Cum să înțelegeți și să explicați „particula lui Dumnezeu”

Această imagine nedatată pusă la dispoziție de CERN arată un eveniment candidat tipic care include doi fotoni de înaltă energie a căror energie (reprezentată de turnuri roșii) este măsurată în calorimetrul electromagnetic CMS. Liniile galbene sunt urmele măsurate ale altor particule produse în coliziune. Volumul albastru pal arată butoiul calorimetrului de cristal CMS. În urale și ovații în picioare, oamenii de știință de la cel mai mare distrugător de atomi din lume au susținut descoperirea unei noi particule subatomice miercuri, 4 iulie 2012, numind-o „consecventă” cu mult căutatul boson Higgs – cunoscut în mod popular sub numele de „particula lui Dumnezeu” – care ajută la explicarea a ceea ce dă întregii materie din univers dimensiunea și forma. (AP Photo/CERN) DOAR UTILIZARE EDITORIALĂ - CREDIT OBLIGATORIU -

Jurnaliștilor le place să folosească cuvinte precum „descoperire” și „recunoaștere”, dar oamenii de știință se îngrozesc la astfel de cuvinte. Ar putea fi deosebit de neliniștiți cu expresia „Particula de Dumnezeu”, un termen creat de fizicianul laureat al Premiului Nobel. Leon Lederman ca o modalitate de a explica cum funcționează lumea subatomică – nu cine a creat-o.

Oamenii de știință folosesc o expresie diferită, bosonul Higgs , și oferă descrieri ca aceea Directorul general al CERN, Rolf Heuer, a susținut miercuri dimineață într-o conferință de presă lângă Geneva :

„Descoperirea unei particule în concordanță cu bosonul Higgs deschide calea către studii mai detaliate, care necesită statistici mai mari, care vor stabili proprietățile noii particule și este probabil să arunce lumină asupra altor mistere ale universului nostru.”

Nu e de mirare că jurnaliştii sunt tentaţi să spună lucruri precum „Oamenii de ştiinţă au descoperit Particula lui Dumnezeu, cheia înţelegerii universului”.

Nu, nu încă.

Particula de Dumnezeu

a descris Lederman particula ca lucru care, „cred că orchestrează simfonia cosmică”.

Lederman a explicat, de asemenea, cum a venit prin expresia „Particula de Dumnezeu”. Într-o lucrare numită „ Povestea celor două particule și tricoul suprem ,' a explicat:

Acest boson este atât de esențial pentru starea fizicii de astăzi, atât de crucial pentru înțelegerea noastră finală a structurii materiei, dar atât de evaziv, încât i-am dat o poreclă: Particula lui Dumnezeu. De ce particulă de Dumnezeu? Două motive. Unu, editorul nu ne-a lăsat să sunăm
este Particulă nenorocită, deși s-ar putea să fie un titlu mai potrivit, având în vedere natura sa ticăloasă și cheltuielile pe care le provoacă. Și doi, există o legătură, într-un fel, cu o altă carte, una mult mai veche...

El se referea la cartea biblică, Geneza 11:1-9, un pasaj despre care spune că evocă o perioadă în care oamenii împărtășeau o singură limbă și materia era simetrică. Apoi, s-a complicat.

Lederman a fost unul dintre legiunile de oameni de știință care au căutat această particulă care ar putea explica modul în care atomii își obțin masa. Într-un fel, este un efort de a înțelege cel mai mic lucru, particulele subatomice, astfel încât să putem înțelege cel mai mare lucru, universul.

Lederman a scris propria sa versiune a Genezei 11, în care și-a imaginat această zi, o zi în care oamenii de știință ar putea să anunțe că sunt pe punctul de a dezvălui un mister:

„Și întregul univers era din multe limbi și din multe discursuri. Și s-a întâmplat că, pe când plecau de la răsărit, au găsit o câmpie în țara Waxahachie și au locuit acolo. Și ei și-au spus unul altuia: Du-te la, hai să construim un Colisionator Gigant, ale cărui ciocniri se pot întoarce până la începutul timpului. Și aveau magneți supraconductori pentru îndoire, iar protonii pentru spargere.

Și Domnul S-a coborât să vadă acceleratorul pe care l-au construit copiii oamenilor. Și Domnul a zis: Iată, poporul îmi încurcă încurcătura. Și Domnul a oftat și a spus. Du-te la, hai să coborâm și acolo dă-le Particula de Dumnezeu, ca să vadă cât de frumos este universul pe care l-am făcut.”

— Noul Testament, 11:1

Minele de teren ale jurnalismului

Când începi să folosești cuvinte precum God Particle, începi să amesteci teologia (un sistem de credințe) și știința, un sistem de fapte dovedibile care pot fi replicate.

Când folosiți cuvinte precum „descoperire”, sugerați că acum știm ceva ce nu știam niciodată înainte. Unii au spus că găsirea particulei Higgs este ca și cum ai găsi o amprentă de dinozaur; ai găsit o rămășiță sau o urmă, nu LUCRUL în sine.

Dar să fim clari, chiar și oamenii de știință implicați în această lucrare cred că sunt foarte aproape de a cunoaște ceva mare și important.

Această imagine nedatată pusă la dispoziție de CERN arată un eveniment candidat tipic care include doi fotoni de înaltă energie a căror energie (reprezentată de turnuri roșii) este măsurată în calorimetrul electromagnetic CMS. Liniile galbene sunt urmele măsurate ale altor particule produse în coliziune. Volumul albastru pal arată butoiul calorimetrului de cristal CMS. (AP Photo/CERN)

„Descoperire” este totuși un cuvânt înșelător. Acest anunț a fost mai degrabă ca un revărsat de zeci de ani de înțelegere, care a crescut rapid în ultimele luni.

Cu câteva zile în urmă , oamenii de știință americani au spus că sunt aproape de a putea spune că au găsit particula lui Dumnezeu. Aproape, dar nu chiar.

Înapoi în martie , oamenii de știință americani au raportat cam același lucru, că după ce au studiat datele timp de mai bine de 40 de ani, au fost destul de aproape de a putea spune că au izolat particula lui Dumnezeu.

Cu șase luni mai devreme, în decembrie 2011, două grupuri europene au găsit aproximativ același lucru.

Dar în această săptămână, rapoartele salută ceea ce părea a fi ceva nou-nouț - o „descoperire”.

Un raport spunea: „Oamenii de știință au salutat astăzi descoperirea „momentană”…”

The New York Times au spus oamenii de știință, „a descoperit o nouă particulă subatomică care arată ca toată lumea bosonul Higgs , o potențială cheie pentru înțelegerea de ce particulele elementare au masă și într-adevăr pentru existența diversității și a vieții în univers.

Ce căutau oamenii de știință și ce au găsit?

Să începem cu mici. Particulele subatomice precum electronii, protonii și neutronii formează atomii. Atomii formează molecule. Moleculele se lipesc împreună pentru a produce substanțe precum apa, lemnul, substanțele chimice și cauciucul.

Apoi mai sunt aceste lucruri pe care fizicienii le numesc bosoni. Bosonii sunt particule precum fotonii, dar nu reacţionează la fel ca alte particule. Ele par să ajute alte particule să se înțeleagă. Fotonii nu posedă masă, ci doar energie. Alte particule, protonii de exemplu, au masă.

Dar de unde au venit acele mai mici particule, bosonii? Un om de știință pe nume Peter Higgs (de unde bosonul Higgs) a sugerat că poate există o particulă cheie cu care alții interacționează. Dacă oamenii de știință ar putea descoperi această particulă, ar putea înțelege ce dă electronilor, protonii și neutronilor masa lor, substanța lor.

Nick Thompson de la CNN a oferit această analogie:

„Imaginați-vă universul ca pe o petrecere. Invitații relativ necunoscuți la petrecere pot trece rapid prin sală neobservați; oaspeții mai populari vor atrage grupuri de oameni (bosonii Higgs) care apoi își vor încetini mișcarea prin cameră.

„Viteza particulelor care se deplasează prin câmpul Higgs funcționează aproape în același mod. Anumite particule vor atrage grupuri mai mari de bosoni Higgs - și cu cât o particulă atrage mai mulți bozoni Higgs, cu atât masa ei va fi mai mare.”

Când oamenii de știință și-au făcut marele anunț săptămâna aceasta, au fost foarte atenți să NU îl numească o descoperire sau o descoperire. Ei nu au pretins că au găsit bosonul Higgs, deși este clar că asta speră toată lumea.

Povestea Wall Street Journal arată cât de prudent a fost făcut anunțul:

„Joe Incandela, purtătorul de cuvânt al unuia dintre experimente, le-a spus oamenilor de știință de la Centrul European de Cercetare Nucleară, sau CERN, că noua particulă a fost cu siguranță un boson și cel mai greu boson găsit vreodată. „

„Implicațiile sunt foarte semnificative și tocmai din acest motiv trebuie să fim extrem de sârguincioși în toate studiile și verificările noastre încrucișate.”

Lucrarea care a produs anunțul de astăzi este produsul oamenilor de știință de la Ciocnitorul mare de hadroni , situat la granița dintre Elveția și Franța. Ciocnitorul este o conductă subterană, un fel de circuit de curse, în care oamenii de știință explodează două fascicule de particule subatomice numite „hadroni” – fie protoni, fie ioni de plumb – unul împotriva celuilalt, în efortul de a le face să se ciocnească.

Ideea a fost întotdeauna că prin zdrobirea atomilor, ei ar putea reproduce așa-numita explozie „Big Bang” care s-ar fi întâmplat atunci când a început universul.

Americanii sunt implicați în această afacere de coliziune de zeci de ani. Dar anul trecut, Departamentul de Energie a închis Fermilab Tevatron ciocnitor lângă Batavia, Illinois, din cauza problemelor bugetare.

Deci, de ce contează toate acestea?

(Un mic joc de cuvinte pentru toți cei de la fizică.)

Știința particulelor are beneficii tangibile, dincolo de explicarea modului în care funcționează universul.

Medicament acum folosește știința particulelor pentru a diagnostica și trata cancerul. RMN-urile, pe care le puteți găsi în marile spitale din întreaga lume, folosesc tehnologia magnetului supraconductor.

Securitatea Internă folosește fizica particulelor pentru a privi în lăzi mari de transport.

World Wide Web a fost creat de „omul de știință al CERN Tim Berners-Lee... pentru a oferi fizicienilor particulelor un instrument de comunicare rapidă și eficientă cu colegii dispersați la nivel global din universități și laboratoare”.

Site-ul Departamentului de Energie indică alte moduri în care supercolisionarul său ne-a atins viețile:

• Sterilizarea alimentelor
• Producția de izotopi medicali
• Simularea tratamentelor pentru cancer
• Testarea de fiabilitate a armelor nucleare
• Scanarea containerelor de transport
• Combinație propusă de imagistică PET și RMN
• Calitatea sunetului îmbunătățită în înregistrările de arhivă
• Calcul paralel
• Implantarea ionică pentru materiale de întărire
• Întărirea materialelor epoxidice și a materialelor plastice
• Exploatarea și simularea datelor
• Relatii Internationale
• Transmutarea deșeurilor nucleare
• Operarea de la distanță a instalațiilor complexe

Ce poți face cu această poveste

Deci vrei să accesezi această poveste și ochii editorului tău se rotesc în ceafă. Ce acum?

În primul rând, înțelegeți corect povestea. Nu exagera cu anunțul din această săptămână ca o nouă descoperire inovatoare care tocmai s-a întâmplat. Nu o jucați ca o discuție teologică pentru că se numește particula lui Dumnezeu.

În al doilea rând, tratați povestea cu seriozitate. Fizica particulelor poate suna prea intimidantă pentru a o aborda. Dar aplicațiile locale care afectează publicul sunt peste tot în jurul tău. Uită-te la departamentul de medicină nucleară a spitalului tău local și la securitatea portului.

În al treilea rând, cum sunt universitățile locale implicate în descoperire? Cât de entuziasmați sunt studenții să trăiască într-o epocă a descoperirii accelerate? Discutați cu cei mai buni studenți la științe și întrebați-i ce speră să descopere în viața lor.

În al patrulea rând, care este starea educației științifice în partea ta din Statele Unite?

Mă întreb dacă trăim într-o epocă în care America va găsi din nou modalități de a investi în idei mari, cum ar fi un super ciocnitor. Am renunțat la programul navetei spațiale fără idee despre ce urmează. Nu ar fi frumos să avem o viziune, un plan de acțiune și o finanțare pentru ceea ce dorim să învățăm și să descoperim în continuare? Întrebați candidații Congresului și la Președinție despre asta.

Pun pariu că și tu ai idei. Distribuiți-le în secțiunea de comentarii.