорыве в новые области, безусловно, понятна, но при этом порой забывают, что совсем не до конца изучены районы не столь безумно больших энергий — десятки ГэВ уже на работающих ускорителях.

Ситуация становится порой даже забавной. На одной из конференций известный итальянский физик Дж. Альтарелли сказал, что он не будет в своем выступлении касаться тех проблем, которые намечено исследовать на ускорителе ГЕРА (должен войти в строй в конце 80-х), потому что это уже «понятная, традиционная физика». Стоит, по его мнению, обсудить эксперименты и проблемы ускорителей уже следующего поколения. Ускорители устаревают, не успев заработать! Что же говорить о тех машинах, которые служат уже не один год?

«Дзита» за несколько месяцев своего, пусть и ненаучного, существования успела привлечь к области невысоких (5—10 ГэВ) энергий огромный интерес и экспериментаторов, и теоретиков. В попытках объяснить появившуюся частицу теоретики выдвинули несколько красивых идей (например, о том, что могут быть не только атомы, но и молекулы из кварков), а экспериментаторы поняли, что в их распоряжении — прекрасная область для исследований, в которой с таким же успехом можно ждать неожиданностей, как и в заоблачных далях сверхвысоких энергий и сверхмощных ускорителей.

Случай с «дзитой» показал, что есть отличные экспериментальные установки (АРГУС, например, скажу без ложной скромности). Проблему «дзиты» удалось прояснить буквально в течение нескольких месяцев.