«Ошибаются те, кто считает, что человечеству нет пользы от открытия Бозона Хиггса»

История началась с того, что я получил почтовую рассылку с информацией о проведении в Сиэтле в университете Вашингтона трёхнедельного курса занятий научной школы по астрофизике и ядерной физике TALENT (Training in Advanced Low-Energy Nuclear Theory) 2015: «Nuclear Physics of Neutron Stars and Supernova». Я оформил заявку на участие, в которую вошли резюме со списком опубликованных работ, мотивационное письмо и рекомендательное письмо от моего научного руководителя и отправил организаторам. Через два месяца пришло известие, что заявка одобрена. Оставалось оформить визу и отправиться за океан. Организаторы оплачивали проживание и частично питание. Билеты надо было приобрести за свой счёт.

Когда мы ездили на экскурсию в Хэнфордскую пустыню, где расположен детектор гравитационных волн aLIGO, температура воздуха была +38 в тени. От такой жары, даже без ветра, болели глаза. Комфортно чувствовали себя лишь участники из Индии и южных штатов США: для них такой экстрим — обычное дело. Помимо погодных условий, у меня возникли небольшие проблемы в бытовом плане, в частности, с выбором еды. Американские названия блюд ни о чём мне не говорили. Пришлось выбирать еду по внешнему виду. Запомнилось, что  при покупке билетов на общественный транспорт в Сиэтле пассажирам не дают сдачи.

Я сдал на «отлично» кандидатский экзамен по английскому, так что с прослушиванием лекций, общением с другими участниками школы, выступлением с докладом проблем не было. При выборе научного материала организаторы делали особый акцент на ядерную физику, которой я, в отличие от астрофизики, владею в меньшей степени. Так что лекции помогли мне значительно расширить свои познания в области ядерной физики. Например, узнать о передовых разработках в области моделирования взрывов сверхновых звёзд и изучения свойств сверхплотного вещества. Я не только заполнил интересной информацией тетрадь в 96 листов, но и пообщался с одними из самых выдающихся физиков современности, такими как Дэни Пейдж (Dany Page), Чарльз Хоровитц (Charles Horowitz) и Санджэй Редди (Sanjay Reddy). Публикации многих из них я читал в самых авторитетных научных журналах и даже использовал в своих работах. В Сиэтле у меня была возможность поговорить с ними лично.

В январе я ездил в Варшаву, в Астрономический центр им. Николая Коперника Польской Академии Наук. «Рекламировал» одну из своих моделей оболочек нейтронных звёзд, которую мы разработали вместе с моим научным руководителем. В этом смысле, в частности, меня интересует вопрос зависимости процесса остывания нейтронных звёзд от использованных при расчетах моделей их теплоизолирующих оболочек.

С детства родители покупали мне разные научно-познавательные книги. В школе, на продлёнке, в ожидании родителей я зачитывался всевозможными энциклопедиями. Особенно меня интересовали книги по истории развития науки и техники, строительству кораблей и космических ракет. Читая об устройстве различных механизмов, я размышлял: «Неужели это правда? Так всё и устроено?».

Пока я учился в школе №163, домашние задания не занимали у меня много времени. Правда, мне приходилось дополнительно заниматься с мамой литературой и рисованием. Что же касается точных наук, в частности, математики, то здесь я зачастую обгонял программу. Помню, во втором классе я доказывал одноклассникам, что если из двух вычесть три, получится минус один. Конечно, мне повезло с педагогами. Рядом были люди, которые поддерживали мой интерес к точным наукам. Это, в первую очередь, Нафиса Кашефтиновна Кумачёва из лицея №239, также Елена Вадимовна Аристова, Константин Юрьевич Поляков и Елена Николаевна Карельская из школы №163. Их вклад в развитие моих способностей и мировоззрения трудно переоценить.

Интерес к физике с детства стал частью моей «картины мира», и с течением времени он только возрастал. Не случайно после 8 класса я поступил в знаменитый физико-математический лицей №239. Я с удовольствием посещал там всевозможные физические кружки, участвовал в олимпиадах. Помню, ещё в 7 классе после одной из них я так глубоко задумался, что ушёл в противоположную от дома сторону. Опомнился, только когда увидел шпиль Адмиралтейства. Физика так меня увлекала, что в этой области мне нравилось делать всё без исключения. Любимая тема появилась только в 11 классе — это были основы квантовой механики.

В школе я понял важную вещь: выбирая между практикой и теорией, я скорее отдам предпочтение теории. Мне больше нравится заниматься работой в уединении и получать результаты, которые не зависят от побочных факторов.

Для любителей физики у нас в городе выбор небольшой. Есть физфак СПбГУ, но туда я не пошёл по прозаической причине — далеко ездить. В «Политехе» на физико-техническом факультете была очень сильная теоретическая подготовка, поэтому я поступил туда и начал заниматься физикой твёрдого тела. Бакалавриат я закончил в «Политехе», а в магистратуру поступил в Академический университет, где была более интенсивная и насыщенная программа. В неё входили курсы по квантовой электродинамике, квантовой информатике, по асимптотическим методам, теории групп, которых просто не было в «Политехе». Мы учились четыре дня в неделю, по три-четыре пары. Как шутя говорил наш проректор по учебной работе Александр Владимирович Омельченко: «По нынешнему конкурсу мы бы с вами к нам не поступили».

На астрофизику меня пригласил профессор Дмитрий Георгиевич Яковлев, заведующий сектором теоретической астрофизики Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе. Он вёл у нас несколько курсов лекций как в «Политехе», так и в Академическом университете. Профессор заверил, что у этой темы довольно много общего с физикой твёрдых тел или, точнее, с физикой конденсированного состояния вещества. Так и оказалось на самом деле, хотя мне потребовался год, чтобы вникнуть в новый материал.

Я изучаю нейтронные звёзды. Эти космические тела обладают сверхвысокой плотностью, которой не встретишь на Земле. Я выполняю компьютерное моделирование свойств внешних оболочек нейтронных звёзд и процессов их остывания и нагрева. Глобальная цель моей работы — открыть уравнение состояния сверхплотного вещества ядер этих небесных тел. Сейчас в научном мире существует десятки подобных уравнений. Это означает одно: единого мнения нет.

Нейтронные звезды — уникальная природная лаборатория для изучения сверхплотного вещества ядерной и сверхъядерной плотности. Исследовать её в пределах Земли практически невозможно. Плотность ядер нейтронных звёзд такова, что она находится как раз в наименее изученном промежутке: более низкие плотности доступны для исследования на ускорителях элементарных частиц, более высокие — для теоретических расчетов методами квантовой хромодинамики. Так что понимание устройства этих космических тел поможет лучше разобраться в строении материи любой плотности.

Фундаментальная наука такова, что «быстрого» применения «в хозяйстве» она не имеет. Так было всегда. Взять, например, Большой адронный коллайдер, на котором открыли бозон Хиггса. Какая практическая польза человечеству от этого открытия? Ошибаются те, кто считает, что никакой. Постройка коллайдера, огромного ускорителя, разработка нового наземного или орбитального телескопа ставят сложнейшие инженерные задачи. Их решение продвигает вперёд различные области науки и развивает широкий класс технологий, которые в будущем будут применяться в быту. Но никто не построил бы БАК, если бы бозон Хиггса не предсказали теоретически. Кстати, нейтронные звёзды были предсказаны за 30 лет до их обнаружения. Между открытием радиоактивности и постройкой первого атомного реактора прошло не так много с точки зрения фундаментальной науки времени — меньше 50 лет.

Наверно, сегодня в изучении космоса самая модная тема — космология. Именно в ней существует наибольшая свобода в выдвижении самых смелых гипотез. Большое поле деятельности: есть, где развернуться. То, чем я занимаюсь, наука о нейтронных звёздах, затрагивает более узкий, но тоже обширный класс разных предположений. В ее рамках можно немного углубиться и в другую тему, — например, в ядерную физику. То есть направлений для манёвра астрофизикам хватает.

Осенью я защищаю кандидатскую диссертацию «Нейтронные звёзды с аккреционными оболочками». Дальше — вопрос открыт. Или продолжу работать в Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе, где пока занимаю одну десятую ставки как лаборант-исследователь, или уеду работать в один из зарубежных университетов. Какой путь выберу, пока не решил.