Vova Krasen
0 
2480
273
Říká se, že život napodobuje umění, ale šipka jde oběma směry. Umění napodobuje život mnohem častěji. To se stalo v nedávné epizodě hitové televizní show „Teorie velkého třesku“. V epizodě „Polarizace s potvrzením“ - Sheldon a Amy obdrží e-mail od společnosti Fermilab. Dva vědci potvrdili teorii Amy a Sheldon nazvanou Super asymetrie. Vědci studovali subatomovou částici zvanou kaony a měření a predikce (jak by se měla chovat teoreticky) nesouhlasila. Svému měření označili za neúspěch, dokud si neuvědomili, že noviny Amy a Sheldon, publikované jen pár měsíců před, vysvětlily tento nesoulad. Oba vědci byli přivezeni (v ekonomice plus… více o tom později) do Caltechu, aby se seznámili s Amy a Sheldonem.
Vědci z Fermilabu se ucházejí o Nobelovu cenu a protože tuto cenu nemohou získat více než tři lidé, snaží se Amy vyříznout z obrazu. Řeknou Sheldonovi, jestli může přimět prezidenta Caltechu, aby jmenoval všechny tři za Nobelovu cenu, spolu s nominací od vedoucího Fermilabu, měli by mít silný důvod k přijetí čest. Sheldon rozhodne, že pokud Amy nebude zahrnuta do nominace, že se jí také nechce účastnit a řekne to prezidentovi, který vysvětlí, jak to povede k boji s Fermilabem; dodává, že má záda. Epizoda končí situací, která zůstala nevyřešena.
Takže na tuto epizodu jsem se upozornil, protože ... no ... Fermilab. Fermilab je skutečné místo. Jezdím k tomu každé ráno v Batavia ve státě Illinois. A je to skvělé místo pro práci, pokud vás fascinuje subatomický svět, kterým jsem, a to znamená, že se musím každý den řídit s úsměvem. Ale myslel jsem si, že by se lidé mohli zajímat o tom, co je pravda a co v této epizodě nebylo. [Obrázek: Uvnitř nejlepších fyzických laboratoří světa]
Dovolte mi začít tím, že říkám, že se mi líbí „The Big Bang Theory“. A spisovatelé se ve svých epizodách pokoušejí odbočit příliš daleko od skutečné vědy. Ve skutečnosti je David Saltzberg z UCLA výzkumným spolupracovníkem a vědeckým konzultantem této show. Zajišťuje, aby autoři nezahrnuli žádné vědecké téma, které by bylo příliš výstřední a pochybné.
Někteří lidé nechápou, jak přehlídka reprezentuje vědce karikaturním způsobem a v kritice je pravda. Sheldon je jen cesta přes vrchol a většina vědců se takhle nechová. (Přestože pravdu říkám, znám jediného člověka, který mi připomíná Sheldona. Odmítám ho identifikovat na základě toho, že se mnou souhlasí všichni, kdo se s ním setkali.) Leonard je k životu mnohem věrnější, i když i jeho postava je trochu sociálně bezradnější než realita. Vědci jsou většinou docela normální lidé, kteří mají normální život. Jsou prostě chytří a velmi se zaměřují na svou práci. (Nebo si myslím, že bych mohl být spíše Leonardem, než bych chtěl připustit. Odmítám se někoho zeptat na základě toho, že nechci znát odpověď.)
Jak moc tedy tato epizoda zazvoní? Nejprve neexistuje skutečná teorie zvaná Super asymetrie. Existuje však teorie zvaná supersymetrie, což je velmi populární rozšíření standardního modelu fyziky částic - naše nejlepší současná teorie subatomické hmoty. Ačkoli nebylo experimentálně potvrzeno supersymetrie - což naznačuje, že každá částice identifikovaná ve standardním modelu má supersymetrického partnera - je dost dobře známo, že existuje více než 10 000 vědeckých prací na toto téma. Takže, s výjimkou poetické licence na změnu jména, dáme jim tu. [Teorie velkého třesku: Jak vesmír začíná]
A co experiment? Mohli by dva kluci v laboratoři, jako je Fermilab, potvrdit teorii jako Super Asymetrie pomocí kaonů? Určitě je možné, že přímá měření kaonů by mohla nesouhlasit s předpovědi a že k vysvětlení této nesrovnalosti je zapotřebí nová teorie. Takže jim to dáme. Moderní experimentální skupiny však mají na sobě více než dva lidi. Moje vlastní výzkumná skupina (která pilně testuje myšlenku supersymetrie v reálném světě) zahrnuje asi 3 000 vědců z celého světa. Tato experimentální skupina nazvaná Compact Muon Collaboration neboli CMS používá data shromážděná v laboratoři CERN v Evropě. CERN je Fermilabova sesterská laboratoř a je hostitelem Large Hadron Collider, který urychluje paprsky protonů téměř na rychlost světla a srazí je do 5podlažního vysokého vědeckého aparátu zvaného detektor CMS.
Spolupráce CMS se skládá z vědců z asi 200 výzkumných ústavů. Skupinu Fermilab CMS tvoří asi 100 vědců a ještě více inženýrů, techniků a počítačových profesionálů. Pokud by CMS objevila supersymetrii, úvěr by nebyl udělen pouze dvěma vědcům z Fermilab.
A co ta věc Nobelovy ceny?
Určitě je pravda, že Nobelova cena je tajným cílem každého fyzika. S popisem v televizní epizodě však bylo hodně špatného. Například papír Amy a Sheldon vyšel jen pár měsíců před a bylo jen jedno měření, které potvrdilo tento nález. To není absolutně nic jako, jak by se to skutečně stalo. Nejprve jsou psány stovky článků, které předpovídají nové fyzikální jevy. Porovnání predikce s daty trvá poměrně dlouho; a vyloučení všech ostatních předpovědí trvá ještě déle. Navíc, pokud by byla Super asymetrie skutečná, vytvořilo by se předpovědi, které by musely být potvrzeny jinými měřeními. Celá ta práce by zabrala spoustu času. Ale pojďme to křídou na „televizní čas“, jako v televizních programech CSI, když se test DNA provede za 10 minut. Takže jim to velkoryse dám.
Velký kus zápletky se zaměřuje na to, kdo by získal Nobelovu cenu, pokud by byla udělena. A to je smíšená taška. Je pravda, že Nobelovi mohou jít maximálně tři lidé. Proces nominace je však jiný. Členové Švédské akademie věd mohou nominovat, stejně jako předchozí laureáti Nobelovy ceny a někteří významní profesoři, kteří jsou žádáni o doporučení. Je tedy možné, že ředitel Fermilab je na tomto seznamu. Nevím, že je, ale určitě má pozvat mezinárodní postavení. Je však nepravděpodobné, že by byl na seznamu prezident Caltech. Říkáme tomu split.
Když Sheldon odmítl být nominován bez Amy, existuje historický precedens. Za Nobelovu cenu za fyziku v roce 1903 provedli Marie a Pierre Curie rozsáhlou práci v nově objeveném oboru radioaktivity. Vzhledem k době a postavení žen v té době byla původní nominace pouze pro Pierra, přestože Marie byla intelektuální vůdce páru. Pierre napsal výbor a odmítl být nominován, aniž by Marie byla nominována společně. On zvítězil a dva sdíleli Nobelovu cenu s Henri Becquerel, další legenda časných radiačních studií. Takže ten aspekt epizody zazvonil velmi pravdivě.
Tato epizoda měla směs fikce, pravdy a téměř pravdy, ale mě to zajímalo, jaké druhy výzkumu ve Fermilabu by ve skutečnosti mohly získat Nobelovu cenu. Když se podíváme na minulost, objevuje se v roce 1995 objev top kvarku, i když si myslím, že je nepravděpodobný. Ale těšíme se, že existuje několik experimentů, které by se jednoho dne mohly kvalifikovat. V současné době ve Fermilabu experiment s názvem g-2 (G mínus 2) studuje, jak se subatomické částice nazývané miony kolísají, když jsou vloženy do magnetického pole. Miony jsou jako baculaté, nestabilní elektrony a dříve měřené a předpovídané chování nesouhlasí tantalizujícím způsobem. Experiment g-2 stanoví, zda tento nesoulad znamená objev. Pokud se jedná o objev, mohl by to vést k Nobelově ceně. Přinést příběh zpět do epizody „The Big Bang Theory“, navrhované vysvětlení aktuálně pozorovaného rozporu je supersymetrie.
Pak jsou nějaké budoucí experimenty. DUNE bude studovat chování neutrin a neutrin antihmoty, aby hledala rozdíly. Pokud se chovají jinak, mohlo by to být vysvětlení, proč je vesmír vytvořen z hmoty a nikoli ze stejných částí hmoty a antihmoty. To by byl Nobel. A pak je zde experiment mu2e (rozpad muonu na elektron), který hledá konkrétní typ rozpadu muonu. Je-li pozorováno, je to další Nobelova strana.
A samozřejmě, vědci Fermilab hledají temnou hmotu a temnou energii, tajemné látky, které převyšují obyčejnou hmotu poměrem 20 ku jedné a určují vývoj a budoucnost vesmíru. To jsou také úrodné důvody pro Nobelovy ceny. Mohlo by se stát, že predikce epizody o Nobelově ceně za Fermilab se stane v duchu, ne-li ve skutečném životě. Pokud máte zájem dozvědět se více o budoucím výzkumném programu Fermilab a těchto možných budoucích Nobelových cenách, dokonce jsem o tom natočil video.
Předpokládám, že bych vám měl říci o jedné věci v „Polarizaci s potvrzením“to zazvonilo úplně falešně. Vědci Fermilab létali ekonomikou plus. Pfffftttt ... totální nesmysl. Pro nás je to trenér celou cestu. Pokud cestující vědec chce několik drahých centimetrů nohy, musí si ten rozdíl vyrovnat. Neměli by ani škádlit takhle. To bylo jen zlé.
Věda v televizi má málokdy přesně pravdu a to je v pořádku. Většina televizí má být zábavná. Ale je hezké, když do ní mohou začlenit skutečnou vědu. To může přimět děti, aby se zajímaly o vědu. To má být poslední sezóna „The Big Bang Theory“ a budu smutná, když to uvidím.
- 11 největších nezodpovězených otázek o temné záležitosti
- Wacky Physics: Nejchladnější malé částice v přírodě
- Zasněné obrázky odhalují krásu ve fyzice
Don Lincoln je vědecký pracovník ve fyzice Fermilab. Je autorem knihy „Velký Hadron Collider: Mimořádný příběh Higgsova bosona a dalších věcí, které vám vyfouknou mysl„(Johns Hopkins University Press, 2014) a produkuje řadu přírodovědného vzdělávání videa. Následuj ho na Facebooku. Názory vyjádřené v tomto komentáři jsou jeho.
Don Lincoln přispěl k tomuto článku Expert Voices: Op-Ed & Insights. Původně publikováno dne .