Как понять и объяснить «частицу Бога»

Это недатированное изображение, предоставленное ЦЕРН, показывает типичное событие-кандидат, включающее два фотона высокой энергии, энергия которых (обозначенная красными башнями) измеряется электромагнитным калориметром CMS. Желтые линии — это измеренные следы других частиц, образовавшихся при столкновении. Бледно-голубой объем показывает цилиндр кристаллического калориметра CMS. Под аплодисменты и аплодисменты ученые крупнейшего в мире ускорителя атомов заявили об открытии новой субатомной частицы в среду, 4 июля 2012 г., назвав ее «совместимой» с долгожданным бозоном Хиггса, широко известным как «частица Бога». помогает объяснить, что придает размеру и форме всей материи во Вселенной. (AP Photo/CERN) ТОЛЬКО ДЛЯ РЕДАКЦИОННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ - ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ УКАЗАНИЕ -

Журналисты любят использовать такие слова, как «открытие» и «прорыв», но ученые съеживаются при таких словах. Их может особенно беспокоить фраза «Частица Бога», термин, придуманный нобелевским лауреатом по физике. Леон Ледерман как способ объяснить, как работает субатомный мир, а не кто его создал.

Ученые используют другую фразу, бозон Хиггса , и предлагайте описания, подобные тому, Генеральный директор ЦЕРН Рольф Хойер выступил в среду утром на пресс-конференции недалеко от Женевы. :

«Открытие частицы, совместимой с бозоном Хиггса, открывает путь к более подробным исследованиям, требующим более крупной статистики, которая определит свойства новой частицы и, вероятно, прольет свет на другие загадки нашей Вселенной».

Неудивительно, что журналисты испытывают искушение сказать что-то вроде «Ученые открыли частицу Бога, ключ к пониманию Вселенной».

Нет, не сейчас.

Частица Бога

Ледерман описал частица как вещь, которая, «я считаю, дирижирует космической симфонией».

Ледерман также объяснил, как он пришел к фразе «Частица Бога». В газете под названием « Сказка о двух частицах и идеальной футболке ,' он объяснил:

Этот бозон настолько важен для современной физики, настолько важен для нашего окончательного понимания структуры материи, но настолько неуловим, что я дал ему прозвище: Частица Бога. Почему Частица Бога? Две причины. Во-первых, издатель не позволил нам позвонить
это Проклятая Частица, хотя это может быть более подходящим названием, учитывая его злодейский характер и расходы, которые он вызывает. И, во-вторых, есть своего рода связь с другой книгой, гораздо более старой…

Он имел в виду библейскую книгу Бытие 11:1-9, отрывок, который, по его словам, напоминает о временах, когда люди говорили на одном языке, а материя была симметричной. Потом все усложнилось.

Ледерман был одним из легионов ученых, которые искали эту частицу, которая могла бы объяснить, как атомы получают свою массу. В некотором смысле это попытка понять мельчайшие вещи, субатомные частицы, чтобы мы могли понять самое большое, Вселенную.

Ледерман написал свою собственную версию новомодной Книги Бытия 11, в которой он представил этот день, день, когда ученые, возможно, смогут объявить, что они находятся на грани разгадки тайны:

«И вся вселенная состояла из многих языков и из многих речей. И было, когда они шли с востока, нашли они равнину в земле Ваксахахии и поселились там. И они сказали друг другу: «Давай построим Гигантский коллайдер, столкновения которого могут доходить до начала времен». И у них были сверхпроводящие магниты для изгиба, а у протонов они для разрушения.

И Господь сошел посмотреть на ускоритель, который построили дети человеческие. И сказал Господь: вот, люди разоблачают смущение Мое. И Господь вздохнул и сказал. Иди туда, давай спустимся и дай им Частицу Бога, чтобы они увидели, как прекрасна Вселенная, которую я создал».

- Самый Новый Завет, 11:1

Наземные мины журналистики

Когда вы начинаете использовать такие слова, как «Частица Бога», вы начинаете смешивать теологию (систему убеждений) и науку, систему доказуемых фактов, которые можно воспроизвести.

Когда вы используете такие слова, как «открытие», вы подразумеваете, что теперь мы знаем что-то, чего никогда не знали раньше. Некоторые говорят, что найти частицу Хиггса все равно, что найти след динозавра; вы нашли остаток или след, а не саму ВЕЩЬ.

Но давайте проясним: даже ученые, участвующие в этой работе, считают, что они очень близки к познанию чего-то большого и важного.

Это недатированное изображение, предоставленное ЦЕРН, показывает типичное событие-кандидат, включающее два фотона высокой энергии, энергия которых (обозначенная красными башнями) измеряется электромагнитным калориметром CMS. Желтые линии — это измеренные следы других частиц, образовавшихся при столкновении. Бледно-голубой объем показывает цилиндр кристаллического калориметра CMS. (AP Photo/ЦЕРН)

Однако «открытие» — это вводящее в заблуждение слово. Это объявление было больше похоже на многолетнее понимание понимания, которое набрало скорость в последние месяцы.

Несколько дней назад Американские ученые заявили, что они близки к тому, чтобы сказать, что нашли частицу Бога. Близко, но не совсем.

Еще в марте Американские ученые сообщили примерно то же самое, что после более чем 40-летнего изучения данных они были очень близки к тому, чтобы сказать, что они изолировали частицу Бога.

Полгода назад, в декабре 2011 года, две европейские группы обнаружили примерно то же самое.

Но на этой неделе отчеты приветствуют нечто совершенно новое — «открытие».

В одном отчете говорилось, «Сегодня ученые приветствовали «знаменательное» открытие…»

Нью-Йорк Таймс — сказали ученые, — открыли новую субатомную частицу, которая выглядит для всего мира как бозон Хиггса , потенциальный ключ к пониманию того, почему элементарные частицы имеют массу, а также к существованию разнообразия и жизни во Вселенной».

Что искали ученые и что нашли?

Начнем с малого. Субатомные частицы, такие как электроны, протоны и нейтроны, составляют атомы. Атомы составляют молекулы. Молекулы слипаются, образуя такие вещества, как вода, дерево, химикаты и каучук.

Кроме того, есть вещи, которые физики называют бозонами. Бозоны — это такие частицы, как фотоны, но они реагируют не так, как другие частицы. Похоже, они помогают другим частицам ладить друг с другом. Фотоны не обладают массой, только энергией. Другие частицы, например протоны, имеют массу.

Но откуда взялись эти мельчайшие частицы, бозоны? Ученый по имени Питер Хиггс (отсюда и бозон Хиггса) предположил, что, возможно, существует ключевая частица, с которой взаимодействуют другие. Если бы ученые смогли понять эту частицу, они смогли бы понять, что придает электронам, протонам и нейтронам их массу, их вещество.

Ник Томпсон из CNN предложил такую ​​аналогию:

«Представьте вселенную как вечеринку. Относительно неизвестные гости на вечеринке могут быстро пройти через комнату незамеченными; более популярные гости будут привлекать группы людей (бозоны Хиггса), которые затем замедлят свое движение по комнате.

«Скорость частиц, движущихся через поле Хиггса, работает точно так же. Некоторые частицы будут притягивать более крупные скопления бозонов Хиггса — и чем больше бозонов Хиггса притягивает частица, тем больше будет ее масса».

Когда на этой неделе ученые сделали важное заявление, они были очень осторожны, чтобы НЕ назвать это прорывом или открытием. Они не заявляли, что нашли бозон Хиггса, хотя, очевидно, все на это надеются.

История Wall Street Journal показывает, насколько осторожно было сделано это объявление:

«Джо Инкандела, представитель одного из экспериментов, сказал ученым из Европейского центра ядерных исследований, или CERN, что новая частица определенно является бозоном и самым тяжелым из когда-либо обнаруженных бозонов. “

«Последствия очень значительны, и именно по этой причине мы должны быть чрезвычайно усердны во всех наших исследованиях и перекрестных проверках».

Работа, которая привела к сегодняшнему объявлению, является продуктом ученых из Большой адронный коллайдер , расположенный на границе Швейцарии и Франции. Коллайдер представляет собой подземный трубопровод, своего рода гоночную трассу, в которой ученые направляют друг в друга два пучка субатомных частиц, называемых «адроны» — либо протонов, либо ионов свинца, чтобы заставить их столкнуться.

Всегда считалось, что, столкнув атомы друг с другом, они могут воспроизвести так называемый взрыв «Большого взрыва», который мог произойти, когда зародилась Вселенная.

Американцы десятилетиями занимаются этим коллайдерным бизнесом. Но в прошлом году Министерство энергетики закрыло Фермилаб Теватрон коллайдер недалеко от Батавии, штат Иллинойс, из-за проблем с бюджетом.

Итак, почему все это имеет значение?

(Небольшая игра слов для любителей физики.)

Наука о элементарных частицах имеет ощутимые преимущества, помимо объяснения того, как устроена Вселенная.

Медицина теперь использует науку о частицах для диагностики и лечения рака. МРТ, которые вы можете найти в крупных больницах по всему миру, используют технологию сверхпроводящих магнитов.

Национальная безопасность использует физику частиц, чтобы заглянуть внутрь больших транспортных ящиков.

Всемирная паутина был создан «ученым из ЦЕРНа Тимом Бернерсом-Ли… чтобы дать физикам элементарных частиц инструмент для быстрого и эффективного общения с коллегами, разбросанными по всему миру, в университетах и ​​лабораториях».

Сайт Министерства энергетики указывает на другие способы, которыми его суперколлайдер коснулся нашей жизни:

• Стерилизация пищевых продуктов
• Производство медицинских изотопов
• Моделирование лечения рака
• Проверка надежности ядерного оружия
• Сканирование морских контейнеров
• Предлагаемое сочетание ПЭТ и МРТ
• Улучшено качество звука в архивных записях.
• Параллельные вычисления
• Ионная имплантация для упрочнения материалов
• Отверждение эпоксидных смол и пластмасс
• Интеллектуальный анализ данных и моделирование
• Международные связи
• Трансмутация ядерных отходов
• Дистанционная эксплуатация сложных объектов

Что вы можете сделать с этой историей

Итак, вы хотите подключиться к этой истории, и глаза вашего редактора закатываются на затылок. Что теперь?

Во-первых, правильно составить историю. Не преувеличивайте объявление этой недели как какое-то новое прорывное открытие, которое только что произошло. Не играйте в это как в некую теологическую дискуссию, потому что это называется частицей Бога.

Во-вторых, относитесь к истории серьезно. Физика элементарных частиц может показаться слишком пугающей для вас. Но локальные приложения, влияющие на общественность, окружают вас повсюду. Обратитесь в отделение ядерной медицины вашей местной больницы и в службу безопасности порта.

В-третьих, как ваши местные университеты участвуют в открытиях? Насколько студенты рады жить в эпоху ускоренных открытий? Поговорите с лучшими студентами естественных наук и спросите их, что они надеются открыть в своей жизни.

В-четвертых, каково состояние научного образования в вашей части Соединенных Штатов?

Интересно, живем ли мы в эпоху, когда Америка снова найдет способы инвестировать в большие идеи, такие как суперколлайдер? Мы законсервировали программу «Спейс шаттл», не зная, что будет дальше. Было бы неплохо иметь некоторое видение, план действий и финансирование того, что мы хотим узнать и открыть дальше? Спросите об этом кандидатов в Конгресс и в президенты.

Держу пари, у тебя тоже есть идеи. Поделитесь ими в разделе комментариев.