Jak porozumět a vysvětlit „boží částici“

Tento nedatovaný snímek zpřístupněný CERNem ukazuje typickou kandidátskou událost zahrnující dva vysokoenergetické fotony, jejichž energie (zobrazená červenými věžemi) je měřena v elektromagnetickém kalorimetru CMS. Žluté čáry jsou změřené dráhy ostatních částic vzniklých při srážce. Bledě modrý objem ukazuje válec krystalového kalorimetru CMS. K jásotu a potlesku ve stoje vědci z největšího atomového rozbíječe na světě ve středu 4. července 2012 tvrdili, že objevili novou subatomární částici a nazvali ji „v souladu“ s dlouho hledaným Higgsovým bosonem – lidově známým jako „boží částice“, že pomáhá vysvětlit, co dává veškeré hmotě ve vesmíru velikost a tvar. (AP Photo/CERN) POUZE REDAKČNÍ POUŽITÍ - POVINNÝ KREDIT -

Novináři rádi používají slova jako „objev“ a „průlom“, ale vědci se při takových slovech krčí. Mohlo by je znepokojovat zejména slovní spojení „Boží částice“, termín vytvořený nositelem Nobelovy ceny za fyziku. Leon Lederman jako způsob, jak vysvětlit, jak funguje subatomární svět – ne kdo ho vytvořil.

Vědci používají jinou frázi, Higgsův boson a nabízí popisy, jako je ten Generální ředitel CERN Rolf Heuer to řekl ve středu ráno na tiskové konferenci poblíž Ženevy :

'Objev částice konzistentní s Higgsovým bosonem otevírá cestu k podrobnějším studiím, které vyžadují větší statistiky, které určí vlastnosti nové částice a pravděpodobně vrhnou světlo na další záhady našeho vesmíru.'

Není divu, že novináři jsou v pokušení říkat věci jako „Vědci objevili Boží částici, klíč k pochopení vesmíru“.

Ne, ještě ne.

Boží částice

popsal Lederman částice jako věc, která: 'Věřím, že řídí vesmírnou symfonii.'

Lederman také vysvětlil, jak k němu přišel, frází „Boží částice“. V novinách s názvem „ Příběh dvou částic a dokonalého trička ,' vysvětlil:

Tento boson je tak zásadní pro dnešní stav fyziky, je tak zásadní pro naše konečné pochopení struktury hmoty, a přesto je tak nepolapitelný, že jsem mu dal přezdívku: Boží částice. Proč Boží částice? Dva důvody. Za prvé, vydavatel nám nedovolil zavolat
je to zatracená částice, i když by to mohl být vhodnější název, vzhledem k její darebné povaze a nákladům, které způsobuje. A za druhé, existuje spojení, jakéhosi druhu, s jinou knihou, mnohem starší…

Měl na mysli biblickou knihu Genesis 11:1-9, pasáž, o které říká, že evokuje dobu, kdy lidé sdíleli jeden jazyk a hmota byla symetrická. Pak se to zkomplikovalo.

Lederman byl jedním z legií vědců, kteří hledali tuto částici, která by mohla vysvětlit, jak atomy získávají svou hmotnost. Svým způsobem jde o snahu porozumět té nejmenší věci, subatomárním částicím, abychom mohli porozumět té největší věci, vesmíru.

Lederman napsal svou vlastní verzi nové Genesis 11, ve které si představoval tento den, den, kdy by vědci mohli oznámit, že jsou na pokraji rozluštění záhady:

'A celý vesmír byl z mnoha jazyků a mnoha řečí.' A stalo se, když putovali od východu, že našli rovinu v zemi Waxahachie a usadili se tam. A řekli si: Jdi do, postavíme obří urychlovač, jehož srážky mohou sahat až na počátek času. A měli supravodivé magnety na ohýbání a protony je měly na rozbíjení.

A Hospodin sestoupil, aby viděl urychlovač, který postavili synové člověka. A Hospodin řekl: Hle, lidé odvádějí mé zmatení. A Pán si povzdechl a řekl. Jdi do, pojďme dolů, a tam jim dej Boží Částici, aby viděli, jak krásný je vesmír, který jsem vytvořil.“

— Úplně nový zákon, 11:1

Novinářské nášlapné miny

Když začnete používat slova jako Boží částice, začnete míchat teologii (systém víry) a vědu, systém prokazatelných faktů, které lze replikovat.

Když použijete slova jako „objev“, naznačujete, že nyní víme něco, co jsme nikdy předtím nevěděli. Někteří říkali, že najít Higgsovu částici je jako najít stopu dinosaura; našli jste zbytek nebo stopu, ne VĚC samotnou.

Ale aby bylo jasno, dokonce i vědci zapojení do této práce věří, že jsou velmi blízko poznání něčeho velkého a důležitého.

Tento nedatovaný snímek zpřístupněný CERNem ukazuje typickou kandidátskou událost zahrnující dva vysokoenergetické fotony, jejichž energie (zobrazená červenými věžemi) je měřena v elektromagnetickém kalorimetru CMS. Žluté čáry jsou změřené dráhy ostatních částic vzniklých při srážce. Bledě modrý objem ukazuje válec krystalového kalorimetru CMS. (AP Photo/CERN)

„Objev“ je však zavádějící slovo. Toto oznámení bylo spíše jako desítky let trvající proud porozumění, který v posledních měsících nabral na rychlosti.

Před pár dny Američtí vědci řekli, že byli blízko k tomu, aby mohli říci, že našli částici Boha. Blízko, ale ne tak docela.

Zpátky v březnu Američtí vědci oznámili v podstatě totéž, že po studiu dat po více než 40 letech byli docela blízko tomu, aby mohli říci, že izolovali částici Boha.

O šest měsíců dříve, v prosinci 2011, dvě evropské skupiny zjistily zhruba totéž.

Tento týden však zprávy přinášejí něco, co se zdálo být něco zcela nového – „objev“.

Jedna zpráva říkala, „Vědci dnes uvítali „významný“ objev…“

The New York Times řekli vědci, „objevili novou subatomární částici, která hledá celý svět jako ten Higgsův boson , potenciální klíč k pochopení toho, proč mají elementární částice hmotnost a skutečně k existenci rozmanitosti a života ve vesmíru.

Co vědci hledali a co našli?

Začněme v malém. Subatomární částice jako elektrony, protony a neutrony tvoří atomy. Atomy tvoří molekuly. Molekuly se slepují a vytvářejí látky, jako je voda, dřevo, chemikálie a guma.

Pak jsou tu věci, které fyzici nazývají bosony. Bosony jsou částice, jako jsou fotony, ale nereagují stejně jako jiné částice. Zdá se, že pomáhají ostatním částicím vyjít spolu. Fotony nemají hmotnost, pouze energii. Jiné částice, například protony, mají hmotnost.

Ale odkud se vzaly ty nejmenší částice, bosony? Vědec jménem Peter Higgs (odtud Higgsův boson) navrhl, že možná existuje klíčová částice, se kterou ostatní interagují. Pokud by vědci dokázali tuto částici zjistit, mohli by pochopit, co dává elektronům, protonům a neutronům jejich hmotnost, jejich látku.

Nick Thompson ze CNN nabídl tuto analogii:

„Představte si vesmír jako večírek. Poměrně neznámí hosté na večírku mohou rychle projít místností bez povšimnutí; oblíbenější hosté budou přitahovat skupiny lidí (Higgsovy bosony), kteří pak zpomalí svůj pohyb místností.

„Rychlost částic pohybujících se Higgsovým polem funguje hodně stejným způsobem. Některé částice budou přitahovat větší shluky Higgsových bosonů – a čím více Higgsových bosonů částice přitahuje, tím větší bude její hmotnost.

Když vědci tento týden učinili své velké oznámení, byli velmi opatrní, aby to NENAZÁVALI průlomem nebo objevem. Netvrdili, že našli Higgsův boson, i když je jasné, že v to všichni doufají.

Příběh Wall Street Journal ukazuje, jak opatrně bylo toto oznámení učiněno:

„Joe Incandela, mluvčí jednoho z experimentů, řekl vědcům z Evropského centra pro jaderný výzkum neboli CERN, že nová částice je rozhodně boson a nejtěžší boson, jaký kdy byl nalezen. “

'Důsledky jsou velmi významné a právě z tohoto důvodu musíme být extrémně pilní ve všech našich studiích a křížových kontrolách.'

Práce, která přinesla dnešní oznámení, je produktem vědců v Velký hadronový urychlovač , která se nachází na hranici Švýcarska a Francie. Urychlovač je podzemní potrubí, závodní dráha, ve které vědci vrhají dva paprsky subatomárních částic zvaných „hadrony“ – buď protony nebo ionty olova – na sebe ve snaze přimět je ke srážce.

Vždy byla představa, že rozbitím atomů dohromady by mohly zopakovat takzvanou explozi „Velkého třesku“, ke které mohlo dojít, když vesmír vznikl.

Američané jsou zapojeni do tohoto obchodu s urychlovači po celá desetiletí. Ale loni ministerstvo energetiky uzavřelo Fermilab Tevatron urychlovač poblíž Batavia, Illinois kvůli rozpočtovým potížím.

Proč na tom všem záleží?

(Malá slovní hříčka pro fyzikální nadšence.)

Částicová věda má hmatatelné výhody, kromě vysvětlení toho, jak vesmír funguje.

Lék nyní využívá částicovou vědu k diagnostice a léčbě rakoviny. Magnetické rezonance, které můžete najít ve velkých nemocnicích po celém světě, využívají technologii supravodivých magnetů.

Vnitřní bezpečnost používá částicovou fyziku k nahlédnutí do velkých přepravních beden.

Celosvětový web byla vytvořena „vědcem z CERNu Timem Bernersem-Leem…, aby částicovým fyzikům poskytl nástroj pro rychlou a efektivní komunikaci s globálně rozptýlenými kolegy na univerzitách a v laboratořích“.

Web ministerstva energetiky poukazuje na další způsoby, jak se jeho supercollider dotkl našich životů:

• Sterilizace potravin
• Výroba lékařských izotopů
• Simulace léčby rakoviny
• Testování spolehlivosti jaderných zbraní
• Skenování přepravních kontejnerů
• Navrhovaná kombinace PET a MRI zobrazení
• Vylepšená kvalita zvuku v archivních nahrávkách
• Paralelní počítání
• Iontová implantace pro zpevňovací materiály
• Vytvrzování epoxidů a plastů
• Data mining a simulace
• Mezinárodní vztahy
• Transmutace jaderného odpadu
• Dálkové ovládání komplexních zařízení

Co můžete udělat s tímto příběhem

Chcete se tedy napojit na tento příběh a oči vašeho redaktora se převalují do zadní části hlavy. Co teď?

Nejprve udělejte správný příběh. Nepřehánějte oznámení tohoto týdne jako nějaký nový průlomový objev, který se právě stal. Nehrajte to jako nějakou teologickou diskusi, protože se tomu říká Boží částice.

Za druhé, berte příběh vážně. Částicová fyzika může znít příliš hrozivě, než abyste se jí věnovali. Ale místní aplikace, které ovlivňují veřejnost, jsou všude kolem vás. Podívejte se na oddělení nukleární medicíny vaší místní nemocnice a na bezpečnost přístavu.

Za třetí, jak jsou vaše místní univerzity zapojeny do objevování? Jak moc jsou studenti nadšení, že žijí ve věku zrychleného objevování? Promluvte si s nejlepšími studenty přírodních věd a zeptejte se jich, co doufají, že během svého života objeví.

Za čtvrté, jaký je stav vědeckého vzdělávání ve vaší části Spojených států?

Zajímalo by mě, jestli žijeme ve věku, kdy Amerika znovu najde způsoby, jak investovat do velkých nápadů, jako je super srážeč. Zablokovali jsme program Space Shuttle bez ponětí, co bude dál. Nebylo by hezké mít nějakou vizi, akční plán a financování toho, co se chceme naučit a objevit dále? Zeptejte se na to kandidátů do Kongresu a prezidenta.

Vsadím se, že i vy máte nápady. Podělte se o ně v sekci komentářů.