Cum explorăm mistere neelucidate din fizică
-
0:01 - 0:05Există ceva în fizică
-
0:05 - 0:09care mă preocupă de când eram copil.
-
0:11 - 0:13Și este legat de o întrebare
-
0:13 - 0:16pe care oamenii de știință și-o pun
de aproape 100 de ani, -
0:16 - 0:17dar fără răspuns.
-
0:19 - 0:22Cum se face că cele mai mici corpuri
din natură, -
0:22 - 0:24particulele lumii cuantice,
-
0:24 - 0:27se potrivesc cu cele mai mari
obiecte din natură: -
0:27 - 0:31planete, stele și galaxii
ținute laolaltă de forța gravitațională? -
0:31 - 0:34Copil fiind, cugetam exact
la întrebări de genul acesta. -
0:34 - 0:37Mă jucam cu microscoape și electromagneți
-
0:37 - 0:39și citeam despre forțele corpurilor mici
-
0:39 - 0:41și despre mecanică cuantică
-
0:41 - 0:44și mă minunam la cât de bine
se potrivea acea descriere -
0:45 - 0:46cu observațiile noastre.
-
0:46 - 0:48Apoi mă uitam la stele
-
0:48 - 0:51și citeam despre cât de bine
înțelegem gravitația -
0:51 - 0:54și eram sigur că trebuie să existe
un fel elegant -
0:54 - 0:57în care aceste două sisteme se potrivesc.
-
0:57 - 0:58Dar nu există.
-
1:00 - 1:01Și cărțile ar spune,
-
1:01 - 1:04da, separat înțelegem mult
despre aceste două lumi, -
1:04 - 1:07dar când încercăm să le legăm matematic,
-
1:07 - 1:08nimic nu mai merge.
-
1:09 - 1:10Și pentru 100 de ani,
-
1:10 - 1:15niciuna din ideile noastre despre cum
să rezolvăm acest dezastru al fizicii -
1:15 - 1:17nu a fost susținută de dovezi.
-
1:18 - 1:20Pentru mine ca și copil
-
1:20 - 1:22– micuțul, curiosul, scepticul James --
-
1:22 - 1:25ăsta era un răspuns
extrem de nesatisfăcător. -
1:26 - 1:28Încă sunt un copil sceptic.
-
1:28 - 1:32Să sărim acum la decembrie 2015,
-
1:33 - 1:38cănd m-am trezit în mijlocul
lumii fizicii fiind dată peste cap. -
1:40 - 1:43Totul a început când noi cei de la CERN
am văzut ceva ciudat în date: -
1:43 - 1:46un semn al unei noi particule,
-
1:46 - 1:50o bănuială a unui răspuns posibil
extraordinar la această întrebare. -
1:52 - 1:54Cred că încă sunt un copil sceptic,
-
1:54 - 1:56dar acum sunt și un vânător de particule.
-
1:56 - 2:00Sunt fizician
la Large Hadron Collider al CERN, -
2:00 - 2:03cel mai mare experiment științific
montat vreodată. -
2:04 - 2:07E un tunel de 27 de km
la granița dintre Franța și Elveția -
2:07 - 2:09la 100 de metri adâncime.
-
2:09 - 2:10În acest tunel
-
2:10 - 2:14folosim magneți superconductori
mai reci decât spațiul cosmic -
2:14 - 2:18pentru a accelera protoni
până aproape de viteza luminii -
2:18 - 2:21și a-i izbi unul de altul
de milioane de ori per secundă, -
2:21 - 2:24colectând detritul acestor coliziuni
-
2:24 - 2:28pentru a căuta noi particule fundamentale,
nedescoperite. -
2:29 - 2:31Design-ul și construcția au costat
decenii de muncă -
2:31 - 2:34a mii de fizicieni din toată lumea,
-
2:34 - 2:37iar în vara anului 2015,
-
2:37 - 2:40am lucrat neobosiți pentru a porni LHC-ul
-
2:40 - 2:45la cea mai mare energie pe care oamenii
au folosit-o vreodată într-un experiment. -
2:46 - 2:48Energia mai mare este importantă,
-
2:48 - 2:52fiindcă la particule există o echivalență
între energia și masa particulei, -
2:53 - 2:55și masa e doar un număr pus acolo
de către natură. -
2:56 - 2:58Pentru a descoperi particule noi
-
2:58 - 3:00trebuie să ajungem
la aceste numere mari. -
3:00 - 3:01Pentru asta, trebuie să construim
-
3:01 - 3:03un accelerator cu energie mai mare,
-
3:03 - 3:05iar cel mai mare și mai puternic din lume
-
3:05 - 3:07este Large Hadron Collider.
-
3:08 - 3:13Apoi, ciocnim protoni între ei
de milioane de ori, -
3:13 - 3:17și colectăm aceste date
foarte încet, luni de zile. -
3:19 - 3:23Astfel noi particule ar putea apărea
în datele noastre ca umflături, -
3:23 - 3:26ușoare deviații de la ce ne așteptăm,
-
3:26 - 3:30mici adunături de puncte care fac o linie
să nu fie chiar așa dreaptă. -
3:30 - 3:32De exemplu, această proeminență,
-
3:33 - 3:36după luni de adunat date în 2012,
-
3:36 - 3:38a dus la descoperirea particulei Higgs
-
3:38 - 3:39– bosonul Higgs –
-
3:39 - 3:42și la un premiu Nobel
pentru confirmarea existenței lui. -
3:44 - 3:48Această creștere în energie în 2015
-
3:49 - 3:52a reprezentat cea mai mare șansă
din istoria speciei noastre -
3:52 - 3:53de a descoperi noi particule,
-
3:53 - 3:56noi răspunsuri la aceste întrebări vechi,
-
3:56 - 3:59fiindcă era energie aproape dublă
față de cât folosisem -
3:59 - 4:01când am descoperit bosonul Higgs.
-
4:01 - 4:04Mulți dintre colegii mei lucraseră
întreaga carieră pentru acest moment -
4:04 - 4:06și sincer, pentru curiosul de mine,
-
4:07 - 4:09acesta a fost momentul
pe care îl așteptasem întreaga viață. -
4:09 - 4:11Deci 2015 a fost momentul așteptat.
-
4:13 - 4:15În iunie 2015,
-
4:16 - 4:18LHC-ul este pornit la loc.
-
4:19 - 4:22Eu și colegii mei ne țineam respirația
și ne rodeam unghiile -
4:22 - 4:24și apoi am văzut
primele coliziuni între protoni -
4:24 - 4:26la cea mai mare energie de până atunci.
-
4:26 - 4:29Aplauze, șampanie, sărbătoare.
-
4:29 - 4:32Aceasta a fost o realizare pentru știință,
-
4:32 - 4:37și habar n-aveam ce urma să descoperim
în aceste date noi. -
4:40 - 4:43Câteva săptămâni mai târziu
am găsit o umflătură. -
4:44 - 4:46Nu era una foarte mare,
-
4:47 - 4:49dar era suficient de mare
cât să te intrige. -
4:49 - 4:52Dar pe o scară de la 1 la 10,
-
4:52 - 4:54dacă 10 înseamnă că ai descoperit
o particulă nouă, -
4:54 - 4:56ăsta ar fi un 4.
-
4:56 - 4:57(Râsete)
-
4:58 - 5:04Am petrecut ore, zile, săptămâni
în întâlniri secrete, -
5:04 - 5:06în dezbateri cu colegii
asupra acestei umflături, -
5:06 - 5:09probând-o cu cele mai nemiloase
instrumente ale noastre -
5:09 - 5:11ca să vedem dacă rezistă cercetărilor.
-
5:12 - 5:15Dar chiar după luni de muncă asiduă,
-
5:15 - 5:18dormind în birouri, fără să mergem acasă,
-
5:18 - 5:20dulciuri la cină,
-
5:20 - 5:22cafea cu găleata...
-
5:22 - 5:26Fizicienii sunt mașinării de transformare
a cafelei în diagrame. -
5:26 - 5:27(Râsete)
-
5:27 - 5:30Această mică umflătură era tot acolo.
-
5:31 - 5:33Deci, după câteva luni,
-
5:33 - 5:37am prezentat-o lumii
cu un mesaj foarte clar: -
5:37 - 5:40umflătura asta e foarte interesantă
dar nu e definitivă, -
5:40 - 5:44așa că să fim atenți la ea
cât timp mai adunăm informații. -
5:44 - 5:46Încercam să fim foarte calmi
în legătură cu ea. -
5:47 - 5:50Și lumea i-a acordat atenție oricum.
-
5:50 - 5:52Știrile au iubit-o.
-
5:53 - 5:55Oamenii au spus că le amintea
de mica umflătură -
5:55 - 5:59care a fost arătată pe calea
spre descoperirea bosonului Higgs. -
5:59 - 6:02Mai mult de atât,
colegii mei teoreticieni -
6:03 - 6:05– îmi iubesc colegii teoreticieni –
-
6:05 - 6:09ei au scris 500 de documente despre ea.
-
6:09 - 6:10(Râsete)
-
6:11 - 6:15Lumea fizicii particulelor
a fost întoarsă pe dos. -
6:16 - 6:20Dar ce era cu această protuberanță
-
6:20 - 6:24care făcea mii de fizicieni
să-și piardă calmul? -
6:26 - 6:27Această mică umflătură era unică.
-
6:28 - 6:30Ea indica
-
6:30 - 6:33că vedeam un număr
neașteptat de mare de coliziuni -
6:33 - 6:36al căror detrit
consta în doar doi fotoni, -
6:36 - 6:37două particule de lumină.
-
6:37 - 6:38Și acest lucru e rar.
-
6:39 - 6:42Ciocnirile particulelor
nu sunt ca cele ale mașinilor. -
6:42 - 6:43Au reguli diferite.
-
6:43 - 6:46Când două particule se ciocnesc
aproape la viteza luminii, -
6:46 - 6:47lumea cuantică domină.
-
6:47 - 6:49Și în lumea cuantică,
-
6:49 - 6:52aceste două particule
pot crea o nouă particulă -
6:52 - 6:55care trăiește pentru o mică
fracțiune de secundă -
6:55 - 6:58înainte să se desfacă în altele
care lovesc detectorul. -
6:58 - 6:59Imaginați-vă o coliziune
-
6:59 - 7:01între mașini,
în care mașinile dispar după impact, -
7:01 - 7:03o bicicletă apare în locul lor...
-
7:03 - 7:04(Râsete)
-
7:04 - 7:07Și apoi bicicleta explodează
în două skateboard-uri -
7:07 - 7:08care lovesc detectorul.
-
7:08 - 7:09(Râsete)
-
7:09 - 7:11Nu la propriu, sper.
-
7:11 - 7:13Sunt foarte costisitoare.
-
7:14 - 7:18Evenimentele în care doar doi fotoni
lovesc detectorul sunt foarte rare. -
7:18 - 7:22Și datorită proprietăților cuantice
speciale ale fotonilor, -
7:22 - 7:25există un număr foarte mic
de noi particule posibile -
7:26 - 7:27– aceste biciclete mitice –
-
7:27 - 7:29care pot da naștere la doar doi fotoni.
-
7:30 - 7:33Dar una dintre aceste opțiuni este imensă
-
7:33 - 7:36și are de a face cu acea întrebare
-
7:36 - 7:38care mă nedumerea când eram copil,
-
7:38 - 7:39despre gravitație.
-
7:42 - 7:45Gravitația poate părea foarte puternică,
-
7:45 - 7:49dar de fapt este extrem de slabă
comparativ cu alte forțe ale naturii. -
7:49 - 7:51Pot învinge ușor gravitația când sar,
-
7:52 - 7:55dar nu pot să îmi iau un proton din mână.
-
7:56 - 8:00Puterea gravitației comparată
cu celelalte forțe ale naturii? -
8:00 - 8:03Este 10 la puterea minus 39.
-
8:03 - 8:05Adică o zecimală cu 39 de zero după ea.
-
8:05 - 8:06Mai mult de atât,
-
8:06 - 8:09toate celelalte forțe cunoscute
ale naturii sunt descrise precis -
8:09 - 8:12de acest lucru numit Modelul Standard
-
8:12 - 8:15care e cea mai bună descriere actuală
a naturii la cele mai mici scări, -
8:15 - 8:16și sincer,
-
8:16 - 8:20una dintre cele mai de succes realizări
ale rasei umane. -
8:20 - 8:24Cu excepția gravitației,
care lipsește din Modelul Standard. -
8:24 - 8:26E o nebunie.
-
8:26 - 8:29E ca și când cea mai mare parte
a gravitației a dispărut. -
8:30 - 8:32Simțim puțin din ea,
-
8:32 - 8:34dar unde e restul?
-
8:34 - 8:35Nimeni nu știe.
-
8:36 - 8:40Dar o explicație teoretică
propune o soluție nebunească. -
8:42 - 8:43Voi și cu mine,
-
8:43 - 8:45chiar și voi cei din spate,
-
8:45 - 8:47toți trăim
în trei dimensiuni ale spațiului. -
8:47 - 8:50Sper că afirmația asta nu vă contrariază.
-
8:50 - 8:52(Râsete)
-
8:52 - 8:55Toate particulele cunoscute trăiesc
în trei dimensiuni spațiale. -
8:55 - 8:57De fapt, o particulă este doar un alt nume
-
8:57 - 9:00pentru o excitație
într-un câmp tri-dimensional; -
9:00 - 9:02un tremur localizat în spațiu.
-
9:03 - 9:07Mai important, toată matematica
pe care o folosim pentru a descrie asta -
9:07 - 9:10presupune că există
doar trei dimensiuni ale spațiului. -
9:10 - 9:13Dar matematica e matematică
și ne putem juca cu ea cum vrem. -
9:13 - 9:17Și oamenii se joacă de mult timp,
cu dimensiuni în plus ale spațiului -
9:17 - 9:20dar a fost mereu
un concept matematic abstract. -
9:20 - 9:23Uitați-vă în jur
– voi din spate, priviți – -
9:24 - 9:26e clar că există doar trei dimensiuni.
-
9:27 - 9:29Dar dacă nu e adevărat?
-
9:30 - 9:36Dacă gravitația care lipsește se scurge
într-o dimensiune extra-spațială -
9:36 - 9:38care e invizibilă pentru noi?
-
9:39 - 9:42Dacă gravitația e la fel de puternică
ca și celelalte forțe -
9:42 - 9:46dacă ar fi să o privim în această
dimensiune extra-spațială, -
9:46 - 9:49și ce simțim noi
e o parte mică a gravitației -
9:49 - 9:50care o face să pară foarte slabă?
-
9:52 - 9:53Dacă ar fi adevărat,
-
9:53 - 9:56ar trebui să extindem
Modelul Standard al particulelor -
9:56 - 10:00ca să includem una nouă, o particulă
hiperdimensională a gravitației, -
10:00 - 10:03un graviton special care trăiește
în dimensiuni extra-spațiale. -
10:03 - 10:05Vă văd expresiile.
-
10:05 - 10:07Ar trebui să mă întrebați:
-
10:07 - 10:10„Cum să testăm ideea asta
științifico-fantastică, -
10:10 - 10:13fiind blocați în trei dimensiuni?"
-
10:13 - 10:14Așa cum facem mereu:
-
10:14 - 10:16prin ciocnirea a doi protoni
-
10:16 - 10:17(Râsete)
-
10:17 - 10:20suficient de tare,
încât coliziunea să reverbereze -
10:20 - 10:23în ce dimensiuni ar mai putea exista,
-
10:23 - 10:25producând pe moment
acest graviton hiperdimensional -
10:25 - 10:30care apoi revine
la cele trei dimensiuni ale LHC-ului -
10:30 - 10:32și scuipă doi fotoni,
-
10:32 - 10:34două particule de lumină.
-
10:35 - 10:38Și acest graviton ipotetic
-
10:38 - 10:42este una din singurele noi particule
ipotetice posibile -
10:42 - 10:44care are proprietățile cuantice
-
10:44 - 10:48care ar putea da naștere la mica noastră
umflătură de doi fotoni. -
10:50 - 10:56Deci, posibilitatea de a explica
misterele gravitației -
10:56 - 10:59și de a descoperi noi dimensiuni --
-
10:59 - 11:01poate că acum înțelegeți
-
11:01 - 11:05de ce mii de tocilari fizicieni
și-au pierdut calmul -
11:05 - 11:07pentru doi fotoni.
-
11:07 - 11:10O descoperire de genul ăsta
ar rescrie manualele. -
11:11 - 11:12Dar nu uitați,
-
11:12 - 11:14mesajul experimentaliștilor
-
11:14 - 11:17care făceam asta la momentul respectiv,
a fost foarte clar: -
11:17 - 11:18ne mai trebuie date.
-
11:18 - 11:20Cu mai multe informații,
-
11:20 - 11:24umflătura fie se va transforma
într-un Premiu Nobel, -
11:24 - 11:26(Râsete)
-
11:26 - 11:29sau informațiile noi
vor umple spațiul din jurul umflăturii, -
11:29 - 11:31transformând-o într-o linie dreaptă.
-
11:32 - 11:33Așa că am mai adunat date
-
11:33 - 11:35și cu de 5 ori mai multe,
câteva luni mai târziu, -
11:35 - 11:37mica umflătură
-
11:37 - 11:39s-a transformat într-o linie dreaptă.
-
11:43 - 11:47Știrile vorbeau despre
„dezamăgire uriașă", „speranțe pierdute" -
11:47 - 11:49și despre fizicienii triști.
-
11:49 - 11:51Dat fiind tonul cu care se vorbea,
-
11:51 - 11:55ați crede că am decis să închidem LHC-ul
și să mergem acasă. -
11:55 - 11:56(Râsete)
-
11:57 - 11:58Dar nu asta am făcut.
-
12:01 - 12:03Dar de ce nu?
-
12:04 - 12:07Adică, dacă nu am găsit o particulă
– și nu am găsit-o – -
12:08 - 12:11atunci, de ce vă vorbesc acum, aici?
-
12:11 - 12:15De ce nu mi-am plecat capul de rușine
și nu am plecat acasă? -
12:19 - 12:23Fizicienii de particule sunt exploratori.
-
12:23 - 12:26Mare parte din ce facem e cartografie.
-
12:27 - 12:30Să o spun altfel: uitați de LHC un moment.
-
12:30 - 12:32Imaginați-vă că sunteți
explorator spațial, -
12:32 - 12:35ajuns pe o planetă îndepărtată,
căutând extratereștri. -
12:35 - 12:37Care e prima sarcină?
-
12:38 - 12:40Să orbitezi planeta imediat,
să aterizezi, -
12:40 - 12:43să te uiți în jur
după semne evidente de viață -
12:43 - 12:45și să raportezi la bază.
-
12:45 - 12:46La acest stadiu suntem acum.
-
12:47 - 12:49Am aruncat o primă privire la LHC
-
12:49 - 12:51pentru particule noi mari,
ușor de observat, -
12:51 - 12:53și putem raporta că nu există niciuna.
-
12:53 - 12:56Am văzut o umflătură ciudată
pe un munte distant, -
12:56 - 12:57dar când ne-am apropiat
-
12:57 - 12:59am văzut că era o piatră.
-
12:59 - 13:01Dar ce facem atunci?
Renunțăm și plecăm? -
13:01 - 13:03Bineînțeles că nu,
-
13:03 - 13:05am fi niște oameni de știință groaznici.
-
13:05 - 13:09Nu, vom petrece următoarele
două decenii explorând, -
13:09 - 13:10cercetând teritoriul,
-
13:10 - 13:13cernind nisipul cu un instrument fin,
-
13:13 - 13:14uitându-ne sub fiecare piatră,
-
13:14 - 13:16forând dedesubt.
-
13:16 - 13:19Noi particule ar putea
să apară fie imediat -
13:19 - 13:21ca și proeminențe ușor de observat,
-
13:21 - 13:25sau ar putea să se arate
după ani de cercetări. -
13:26 - 13:31Umanitatea abia și-a început explorarea
la LHC cu energia asta mare -
13:31 - 13:32și avem mult de cercetat.
-
13:32 - 13:38Dar dacă chiar și după 10, 20 de ani
tot nu găsim nicio nouă particulă? -
13:39 - 13:41Construim o mașinărie mai mare.
-
13:41 - 13:42(Râsete)
-
13:42 - 13:44Căutăm la energii mai mari.
-
13:44 - 13:46Căutăm la energii mai mari.
-
13:47 - 13:50Deja se fac planuri pentru un tunel
de 100 de kilometri -
13:51 - 13:54care va ciocni particulele
cu o energie de 10 ori mai mare. -
13:54 - 13:56Noi nu decidem unde plasează natura
noi particule. -
13:56 - 13:58Noi decidem doar să continuăm explorarea.
-
13:58 - 14:01Dar dacă chiar și după ce
un tunel de 100 de km -
14:01 - 14:02sau unul de 500 de km
-
14:03 - 14:07sau unul de 10.000 de km,
plutind în spațiu între Pământ și Lună, -
14:07 - 14:10tot nu găsim particule?
-
14:12 - 14:14Atunci poate că facem greșit
fizica particulelor. -
14:14 - 14:16(Râsete)
-
14:16 - 14:18Poate că trebuie să regândim lucrurile.
-
14:19 - 14:22Poate ne trebuie mai multe resurse,
tehnologie, expertiză -
14:22 - 14:24decât avem acum.
-
14:25 - 14:26Deja folosim inteligența artificială
-
14:26 - 14:28și învățarea automatizată
-
14:28 - 14:29în părți ale LHC-ului,
-
14:29 - 14:32dar imaginați-vă proiectarea
unui experiment -
14:32 - 14:33folosind astfel de algoritmi
-
14:33 - 14:36încât să se poată învăța singur
cum să descopere un graviton. -
14:36 - 14:38Dar dacă...
-
14:38 - 14:39Întrebarea supremă:
-
14:39 - 14:43Dacă nici inteligența artificială
nu ne poate ajuta să aflăm răspunsul? -
14:43 - 14:47Dacă aceste întrebări deschise de secole
nu au răspuns în viitorul previzibil? -
14:47 - 14:50Dacă lucrurile care mă nedumeresc
de când eram copil -
14:50 - 14:53sunt destinate a fi fără răspuns
cât timp voi trăi? -
14:54 - 14:56Atunci...
-
14:56 - 14:58va fi chiar mai fascinant.
-
15:00 - 15:03Vom fi forțați să gândim
în moduri complet noi. -
15:04 - 15:06Va trebui să ne întoarcem la presupuneri
-
15:06 - 15:09și să vedem dacă e o greșeală undeva.
-
15:09 - 15:13Va trebui să încurajăm oamenii
să ni se alăture în studierea științei -
15:13 - 15:16fiindcă e nevoie de noi perspective
asupra acestor probleme seculare. -
15:16 - 15:19Eu nu am răspunsurile
și încă le mai caut. -
15:19 - 15:21Dar cineva – poate e la școală acum,
-
15:21 - 15:23poate nici nu s-a născut încă –
-
15:24 - 15:27ar putea să ne facă să vedem fizica
într-un fel complet nou -
15:27 - 15:31și să ne arate că poate
ne punem întrebările greșite. -
15:32 - 15:35Asta nu ar fi sfârșitul fizicii,
-
15:35 - 15:36ci un nou început.
-
15:37 - 15:38Vă mulțumesc.
-
15:38 - 15:41(Aplauze)
- Title:
- Cum explorăm mistere neelucidate din fizică
- Speaker:
- James Beacham
- Description:
-
James Beacham caută răspunsuri la cele mai importante întrebări din fizică folosind cel mai mare experiment științific montat vreodată, Large Hadron Collider al CERN. În acest discurs distractiv și accesibil despre cum funcționează știința, Beacham ne duce într-o călătorie prin dimensiuni extra-spațiale, în căutarea unor particule fundamentale nedescoperite (și a unei explicații pentru misterele gravitației) și detaliază tendința de a continua explorările.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 15:54
Delia Bogdan approved Romanian subtitles for How we explore unanswered questions in physics | ||
Delia Bogdan edited Romanian subtitles for How we explore unanswered questions in physics | ||
Lorena Ciutacu accepted Romanian subtitles for How we explore unanswered questions in physics | ||
Lorena Ciutacu edited Romanian subtitles for How we explore unanswered questions in physics | ||
Daria Gizdavu edited Romanian subtitles for How we explore unanswered questions in physics |