ученым — теперь они знали, где искать доказательства правильности теории. К счастью, в теории Вайнберга тоже содержалось несколько предсказаний. Ученый предугадал три новых вида частиц, названных W- и Z-бозонами. W-бозон (от weak — слабый) существует в двух формах — положительной и отрицательной, а Z-бозон вообще не имеет электрического заряда. Его так назвали именно из-за его нулевого (zero) заряда, а также потому, что Z — последняя буква в английском алфавите, и Вайнберг надеялся, что этот бозон будет последним в семействе частиц, переносящих слабые взаимодействия.
В теории электрослабого взаимодействия Вайнберга механизм Хиггса играет центральную роль. Именно поле Хиггса расщепляет электрослабую силу на две, придав массу W- и Z-бозонам, но оставив при этом фотоны безмассовыми. Поскольку фотоны невесомы, они могут переносить электромагнитное взаимодействие на большие расстояния со скоростью света. A W- и Z-частицы из-за своих существенных масс вообще едва шевелятся, так что слабая сила может передаваться только на крошечные расстояния. Позже физики поняли, что и кварки и электроны тоже получили массы, оказавшись в поле Хиггса.
Работа Вайнберга по электрослабым взаимодействиям была опубликована в следующем месяце — в ноябре 1967 года85. Она стала самой цитируемой статьей в истории физики элементарных частиц. У теории Вайнберга была замечательная особенность
Вайнберг встал и подошел к окну своего офиса в Остине, не забыв прихватить вазочку с фисташками. Стены его кабинета увешаны дипломами, грамотами и фотографиями знаменитостей, присутствовавших на церемониях, посвященных его награждениям. Его книжные полки забиты книгами с непонятными названиями, многие из этих трудов Вайнберг написал сам. Есть среди них и популярные книги. По пути из Чикаго в Остин я прочитал эссе Вайнберга из 5000 слов, которое называется “Без Бога”, вышедшее несколько месяцев назад в журнале “New York Review of Books” — одном из многих, с которыми он сотрудничает. Как вам удается все успевать?” — спросил я. “Я не хожу в церковь и не катаюсь на лыжах”, — улыбнувшись, ответил Вайнберг.
Большую часть времени он работает не здесь, в этом офисе, а у себя дома, в нескольких милях отсюда. Окна его кабинета выходят на озеро Остин. На письменном столе стоит телевизор, и, если работа стопорится, можно откинуться на спинку кресла, посмотреть старые фильмы и подождать, пока вернется вдохновение. “Я люблю сидеть за своим столом и всегда это любил”, — говорит он. — По правде сказать, блестящие идеи приходят в голову не очень часто, но, наверное, очень часто они никому в голову не приходят”.
Когда мы вошли в кабинет Вайнберга, доска, висевшая на стене, была чистой, но в процессе беседы она покрылась начертанной мелом вязью уравнений, парящих над ними кривых и каракулей. Все это вместе составляло ответ на вопрос: какова роль механизма Хиггса в природе. Ответ, который Хиггс и другие его коллеги так и не нашли.
У меня оставалось времени в обрез, чтобы добраться до аэропорта и успеть на свой рейс из Остина, и Вайнберг предложил подвезти меня в гостиницу, чтобы я захватил свои вещи. Мы сели в его машину (красный “камаро” остался в далеком прошлом) и направились в центр города. Через пять минут, когда в плотном полуденном трафике мы резко пересекли пару полос движения, чтобы припарковаться у гостиницы, вокруг взревели клаксоны. “В некотором смысле я переоткрыл механизм Хиггса, — сказал Вайнберг. — И теперь недостает только частицы Хиггса. Это единственное, чего нам не хватает”.
Через год после выхода статьи Вайнберга Абдус Салам, профессор теоретической физики из лондонского Имперского колледжа, а затем — директор Международного центра теоретической физики в Триесте, опубликовал идентичную по существу теорию, разработанную им совершенно независимо. Работы, опубликованные как Вайнбергом, так и Саламом, во многом напоминали работу, опубликованную в 1961 году Шелдоном Глэшоу, одним из бывших одноклассников Вайнберга по средней школе в нью-йоркском Бронксе. Теория Глэшоу тоже объединяла электромагнетизм и слабое взаимодействие, и, более того, в ней тоже предсказывалось существование W-частиц, но ей не хватало одного жизненно важного ингредиента. Теория не включала в себя механизм Хиггса, до открытия которого оставалось еще три года. Без него теория не заработала.
Ученые не всегда общаются друг с другом так, как хотелось бы. Причины — чисто человеческие: все люди разные, не все умеют понравиться при первой встрече, не все умеют вести светские беседы. Но даже если разговор складывается, многие, отчасти из-за соображений секретности, вряд ли упомянут что-то, способное заронить идею в голове собеседника. Прагматичные ученые знают, что рискованно рассказывать слишком откровенно о своих идеях, по крайней мере пока они не опубликованы. В результате важные открытия в науке часто происходят позже, чем могли бы.
Однажды в 1960 году Питер Хиггс встретился с Шелдоном Глэшоу на летней физической школе, которая проводилась в колледже Ньюбатл-Эбби, в потрясающем здании XVI века — бывшем монастыре с парком площадью 125 акров, расположенном в окрестностях Эдинбурга. Глэшоу было 27 лет, и он уже написал статью по объединению электромагнитного и слабого взаимодействий. Глэшоу надеялся опубликовать ее в ближайшие месяцы. В один из вечеров несколько физиков засиделись допоздна, обсуждая последние работы. Среди них был и Глэшоу с увлечением рассказывавший о своей работе. Если бы Хиггс оказался там, он почти наверняка понял бы идею Глэшоу и смог бы превратить ее в стройную теорию, вроде той, что разработал Вайнберг. Однако он упустил шанс. В тот вечер Хиггс исполнял обязанности винного стюарда и не подозревал, что компания в это время попивает вино, припрятав принесенные им бутылки в нижней части старинных напольных часов.
В 1979 году Глэшоу прочитал лекцию86, привлекшую общее внимание. Давая оценку своему вкладу в физику, он задался вопросом, почему Хиггс и другие физики, работавшие над проблемой происхождения масс, не поняли, что у них в руках был важный недостающий для объединения электромагнитного и слабого взаимодействий элемент. Сам Глэшоу много раз встречался и беседовал с Хиггсом и его коллегами. “Разве я не рассказывал им о моей модели, может, они просто забыли об этом?” — спросил он аудиторию. Не важно, по какой причине, но из-за упущенной тогда возможности физикам пришлось ждать семь лет, пока Вайнберг нашел применение механизму Хиггса.
К тому моменту, когда Хиггс услышал о прорыве, сделанном Вайнбергом, он прожил в Эдинбурге только один год. Он читал новости об открытии со смешанным чувством. “Я был рад, что кто-то нашел разумное применение моей теории, но испытывал и очевидную досаду. Я не смог решить эту задачу сам, потому что пытался применить свою теорию ко всему сразу, и это было ошибкой. Я зациклился на неправильном применении. Нам с Глэшоу просто не удалось как следует пообщаться”, — говорил мне Хиггс.
Что еще более удивительно, так это то, что Глэшоу не опередил Вайнберга в решении проблемы объединения. Шесть физиков, которые работали над проблемой природы массы, публиковали свои работы в самых престижных физических журналах того времени. Они были напечатаны всего через несколько лет после выхода работы Глэшоу. Но даже если Глэшоу не видел ни одной из этих статей, он должен был бы услышать о теории Хиггса в 1966 году, ведь он присутствовал на лекции Хиггса, когда тот рассказывал о своей теории в Гарварде, на следующий день после доклада в Институте перспективных исследований в Принстоне. Глэшоу даже поговорил с Хиггсом после лекции и сказал, что ему понравилась теория. “Он не понял тогда, что она имела отношение к его работе”, — сказал Хиггс. Позже Глэшоу признался, что “совершенно забыл” свою работу по электрослабым взаимодействиям.
Упущенные возможности не ограничились этими эпизодами. Как-то раз Джерри Гуральник с Джоном Чарапом
