Введение

Британский физик Джонатан Ричард "Джон" Эллис (родился 1 июля 1946 года) — британский и швейцарский теоретический физик. После окончания школы Хайгейт он поступил в Королевский колледж Кембриджского университета в 1964 году и получил докторскую степень по теоретической (высокоэнергетической) физике частиц в 1971 году, после того как провёл учебный год 1970/71 в качестве приглашённого студента в ЦЕРН. После года работы в качестве постдока в теоретической группе SLAC и в Калифорнийском технологическом институте, он вернулся в ЦЕРН в 1973 году, сначала в качестве научного сотрудника, а с 1974 года — штатного сотрудника. С 2010 года Эллис является профессором теоретической физики имени Клерка Максвелла в Королевском колледже Лондона, но продолжает работать в ЦЕРН, занимая должность приглашённого учёного. Деятельность Эллиса в ЦЕРН была разносторонней, помимо его исследований. Он дважды занимал должность заместителя руководителя отдела теории ("TH") и был руководителем отдела в 1988–1994 годах. Он входил в состав комитетов, отбиравших эксперименты для ускорителей LEP и LHC, и участвовал в ранних исследованиях перспективных будущих коллайдеров, таких как CLIC и FCC. В начале 2000-х годов он консультировал генеральных директоров ЦЕРН по вопросам отношений с государствами, не являющимися членами организации. Он также был первым председателем консультативной группы ЦЕРН по вопросам равных возможностей.

Научные исследования

Исследовательские интересы Эллиса сосредоточены на феноменологических аспектах физики частиц, и он также внес важный вклад в астрофизику, космологию и квантовую гравитацию. Большинство его публикаций непосредственно связаны с экспериментом – от интерпретации измерений и результатов поиска новых частиц до изучения возможностей будущих ускорителей. Он был одним из пионеров исследований на стыке физики частиц и космологии, которая впоследствии выделилась в самостоятельную область: астрофизику частиц. Ранние исследования Эллиса были посвящены феноменологии калибровочных теорий. Работая с Димитрием Нанопулосом и Мэри Гейлард, он предложил в 1976 году так называемый процесс «излучения Хиггса», при котором бозон Хиггса излучается бозоном Z (это оказалось наиболее эффективным способом поиска бозона Хиггса на Большом электронно-позитронном коллайдере) и рассчитал распад Хиггса на Z-фотоны, который являлся его наиболее характерным сигналом на БАК. В том же году он оценил вклад прямого нарушения CP-инвариантности в редкие нейтральные распады каонов (который впоследствии был обнаружен экспериментами NA31 и NA48 в ЦЕРНе). Также в 1976 году он опубликовал статью, предлагающую технику «клеевого излучения» для поиска глюона в процессах аннигиляции. В следующем году он предсказал массу b-кварка на основе теории Великого объединения, до его экспериментального обнаружения. В 1978 году он опубликовал часто цитируемую обзорную статью по этим теориям в соавторстве с Анджеем Бурасом, Гейлард и Нанопулосом. В 1980-х годах Эллис стал ведущим сторонником моделей суперсимметрии. В одной из первых работ он показал, что самая легкая суперсимметричная частица является естественным кандидатом на роль темной материи. В 1990 году он продемонстрировал, что ранние данные с LEP благоприятствовали суперсимметричным моделям Великого объединения. В следующем году он показал, что радиационные поправки к массе самого легкого бозона Хиггса в минимальных суперсимметричных моделях увеличивают ее значение за пределы досягаемости поисков на Большом электронно-позитронном коллайдере (LEP). Эллис и его коллеги впоследствии стали пионерами в анализе так называемых «эталонных сценариев», предназначенных для иллюстрации диапазона феноменологии, ожидаемой от суперсимметричных моделей; такие анализы сыграли важную роль в оценке перспектив различных будущих ускорителей. Параллельно с исследованиями суперсимметрической феноменологии, Эллис также поддерживал феноменологические исследования квантовой гравитации и теории струн. Эти исследования включают прямые тесты квантовой механики в коллаборации CPLEAR и вывод теорий Великого объединения из теории струн. В этой связи его работы по проверке постоянства скорости света и моделям струнной космологии отдельно получили первые премии от Фонда исследований гравитации. После открытия бозона Хиггса в 2010 году Эллис и его аспирант Тевонг Ю проанализировали его свойства. В обосновании Нобелевской премии Питера Хиггса и Франсуа Энглера содержится цитата из одной из их работ: «Несомненно, это бозон Хиггса». Впоследствии Эллис стал одним из ведущих критиков теории эффективного поля Стандартной модели как метода анализа данных о Хиггсе и других соответствующих данных с БАК и других источников. С 2019 года он является ведущим членом Обсерватории и сети атомной интерферометрии (AION) в Великобритании, которая планирует использовать атомную интерферометрию для поиска ультралегкой темной материи и гравитационных волн. В связи с этим он недавно (2024) изучает интерпретации и последствия сигнала гравитационных волн, зарегистрированного массивами синхронизации пульсаров. О масштабе влияния исследований Эллиса можно судить по справочной системе INSPIRE HEP для научных работ по физике частиц и смежным областям. По состоянию на 2024 год в этой базе данных содержится более 1000 научных статей, автором которых он является; общее число цитирований превышает 120 000. В 2004 году опрос SPIRES назвал его вторым по цитируемости физиком-теоретиком. Его публикации включают шесть статей, каждая из которых имеет более 1000 цитирований. Его индекс Хирша для опубликованных работ (2024) составляет 159.

Поддержка проектов ускорителей частиц

В дополнение к своим теоретическим исследованиям, Джон Эллис активно поддерживал и продвигал создание будущих ускорителей, начиная с LEP и LHC, и включая компактный линейный коллайдер (CLIC), фотонные коллайдеры и будущие протонные ускорители. Естественно, эти связи находили отражение в его теоретических работах, например, когда он показал, что данные, полученные на линейном коллайдере Стэнфорда (SLC) и LEP, можно было использовать для предсказания масс топ-кварка и бозона Хиггса. Что касается LHC, Эллис сыграл ключевую роль в организации знакового семинара 1984 года, посвященного физике, которую можно исследовать на этом ускорителе.

Распространение физики по всему миру

Эллис регулярно приглашается для чтения публичных лекций по физике частиц и смежным областям на французском, испанском, итальянском и английском языках. Работая в ЦЕРН, он часто выступает с вводными докладами для посетителей, включая студентов и преподавателей. Эллис известен своими усилиями по вовлечению стран, не входящих в состав Европы, в научную деятельность ЦЕРН. В связи с работой Большого адронного коллайдера он часто взаимодействовал с физиками, администраторами университетов и институтов, а также с министрами финансирующих организаций и представителями дипломатических корпусов из широкого круга стран – от крупных партнеров ЦЕРН, таких как США, Россия, Япония, Канада, Индия, Израиль, Армения и Китай, до государств с развивающимися физическими программами, таких как Азербайджан, страны Балтии, Боливия, Колумбия, Хорватия, Кипр, Иран, Мадагаскар, Новая Зеландия, Пакистан, Румыния, Шри-Ланка, Вьетнам, Палестина, Руанда и другие. Эти взаимодействия способствовали укреплению международного характера ЦЕРН и открыли возможности для научного обмена по всему миру.