Како истражујемо питања у физици | Џејмс Бичам (James Beacham) | TEDxBerlin
-
0:07 - 0:11Постоји нешто везано за физику
-
0:11 - 0:15што ме је стварно мучило
још од времена када сам био дете. -
0:17 - 0:19Везано је за питање
-
0:19 - 0:22које научници постављају
већ скоро 100 година -
0:22 - 0:23без одговора.
-
0:25 - 0:28Како се најмање ствари у природи,
-
0:28 - 0:30честице квантног света,
-
0:30 - 0:33уклапају уз највеће ствари у природи -
-
0:33 - 0:37планете, звезде и галаксије
које на окупу држи гравитација? -
0:37 - 0:40Као дете сам пуно размишљао
о оваквим питањима. -
0:40 - 0:43Проводио сам време
са микроскопима и електромагнетима, -
0:43 - 0:45читао о силама малих честица
-
0:45 - 0:47и квантној механици
-
0:47 - 0:50и дивио се томе колико су се добро
ти описи уклапали -
0:50 - 0:51у наша запажања.
-
0:52 - 0:54Затим сам гледао у звезде,
-
0:54 - 0:56читао о томе колико добро
разумемо гравитацију -
0:56 - 1:00и мислио да сигурно постоји
некакав елегантан начин -
1:00 - 1:02да се ова два система уклопе.
-
1:03 - 1:05Међутим, није га било,
-
1:06 - 1:07а књиге су говориле:
-
1:07 - 1:10„Да, веома добро разумемо
ова два света одвојено, -
1:10 - 1:13али када покушамо
да их повежемо математички, -
1:13 - 1:14све се распадне.“
-
1:15 - 1:16Током 100 година,
-
1:16 - 1:21ниједна од идеја везаних за решавање
ове катастрофе у физици, у основи, -
1:21 - 1:23није подупрта доказима.
-
1:24 - 1:26За моју малену, стару верзију,
-
1:26 - 1:28за малог, радозналог, скептичног Џејмса,
-
1:28 - 1:31ово је био крајње
незадовољавајући одговор. -
1:32 - 1:34Дакле, и даље сам скептично детенце.
-
1:34 - 1:38Хајде да брзо прескочимо период
до децембра 2015. године, -
1:39 - 1:43када сам се нашао усред света физике
-
1:43 - 1:45који се окренуо наглавачке.
-
1:46 - 1:49Све је кренуло када смо у ЦЕРН-у
видели нешто интригантно у подацима - -
1:49 - 1:52наговештај нове честице,
-
1:52 - 1:56наговештај могућег невероватног
одговора на ово питање. -
1:58 - 2:00Тако, и даље сам скептично дете, мислим,
-
2:00 - 2:02али сада сам ловац на честице.
-
2:02 - 2:05Физичар сам у ЦЕРН-овом
Великом хадронском сударачу, -
2:05 - 2:09највећем научном експерименту
који је икада покренут. -
2:10 - 2:13То је тунел од 27 километара
на граници Француске и Швајцарске, -
2:13 - 2:15закопан 100 метара испод земље.
-
2:15 - 2:16У овом тунелу
-
2:16 - 2:20користимо суперпроводне магнете
хладније од свемира -
2:20 - 2:24да бисмо убрзали протоне
до скоро брзине светлости -
2:24 - 2:27и сударамо их милион пута у секунди,
-
2:27 - 2:30а затим прикупљамо остатке ових судара
-
2:30 - 2:34да бисмо трагали за новим,
неоткривеним елементарним честицама. -
2:35 - 2:38Биле су потребне деценије рада
на његовом дизајну и конструкцији -
2:38 - 2:40од стране хиљаде физичара
са свих страна света, -
2:40 - 2:43а лета 2015. године
-
2:43 - 2:46морали смо непрестано да радимо
да бисмо покренули сударача -
2:46 - 2:51уз највећу енергију коју су људи
икада користили у експерименту сударања. -
2:52 - 2:54Велика енергија је важна
-
2:54 - 2:56јер за честице постоји еквиваленција
-
2:56 - 2:59између масе и енергије честице,
-
2:59 - 3:01а маса је само број
који је тамо поставила природа. -
3:02 - 3:03Да бисмо открили нове честице,
-
3:04 - 3:06морамо да стигнемо до ових већих бројева,
-
3:06 - 3:07а да бисмо то учинили,
-
3:07 - 3:09морамо да изградимо
већи сударач са већом енергијом, -
3:09 - 3:11а највећи сударач са највећом енергијом
-
3:12 - 3:13је Велики хадронски сударач.
-
3:14 - 3:19Затим сударамо протоне
неколико трилиона пута -
3:19 - 3:24и веома полако прикупљамо податке
месецима и месецима. -
3:25 - 3:29Затим се нове честице могу појавити
међу нашим подацима као испупчења, -
3:29 - 3:32мале девијације од онога што се очекује,
-
3:32 - 3:36мали скупови података који чине
да глатка линија више није тако глатка. -
3:36 - 3:38На пример, ово испупчење,
-
3:39 - 3:42након вишемесечног прикупљања
података 2012. године, -
3:42 - 3:44водило је ка открићу Хигсове честице,
-
3:44 - 3:45Хигсовог бозона,
-
3:45 - 3:48и ка Нобеловој награди
за потврду о његовом постојању. -
3:50 - 3:54Овај скок у енергији 2015. године
-
3:55 - 3:58био је најбољa шансa
коју смо као врста икада имали -
3:58 - 3:59за откривање нових честица;
-
3:59 - 4:02нових одговора на стара, отворена питања,
-
4:02 - 4:04јер смо користили
скоро два пута већу енергију -
4:04 - 4:07него када смо открили Хигсов бозон.
-
4:07 - 4:10Многе моје колеге су радиле
током читаве каријере за овај тренутак -
4:11 - 4:13и, искрено, за моју малу,
радозналу верзију, -
4:13 - 4:15ово је био тренутак
који сам чекао читав свој живот. -
4:15 - 4:18Значи, 2015. година је била година акције.
-
4:19 - 4:21Тако је јуна 2015. године
-
4:22 - 4:24сударач поново укључен.
-
4:25 - 4:28Моје колеге и ја смо престали
да дишемо и грицкали смо нокте, -
4:28 - 4:31а онда смо коначно видели
прве сударе протона -
4:31 - 4:33уз највећу енергију икада искоришћену.
-
4:33 - 4:35Аплауз, шампањац, славље.
-
4:35 - 4:38Ово је била прекретница за науку,
-
4:38 - 4:43а нисмо имали појма шта ћемо наћи
у овим потпуно новим подацима. -
4:46 - 4:48Неколико недеља касније
нашли смо ново испупчење. -
4:50 - 4:52Није то било велико испупчење,
-
4:53 - 4:55али је било довољно велико
да се заинтригирате. -
4:55 - 4:58Међутим, на скали заинтригираности
од један до десет, -
4:58 - 5:00ако 10 указује на то
да сте пронашли нову честицу, -
5:00 - 5:02ова заинтригираност је била четворка.
-
5:02 - 5:03(Смех)
-
5:05 - 5:10Провео сам сате, дане, недеље
на тајним састанцима, -
5:10 - 5:12расправљајући се са колегама
о овом малом испупчењу, -
5:12 - 5:15док смо га чачкали и боцкали
најокрутнијим експерименталним штапићима -
5:15 - 5:18да бисмо видели да ли може
да издржи испитивање. -
5:18 - 5:22Међутим, чак и након грозничавог рада
од неколико месеци, -
5:22 - 5:24а спавали смо у канцеларијама
и нисмо одлазили кући, -
5:24 - 5:26вечерали смо чоколадице,
-
5:26 - 5:28испијали огромне количине кафе -
-
5:28 - 5:32физичари су машине
које претварају кафу у дијаграме - -
5:32 - 5:33(Смех)
-
5:33 - 5:36Ова малена избочина није хтела да нестане.
-
5:37 - 5:39Тако, након неколико месеци,
-
5:39 - 5:43представили смо нашу малу избочину свету
уз веома јасну поруку - -
5:43 - 5:46ова мала избочина је интересантна,
али није дефинитивна, -
5:46 - 5:50па хајде да је пратимо
док прикупљамо још података. -
5:50 - 5:53Дакле, покушавали смо да будемо
изузетно опуштени у вези са овим, -
5:54 - 5:56а свет је ово прихватио.
-
5:56 - 5:58Новинарима се ово свидело.
-
5:59 - 6:01Људи су говорили да их подсећа
на малу избочину -
6:01 - 6:05која се указала на путу
ка откривању Хигсовог бозона. -
6:05 - 6:08Боље од тога, моје колеге теоретичари -
-
6:09 - 6:11волим моје колеге теоретичаре -
-
6:11 - 6:15моје колеге теоретичари су написали
500 радова о овој малој избочини. -
6:15 - 6:16(Смех)
-
6:17 - 6:21Свет физике честица окренуо се наглавачке.
-
6:22 - 6:26Ипак, шта је то везано
за ову посебну избочину -
6:26 - 6:30што је проузроковало
да хиљаде физичара постане узнемирено? -
6:32 - 6:33Ова мала избочина је била јединствена.
-
6:34 - 6:36Указивала је на то
-
6:36 - 6:39да видимо неочекивано велики број судара
-
6:39 - 6:42чији су се остаци састојали
од само два фотона, -
6:42 - 6:43две честице светлости,
-
6:43 - 6:45а то је ретко.
-
6:45 - 6:48Судари честица нису као судари аутомобила.
-
6:48 - 6:49Подлежу другачијим правилима.
-
6:49 - 6:52Када се две честице сударе
приближно брзином светлости, -
6:52 - 6:53сцену преузима квантни свет,
-
6:53 - 6:55а у квантном свету
-
6:55 - 6:58ове две честице
накратко могу да створе нову честицу -
6:58 - 7:01која живи мајушни део секунде
-
7:01 - 7:04пре него што се разложи на честице
које погађају наш детектор. -
7:04 - 7:07Замислите судар аутомобила
при ком двоја кола нестану након судара, -
7:07 - 7:09бицикл се појављује на њиховом месту -
-
7:09 - 7:10(Смех)
-
7:11 - 7:13а затим бицикл у експлозији
створи два скејтборда -
7:13 - 7:14који погоде наш детектор.
-
7:14 - 7:16(Смех)
-
7:16 - 7:18Надамо се, не и буквално.
-
7:18 - 7:19Веома су скупи.
-
7:20 - 7:24Појава да само два фотона
погоде наш детектор је веома ретка. -
7:24 - 7:28А због посебних квантних својстава фотона,
-
7:28 - 7:32постоји веома мали број
могућих нових честица, -
7:32 - 7:33ових митских бицикала,
-
7:33 - 7:35које могу створити само два фотона.
-
7:36 - 7:39Али једна од ове две опције је огромна,
-
7:39 - 7:42а у вези је са старим отвореним питањем
-
7:42 - 7:44које ме је мучило
док сам био мајушно дете, -
7:44 - 7:46о гравитацији.
-
7:48 - 7:51Можда вам гравитација
делује невероватно снажно, -
7:51 - 7:55али је заправо блесаво слаба
ако се упореди са другим природним силама. -
7:55 - 7:57Накратко могу да победим
гравитацију док скачем, -
7:58 - 8:01али не могу да покупим протон са длана.
-
8:03 - 8:06Снага гравитације у поређењу
са другим природним силама? -
8:07 - 8:09Десет на минус тридесет девет.
-
8:09 - 8:11То је децимала коју прати 39 нула.
-
8:11 - 8:12Још горе од тога,
-
8:12 - 8:15све друге познате природне силе
су савршено описане -
8:15 - 8:18кроз нешто што називамо
„стандардним моделом“, -
8:18 - 8:21што је тренутно наш најбољи опис
природе у најмањим размерама, -
8:21 - 8:22а искрено,
-
8:22 - 8:26то је и једно од најуспешнијих
људских достигнућа, -
8:26 - 8:30осим гравитације, која није присутна
у стандардном моделу. -
8:31 - 8:32Лудо је.
-
8:32 - 8:35Као да је већи део гравитације нестао.
-
8:36 - 8:38Осећамо њене делиће,
-
8:38 - 8:40али где је њен остатак?
-
8:40 - 8:41Нико не зна.
-
8:42 - 8:47Ипак, једно теоретско објашњење
предлаже лудо решење. -
8:48 - 8:50Ви и ја,
-
8:50 - 8:51чак и ви у задњим редовима,
-
8:51 - 8:53живимо у три просторне димензије.
-
8:53 - 8:56Надам се да то није спорна изјава.
-
8:56 - 8:58(Смех)
-
8:58 - 9:01Све познате честице, такође,
живе у три просторне димензије. -
9:01 - 9:03Заправо, „честица“ је само други назив
-
9:03 - 9:06за ексцитацију у тродимензионалном пољу;
-
9:06 - 9:08локализовано померање у простору.
-
9:09 - 9:13Још важније је да сва математика
коју користимо да опишемо све ове ствари -
9:13 - 9:16претпоставља да постоји само
три просторне димензије, -
9:16 - 9:19али математика је математика
и можемо се њоме играти како хоћемо. -
9:19 - 9:23Људи су се дуго и поигравали
додатним просторним димензијама, -
9:23 - 9:26али је то увек био
апстрактни математички концепт. -
9:26 - 9:30Мислим, само погледајте око себе -
ви у задњим редовима, погледајте около - -
9:30 - 9:32јасно је да постоје
само три просторне димензије. -
9:33 - 9:35Међутим, шта ако то није истина?
-
9:36 - 9:42Шта ако гравитација која недостаје истиче
у неку додатну просторну димензију -
9:42 - 9:44коју ви и ја не можемо видети?
-
9:45 - 9:49Шта ако је гравитација
подједнако снажна као и друге силе -
9:49 - 9:52ако бисте је посматрали
у овој додатној просторној димензији, -
9:52 - 9:55а заправо осећамо
само мајушни део гравитације, -
9:55 - 9:57због чега делује као да је веома слаба?
-
9:58 - 9:59Ако би ово било тачно,
-
9:59 - 10:02морали бисмо да проширимо
наш стандардни модел честица -
10:02 - 10:06да бисмо укључили додатну честицу,
хипердимензионалну честицу гравитације, -
10:06 - 10:09специјални гравитон који живи
у додатним просторним димензијама. -
10:09 - 10:11Видим вам изразе лица.
-
10:11 - 10:12Требало би да ме питате:
-
10:12 - 10:16„Како ћемо, забога, тестирати
ову луду научно-фантастичну идеју, -
10:16 - 10:19када смо заглављени,
као што јесмо, у три димензије?“ -
10:19 - 10:20На начин на који то увек радимо,
-
10:20 - 10:22сударањем два протона -
-
10:22 - 10:23(Смех)
-
10:24 - 10:26довољно јако да судар одјекне
-
10:26 - 10:29у било којој додатној
просторној димензији која постоји, -
10:29 - 10:31моментално стварајући
овај хипердимензионални гравитон -
10:31 - 10:36који се онда брзо врати
у три димензије сударача -
10:36 - 10:38и избаци два фотона,
-
10:38 - 10:40две честице светлости.
-
10:42 - 10:44Овај хипотетички гравитон
из додатне димензије -
10:44 - 10:48једина је могућа хипотетичка нова честица
-
10:48 - 10:50која има специјална квантна својства
-
10:50 - 10:55која би могла изродити
избочину од два фотона. -
10:56 - 11:02Дакле, могућност да се објасне
мистерије гравитације -
11:02 - 11:05и откривање додатне просторне димензије -
-
11:05 - 11:07можда сада почињете да схватате
-
11:07 - 11:11зашто је хиљаде штреберских физичара
колективно изгубило главу -
11:11 - 11:13због наше мале избочине од два фотона.
-
11:13 - 11:16Овакво откриће би исписало нове уџбенике.
-
11:17 - 11:18Ипак, сетите се,
-
11:18 - 11:19порука нас експериментатора
-
11:19 - 11:22који смо заправо радили
на овоме у то време била је јасна: -
11:22 - 11:23треба нам још података.
-
11:24 - 11:26Са више података,
-
11:26 - 11:30мала избочина ће се или претворити
у фину, свежу Нобелову награду - -
11:30 - 11:32(Смех)
-
11:32 - 11:35или ће додатни подаци
попунити простор око избочине -
11:35 - 11:37и претворити је у фину, глатку линију.
-
11:37 - 11:39Тако, узели смо још података
-
11:39 - 11:41и уз пет пута више података
неколико месеци касније, -
11:41 - 11:43наша мала избочина
-
11:43 - 11:46претворила се у глатку линију.
-
11:49 - 11:53Новине су извештавале
о „огромном разочарењу“, „пропалим надама“ -
11:53 - 11:55и о томе да су физичари
који се баве честицама тужни. -
11:55 - 11:57Судећи по тону насловница,
-
11:57 - 12:01помислили бисте да смо одлучили
да искључимо сударач и одемо кући. -
12:01 - 12:02(Смех)
-
12:03 - 12:05Међутим, то није оно што смо учинили.
-
12:07 - 12:09Ипак, зашто нисмо?
-
12:11 - 12:13Мислим, ако нисам открио честицу, а нисам,
-
12:14 - 12:17ако нисам открио честицу,
зашто сам овде и причам са вама? -
12:17 - 12:20Зашто нисам само постиђено погнуо главу
-
12:20 - 12:21и отишао кући?
-
12:25 - 12:29Физичари који се баве
честицама су истраживачи, -
12:30 - 12:32а велики део нашег рада је картографија.
-
12:34 - 12:36Да то овако формулишем -
заборавите сударач на тренутак. -
12:36 - 12:40Замислите да сте истраживач свемира
који стиже на удаљену планету, -
12:40 - 12:41у потрази за ванземаљцима.
-
12:41 - 12:43Шта је ваш први задатак?
-
12:44 - 12:46Да одмах направите круг
око планете, приземите се, -
12:46 - 12:49баците поглед да видите упечатљиве,
очигледне знаке живота -
12:49 - 12:51и да известите натраг у базу.
-
12:51 - 12:53То је фаза у којој смо сада.
-
12:53 - 12:55Бацили смо први поглед на сударач
-
12:55 - 12:58да бисмо уочили нове, упечатљиве,
лако приметне честице -
12:58 - 12:59и можемо да кажемо да их нема.
-
13:00 - 13:02Видели смо чудну, страну избочину
на удаљеној планини, -
13:02 - 13:05али када смо се приближили,
видели смо да је камен. -
13:05 - 13:08Онда, шта ћемо следеће урадити?
Само одустати и отићи? -
13:08 - 13:09Сигурно је да нећемо;
-
13:09 - 13:11били бисмо грозни научници да то учинимо.
-
13:11 - 13:15Не, провешћемо неколико
деценија у истраживању, -
13:15 - 13:16у мапирању територије,
-
13:16 - 13:19просејавајући песак
помоћу финог инструмента, -
13:19 - 13:20загледајући испод сваког камена,
-
13:20 - 13:22бушећи испод површине.
-
13:22 - 13:25Нове честице се могу појавити одмах
-
13:25 - 13:27као велике, очигледне избочине
-
13:27 - 13:31или их можемо открити
након година прикупљања података. -
13:32 - 13:37Човечанство је тек сад почело истраживање
у сударачу помоћу велике енергије -
13:37 - 13:38и чека нас много истраживања.
-
13:38 - 13:44Међутим, шта ако чак и после 10
или 20 година не нађемо нове честице? -
13:45 - 13:47Изградићемо веће машине.
-
13:47 - 13:48(Смех)
-
13:48 - 13:50Тражићемо уз већу енергију.
-
13:51 - 13:52Тражићемо уз већу енергију.
-
13:53 - 13:56Планирање тунела
од 100 километара се већ дешава, -
13:57 - 14:00а у њему ће се сударати честице
уз 10 пута већу енергију у сударачу. -
14:00 - 14:02Не одлучујемо где ће природа
сместити нове честице. -
14:02 - 14:05Ми једино одлучујемо
да наставимо да истражујемо. -
14:05 - 14:07Шта ако и након изградње
сударача од 100 километара, -
14:07 - 14:09500 километара
-
14:09 - 14:11или сударача од 10 000 километара
који лебди у свемиру -
14:11 - 14:13између Земље и Месеца
-
14:13 - 14:16и даље не нађемо нове честице?
-
14:18 - 14:20Онда можда погрешно приступамо
физици честица. -
14:20 - 14:22(Смех)
-
14:22 - 14:24Можда треба поново да размотримо ствари.
-
14:25 - 14:28Можда нам је потребно више ресурса,
технологије, стручног кадра -
14:29 - 14:30од онога што тренутно имамо.
-
14:31 - 14:34Већ користимо вештачку интелигенцију
и технике учења помоћу машина -
14:34 - 14:35у деловима сударача,
-
14:35 - 14:37али замислите стварање
експеримента у физици честица -
14:37 - 14:39који користи толико
софистициране алгоритме -
14:39 - 14:42да може да научи сам себе да открије
хипердимензионални гравитон. -
14:42 - 14:44Шта би било кад би било?
-
14:44 - 14:45То је најзначајније питање.
-
14:45 - 14:49Шта ако чак ни вештачка интелигенција
не може помоћи да одговоримо на питања? -
14:49 - 14:51Шта ако је суђено
да ова вековима отворена питања -
14:51 - 14:54остану без одговора
у догледној будућности? -
14:54 - 14:56Шта ако је стварима које ме муче
откако сам био дете -
14:56 - 14:59суђено да остану без одговора
у току мог животног века? -
15:00 - 15:02Онда ће то...
-
15:02 - 15:04бити још фасцинантније.
-
15:06 - 15:09Бићемо приморани да размишљамо
на потпуно нове начине. -
15:10 - 15:13Мораћемо да се вратимо
на наше претпоставке -
15:13 - 15:15и одлучимо да ли негде постоји пропуст.
-
15:16 - 15:18Мораћемо и да охрабримо више људи
да се прикључе научном раду -
15:18 - 15:22јер нам треба нова перспектива
за ове проблеме старе један век. -
15:22 - 15:25Немам одговоре и још увек трагам за њима.
-
15:25 - 15:27Ипак, неко - можда је тренутно у школи,
-
15:28 - 15:29можда још увек није рођена -
-
15:30 - 15:33на крају би могла да нас наведе
да видимо физику на потпуно нови начин -
15:33 - 15:37и да укаже на то да можда
само постављамо погрешна питања, -
15:38 - 15:41што не би био крај физике,
-
15:41 - 15:42већ нови почетак.
-
15:43 - 15:44Хвала вам.
-
15:44 - 15:47(Аплауз)
- Title:
- Како истражујемо питања у физици | Џејмс Бичам (James Beacham) | TEDxBerlin
- Description:
-
Џејмс Бичам је у потрази за одговорима на најбитнија отворена питања у физици и користи највећи научни експеримент икада покренут, ЦЕРН-ов Велики хадронски сударач. У овом забавном и приступачном говору о томе како се наука дешава, Бичам нас води на путовање кроз додатне просторне димензије у потрази за неоткривеним фундаменталним честицама (и објашњењем везаним за мистерије гравитације) и у детаље објашњава порив да се истраживање настави.
Овај говор одржан је на локалном TEDx догађају који користи формат TED конференције, али га независно организује локална заједница. Сазнајте више на http://ted.com/tedx.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDxTalks
- Duration:
- 15:52
Mile Živković approved Serbian subtitles for The Large Hadron Collider and the beginning of physics | James Beacham | TEDxBerlin | ||
Ivana Krivokuća accepted Serbian subtitles for The Large Hadron Collider and the beginning of physics | James Beacham | TEDxBerlin | ||
Ivana Krivokuća edited Serbian subtitles for The Large Hadron Collider and the beginning of physics | James Beacham | TEDxBerlin | ||
Tijana Mihajlović edited Serbian subtitles for The Large Hadron Collider and the beginning of physics | James Beacham | TEDxBerlin | ||
Tijana Mihajlović edited Serbian subtitles for The Large Hadron Collider and the beginning of physics | James Beacham | TEDxBerlin |