Читать «Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи» онлайн - страница 85

Вопрос о том, закончится ли (или даже уже закончилась) физика, обсуждался ещё в конце XIX века. Некоторые, в том числе и весьма именитые физики, говорили тогда, что все законы физики уже открыты, и то, что остаётся, — это уточнение различных физических постоянных. С тех пор была открыта теория относительности, квантовая механика и многое, многое другое, и вопрос на время отпал. Подобные обсуждения, в которых участвовал и я, были и в 70-х годах, когда казалось, что вот-вот будет построена теория Великого Объединения, включающая в себя все взаимодействия, кроме гравитационного, затем удастся включить в неё гравитацию, и на этом физика закончится. Оказалось, что проблема значительно сложнее. Сейчас обсуждается много вариантов, как устроен мир на самых малых расстояниях: суперсимметричные теории, супергравитация, разные типы теорий суперструн, теории бран и т. д. Большинство из этих теорий предполагает, что физическое пространство на малых расстояниях многомерно: помимо обычного трёхмерного пространства существуют ещё другие пространства, замкнутые на малых расстояниях. В большинстве теорий все эти структуры проявляются только на чрезвычайно малых расстояниях, порядка планковской длины ~10^–33 см, в то время как сейчас исследованы расстояния до 5 × 10^–17 см или, в энергетической шкале, до ~500 ГэВ. Таким образом, возникает впечатление, что вопрос о том, что физика закончится, в настоящее время не актуален: перед нами ещё длинный, длинный путь.

Я думаю, тем не менее, что физика элементарных частиц, т. е. исследование микроструктуры пространства, времени и материи скорее всего действительно закончится в обозримом будущем — в течение 15–20 лет. И причина будет лежать вне науки — грубо говоря, в отсутствии денег. Дело в том, что для экспериментальных исследований областей всё меньших расстояний нужно строить ускорители на всё большие энергии. Таков общий закон, вытекающий из принципа неопределённости Δr ~ С/Δp: расстояниям 10^–20 см отвечает энергия 10³ ТэВ, а планковской длине 10^–33 см — энергия 10¹⁶ ТэВ. Сейчас строится ускоритель со встречными пучками протонов — коллайдер 7 × 7 ТэВ в ЦЕРНе[21]. Ожидается, что с его помощью удастся проводить поиски частиц с массами до нескольких ТэВ, т. е. доходить до расстояний ~10^–17 — 5 × 10^–18 см. Стоимость этого ускорителя ~5 млрд. долларов, длина кольца — 27 км. Вероятно, будет построен линейный е⁺е^–-коллайдер с энергией пучков 0,5–1 ТэВ; может быть, ещё мюонный и фотонный коллайдеры. На всех ускорителях, этих и других, которые не существуют даже в замыслах, вряд ли удастся исследовать расстояния меньшие 10^–18 — 10^–19 см, а о том, чтобы дойти до планковской длины, не может и речи. Здесь не поможет никакой прогресс в ускорительной технике[22].