TED2008
Brian Cox: CERN's supercollider
Brian Cox CERNin supertörmäyttimestä
Filmed:
Readability: 4.2
4,087,820 views
"Rokkarifyysikko" Brian Cox kertoo työstään suurella hadronitörmäyttimellä CERNissä. Cox vie meidät matkalle massiiviseen projektiin kertomalla tästä megatieteen jättiläisprojektista mielenkiintoisella ja helposti ymmärrettävällä tavalla.
Brian Cox - Physicist
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:19
This is the Large Hadron Collider.
0
1000
3000
Tämä on suuri hadronitörmäytin (LHC).
00:22
It's 27 kilometers in circumference.
1
4000
2000
Sen piiri on 27 kilometriä,
00:24
It's the biggest scientific experiment ever attempted.
2
6000
3000
ja se on suurin koskaan tehty tieteellinen koe.
00:27
Over 10,000 physicists and engineers
3
9000
3000
Yli 10 000 fyysikkoa ja insinööriä
00:30
from 85 countries around the world
4
12000
2000
85:stä maasta ympäri maailman
00:32
have come together over several decades
5
14000
2000
ovat toimineet yhdessä vuosikymmeniä
00:34
to build this machine.
6
16000
2000
rakentaakseen tämän laitteen.
00:36
What we do is we accelerate protons --
7
18000
2000
Me kiihdytämme protoneja --
00:38
so, hydrogen nuclei --
8
20000
2000
eli vedyn nukleoneja --
00:40
around 99.999999
9
22000
4000
noin 99,999999:ään
00:44
percent the speed of light.
10
26000
2000
prosenttiin valonnopeudesta.
00:46
Right? At that speed, they go around
11
28000
2000
Sillä nopeudella ne menevät ympäri
00:48
that 27 kilometers 11,000 times a second.
12
30000
4000
tätä 27 kilometrin tunnelia 11 000 kertaa sekunnissa.
00:52
And we collide them with another beam of protons
13
34000
2000
Ja me törmäytämme ne toiseen protonisäteeseen,
00:54
going in the opposite direction.
14
36000
3000
joka menee vastakkaiseen suuntaan.
00:57
We collide them inside giant detectors.
15
39000
2000
Törmäytämme ne jättimäisissä ilmaisimissa.
00:59
They're essentially digital cameras.
16
41000
2000
Ne ovat periaatteessa kuin digikameroita.
01:01
And this is the one that I work on, ATLAS.
17
43000
2000
Ja tällä minä työskentelen, ATLAS-ilmaisella.
01:03
You get some sense of the size --
18
45000
2000
Saatte jonkinlaisen käsityksen sen koosta,
01:05
you can just see these EU standard-size
19
47000
2000
kun näette nämä EU-standardikokoiset
01:07
people underneath.
20
49000
2000
ihmiset alla.
01:09
(Laughter)
21
51000
2000
(Naurua)
01:11
You get some sense of the size: 44 meters wide,
22
53000
3000
Saatte jonkinlaisen käsityksen sen koosta: 44 metriä leveä,
01:14
22 meters in diameter, 7,000 tons.
23
56000
3000
22 metriä halkaisijaltaan, 7000 tonnia.
01:17
And we re-create the conditions that were present
24
59000
3000
Me luomme olosuhteet, jotka olivat maailmankaikkeudessa
01:20
less than a billionth of a second after the universe began
25
62000
3000
alle miljardisosasekunnissa sen syntymän jälkeen --
01:23
up to 600 million times a second
26
65000
2000
jopa 600 miljoonaa kertaa sekunnissa
01:25
inside that detector -- immense numbers.
27
67000
3000
tässä ilmaisimessa -- suunnattomia numeroita.
01:29
And if you see those metal bits there --
28
71000
2000
Nuo metallikappaleet tuossa --
01:31
those are huge magnets that bend
29
73000
2000
ovat jättiläismäisiä magneetteja, jotka taivuttavat
01:33
electrically charged particles,
30
75000
2000
sähköisesti varattujen hiukkasten rataa siten,
01:35
so it can measure how fast they're traveling.
31
77000
2000
että voimme mitata niiden nopeuden.
01:37
This is a picture about a year ago.
32
79000
2000
Tämä kuva on noin vuoden vanha.
01:39
Those magnets are in there.
33
81000
2000
Nuo magneetit ovat siellä.
01:41
And, again, a EU standard-size, real person,
34
83000
2000
Taas, EU-standardikokoinen oikea henkilö,
01:43
so you get some sense of the scale.
35
85000
3000
jotta saatte käsityksen mittakaavasta.
01:46
And it's in there that those mini-Big Bangs will be created,
36
88000
2000
Ja tuolla niitä mini-Big Bangejä tullaan luomaan,
01:48
sometime in the summer this year.
37
90000
2000
tämän vuoden kesällä.
01:50
And actually, this morning, I got an email
38
92000
2000
Itse asiassa, tänä aamuna, sain sähköpostin,
01:52
saying that we've just finished, today,
39
94000
2000
jonka mukaan olemme tänään saaneet valmiiksi
01:54
building the last piece of ATLAS.
40
96000
2000
viimeisen osan ATLAS-ilmaisimesta.
01:56
So as of today, it's finished. I'd like to say
41
98000
2000
Nyt se on valmis. Olisi kiva sanoa,
01:58
that I planned that for TED,
42
100000
2000
että suunnittelin tämän TEDiä varten,
02:00
but I didn't. So it's been completed as of today.
43
102000
3000
mutta en tehnyt niin. Eli se on valmistunut tänään.
02:03
(Applause)
44
105000
4000
(Aplodeja)
02:07
Yeah, it's a wonderful achievement.
45
109000
2000
Kyllä, se on loistava saavutus.
02:09
So, you might be asking, "Why?
46
111000
2000
Saatatte kysyä: "Miksi?
02:11
Why create the conditions that were present
47
113000
2000
Miksi luoda olosuhteet, jotka olivat
02:13
less than a billionth of a second after the universe began?"
48
115000
3000
maailmankaikkeudessa alle miljardisosasekunnissa sen synnyn jälkeen?"
02:16
Well, particle physicists are nothing if not ambitious.
49
118000
3000
Hiukkasfyysikot ovat kunnianhimoisia.
02:19
And the aim of particle physics is to understand
50
121000
3000
Ja hiukkasfysiikan tavoite on ymmärtää
02:22
what everything's made of, and how everything sticks together.
51
124000
3000
mistä kaikki on tehty ja miten kaikki pysyy koossa.
02:25
And by everything I mean, of course,
52
127000
2000
Ja kun sanon "kaikki", tarkoitan tietenkin
02:27
me and you, the Earth, the Sun,
53
129000
3000
minua, sinua, maapalloa, aurinkoa,
02:30
the 100 billion suns in our galaxy
54
132000
3000
sataa miljardia aurinkoa galaksissamme
02:33
and the 100 billion galaxies
55
135000
2000
ja sataa miljardia galaksia
02:35
in the observable universe.
56
137000
2000
havaittavissa olevassa maailmankaikkeudessamme.
02:37
Absolutely everything.
57
139000
2000
Aivan kaikkea.
02:39
Now you might say, "Well, OK, but why not just look at it?
58
141000
2000
Nyt joku saattaisi sanoa: "Entä sitten? Miksi emme tutki asiaa?
02:41
You know? If you want to know what I'm made of, let's look at me."
59
143000
3000
Jos haluatte tietää mistä minut on tehty, tutkikaa minua."
02:44
Well, we found that as you look back in time,
60
146000
3000
No, me olemme havainneet, että katsoessamme ajassa taaksepäin,
02:47
the universe gets hotter and hotter,
61
149000
3000
maailmankaikkeus muuttuu kuumemmaksi,
02:50
denser and denser, and simpler and simpler.
62
152000
3000
tiheämmäksi, ja yksinkertaisemmaksi.
02:53
Now, there's no real reason I'm aware of for that,
63
155000
2000
En tiedä mitään todellista syytä sille,
02:55
but that seems to be the case.
64
157000
3000
mutta näin asia näyttää olevan.
02:58
So, way back in the early times of the universe,
65
160000
2000
Joten maailmankaikkeuden alussa, uskomme,
03:00
we believe it was very simple and understandable.
66
162000
3000
että se oli hyvin yksinkertainen ja ymmärrettävissä.
03:03
All this complexity, all the way to these wonderful things --
67
165000
3000
Kaikki tämä monimuotoisuus, upeat asiat --
03:06
human brains -- are a property of an old
68
168000
2000
kuten ihmisaivot -- ovat vanhan, kylmän ja
03:08
and cold and complicated universe.
69
170000
3000
monimutkaisen maailmankaikkeuden ominaisuuksia.
03:11
Back at the start, in the first billionth of a second,
70
173000
3000
Alussa, ensimmäisen miljardisosasekunnin aikana,
03:14
we believe, or we've observed, it was very simple.
71
176000
2000
olemme havainneet, se oli yksinkertainen.
03:16
It's almost like ...
72
178000
2000
Se on kuin ...
03:18
imagine a snowflake in your hand,
73
180000
2000
kuvitelkaa lumihiutale käteenne.
03:20
and you look at it, and it's an incredibly complicated,
74
182000
3000
Se on uskomattoman monimutkainen,
03:23
beautiful object. But as you heat it up,
75
185000
3000
kaunis objekti. Mutta lämmetessään
03:26
it'll melt into a pool of water,
76
188000
3000
se sulaa vesilammikoksi,
03:29
and you would be able to see that, actually, it was just made
77
191000
2000
ja näemme, että se on oikeastaan vain tehty
03:31
of H20, water.
78
193000
3000
H2O:sta, vedestä.
03:34
So it's in that same sense that we look back in time
79
196000
2000
Joten samaan tapaan katsomme ajassa taaksepäin
03:36
to understand what the universe is made of.
80
198000
3000
ymmärtääksemme mistä maailmankaikkeus on tehty.
03:39
And, as of today, it's made of these things.
81
201000
3000
Ja nykyään se on tehty näistä.
03:42
Just 12 particles of matter,
82
204000
2000
Vain 12 hiukkasta,
03:44
stuck together by four forces of nature.
83
206000
3000
kiinnittyneinä toisiinsa luonnon neljällä voimalla.
03:48
The quarks, these pink things, are the things that make up protons and neutrons
84
210000
3000
Kvarkit, nämä vaaleanpunaiset, saavat aikaan protonit ja neutronit,
03:51
that make up the atomic nuclei in your body.
85
213000
3000
joita on kehojemme atomien ytimissä.
03:54
The electron -- the thing that goes around
86
216000
2000
Elektroni -- tämä, joka kiertää
03:56
the atomic nucleus --
87
218000
2000
atomiydintä --
03:58
held around in orbit, by the way, by the electromagnetic force
88
220000
3000
pysyy muuten radallaan sähkömagneettisen voiman takia,
04:01
that's carried by this thing, the photon.
89
223000
2000
ja sitä välittää tämä hiukkanen, fotoni.
04:03
The quarks are stuck together by other things called gluons.
90
225000
3000
Kvarkit ovat kiinni toisissaan näiden gluonien ansiosta.
04:06
And these guys, here, they're the weak nuclear force,
91
228000
2000
Ja nämä kaverit, ne ovat heikko vuorovaikutus,
04:08
probably the least familiar.
92
230000
2000
luultavasti vähiten tuttu.
04:10
But, without it, the sun wouldn't shine.
93
232000
2000
Mutta ilman sitä aurinko ei voisi paistaa.
04:12
And when the sun shines, you get copious quantities
94
234000
2000
Ja kun aurinko paistaa, runsaasti
04:14
of these things, called neutrinos, pouring out.
95
236000
3000
neutriinoiksi kutsuttuja hiukkasia pursuaa ulos.
04:17
Actually, if you just look at your thumbnail --
96
239000
3000
Itse asiassa, jos katsot peukalon kynttäsi --
04:20
about a square centimeter --
97
242000
3000
noin neliösenttimetrin alue -- siinä on jotakuinkin
04:23
there are something like 60 billion neutrinos per second
98
245000
3000
luokkaa 60 miljardia neutriinoa per sekunti
04:26
from the sun, passing
99
248000
2000
auringosta, menossa
04:28
through every square centimeter of your body.
100
250000
2000
läpi jokaisen kehosi neliösenttimetrin.
04:30
But you don't feel them, because the weak force
101
252000
2000
Et kuitenkaan tunne niitä, koska heikko voima
04:32
is correctly named --
102
254000
2000
on oikein nimetty.
04:34
very short range and very weak,
103
256000
2000
Erittäin lyhytkantamainen ja hyvin heikko,
04:36
so they just fly through you.
104
258000
2000
joten ne vain lentävät lävitsesi.
04:38
And these particles have been discovered
105
260000
2000
Ja kaikki nämä hiukkaset on löydetty
04:40
over the last century, pretty much.
106
262000
2000
viimeisen vuosisadan aikana, jotakuinkin.
04:42
The first one, the electron, was discovered in 1897,
107
264000
2000
Ensimmäinen niistä, elektroni, löydettiin 1897,
04:44
and the last one, this thing called the tau neutrino,
108
266000
3000
ja viimeinen niistä, tämä hiukkanen nimeltä tau-neutriino,
04:47
in the year 2000. Actually just --
109
269000
2000
löydettiin vuonna 2000. Itse asiassa ihan --
04:49
I was going to say, just up the road in Chicago. I know it's a big country,
110
271000
3000
meinasin sanoa, juuri tuossa naapurissa Chicagossa. Amerikka on iso maa,
04:52
America, isn't it?
111
274000
2000
eikö olekin?
04:55
Just up the road.
112
277000
2000
Ihan naapurissa.
04:58
Relative to the universe, it's just up the road.
113
280000
3000
Verrattuna maailmankaikkeuteen ihan naapurissa.
05:01
(Laughter)
114
283000
2000
(Naurua)
05:03
So, this thing was discovered in the year 2000,
115
285000
2000
Eli tämä löydettiin vuonna 2000,
05:05
so it's a relatively recent picture.
116
287000
3000
joten tämä on aika uusi kuva.
05:08
One of the wonderful things, actually, I find,
117
290000
2000
Yksi ihana asia on, mielestäni,
05:10
is that we've discovered any of them, when you realize how tiny they are.
118
292000
3000
että olemme löytäneet ne kaikki, kun tajuaa miten pikkuruisia ne ovat.
05:13
You know, they're a step in size
119
295000
2000
Niiden kokoa voidaan verrata
05:15
from the entire observable universe.
120
297000
2000
koko maailmankaikkeuden kokoon.
05:17
So, 100 billion galaxies,
121
299000
2000
Eli 100 miljardia galaksia,
05:19
13.7 billion light years away --
122
301000
3000
13,7 miljardin valovuoden päässä --
05:22
a step in size from that to Monterey, actually,
123
304000
3000
verrattuna Montereyn kokoon, itse asiassa,
05:25
is about the same as from Monterey to these things.
124
307000
3000
on suunnilleen sama kuin Montereyn koko verrattuna näihin hiukkasiin.
05:28
Absolutely, exquisitely minute,
125
310000
3000
Absoluuttisen, äärimmäisen pikkuruisia,
05:31
and yet we've discovered pretty much the full set.
126
313000
3000
ja silti olemme löytäneet jotakuinkin kaikki.
05:35
So, one of my most illustrious forebears
127
317000
3000
Yksi maineikkaimmista edeltäjistäni
05:38
at Manchester University, Ernest Rutherford,
128
320000
2000
Manchesterin yliopistossa, Ernest Rutherford,
05:40
discoverer of the atomic nucleus,
129
322000
2000
atomiytimen löytäjä,
05:42
once said, "All science is either physics
130
324000
2000
sanoi kerran: "Kaikki tiede on joko fysiikkaa
05:44
or stamp collecting."
131
326000
2000
tai postimerkkien keräilyä."
05:46
Now, I don't think he meant to insult
132
328000
3000
En usko, että hän tahtoi loukata
05:49
the rest of science,
133
331000
2000
muuta tiedettä,
05:51
although he was from New Zealand, so it's possible.
134
333000
3000
vaikkakin hän oli Uudesta-Seelannista, joten se on mahdollista.
05:54
(Laughter)
135
336000
2000
(Naurua)
05:56
But what he meant was that what we've done, really,
136
338000
2000
Mutta tosiasiassa hän tarkoitti, että se, mitä olemme tehneet,
05:58
is stamp collect there.
137
340000
2000
on postimerkkien keräilyä --
06:00
OK, we've discovered the particles,
138
342000
2000
Okei, olemme löytäneet hiukkasia,
06:02
but unless you understand the underlying
139
344000
2000
mutta jos ei ymmärrä taustalla olevaa
06:04
reason for that pattern -- you know, why it's built the way it is --
140
346000
3000
syytä tuolle kuviolle -- eli miksi se on tuollainen --
06:07
really you've done stamp collecting. You haven't done science.
141
349000
3000
ei ole muuta kuin keräillyt postimerkkejä -- se ei ole tiedettä.
06:10
Fortunately, we have
142
352000
2000
Onneksemme, me olemme.
06:12
probably one of the greatest scientific achievements of the twentieth century
143
354000
3000
Ehkä koko 1900-luvun suurin tieteellinen saavutus
06:15
that underpins that pattern.
144
357000
2000
on ollut selittää tuo kuvio.
06:17
It's the Newton's laws, if you want,
145
359000
2000
Se on ikään kuin hiukkasfysiikan
06:19
of particle physics.
146
361000
2000
Newtonin lait.
06:21
It's called the standard model -- beautifully simple mathematical equation.
147
363000
3000
Sitä kutsutaan "standardimalliksi" -- kaunis, yksinkertainen matemaattinen yhtälö.
06:24
You could stick it on the front of a T-shirt,
148
366000
2000
Sen voisi printata t-paitaan,
06:26
which is always the sign of elegance.
149
368000
3000
mikä on aina osoitus eleganssista.
06:29
This is it.
150
371000
2000
Tässä se on.
06:31
(Laughter)
151
373000
2000
(Naurua)
06:33
I've been a little disingenuous, because I've expanded it out
152
375000
2000
Olen ollut vähän vilpillinen, koska näytän
06:35
in all its gory detail.
153
377000
2000
kaikki sen epämiellyttävät yksityiskohdat.
06:37
This equation, though, allows you to calculate everything --
154
379000
2000
Tällä yhtälöllä voi laskea kaiken --
06:39
other than gravity -- that happens in the universe.
155
381000
3000
paitsi painovoiman -- mitä tapahtuu maailmankaikkeudessa.
06:42
So, you want to know why the sky is blue, why atomic nuclei stick together --
156
384000
3000
Miksi taivas on sininen, miksi atomiytimet pysyvät koossa --
06:45
in principle, you've got a big enough computer --
157
387000
2000
periaatteessa, jos on tarpeeksi iso tietokone --
06:47
why DNA is the shape it is.
158
389000
2000
miksi DNA on sellainen kuin se on.
06:49
In principle, you should be able to calculate it from that equation.
159
391000
3000
Periaatteessa, se pitäisi olla mahdollista laskea tästä yhtälöstä.
06:52
But there's a problem.
160
394000
2000
Mutta tässä on ongelma.
06:55
Can anyone see what it is?
161
397000
3000
Näkeekö kukaan sitä?
06:59
A bottle of champagne for anyone that tells me.
162
401000
3000
Pullo shampanjaa kelle tahansa, joka huomaa sen.
07:02
I'll make it easier, actually, by blowing one of the lines up.
163
404000
2000
Helpotan vähän suurentamalla tätä riviä.
07:05
Basically, each of these terms
164
407000
2000
Pohjimiltaan, jokainen näistä termeistä
07:07
refers to some of the particles.
165
409000
2000
viittaa johonkin hiukkaseen.
07:09
So those Ws there refer to the Ws, and how they stick together.
166
411000
3000
W:t viittaavat W-hiukkasiin ja siihen miten ne pysyvät koossa.
07:12
These carriers of the weak force, the Zs, the same.
167
414000
3000
Nämä heikon voiman välittäjät, zetat, sama juttu.
07:15
But there's an extra symbol in this equation: H.
168
417000
2000
Mutta tässä on yksi ylimääräinen symboli: H.
07:17
Right, H.
169
419000
2000
Aivan, H.
07:19
H stands for Higgs particle.
170
421000
2000
H tarkoittaa Higgsin hiukkasta.
07:21
Higgs particles have not been discovered.
171
423000
3000
Higgsin hiukkasta ei ole löydetty.
07:24
But they're necessary: they're necessary
172
426000
2000
Mutta niitä tarvitaan -- niitä tarvitaan
07:26
to make that mathematics work.
173
428000
2000
tässä laskussa, jotta se toimii.
07:28
So all the exquisitely detailed calculations we can do
174
430000
2000
Joten kaikki ne hienostuneet laskut
07:30
with that wonderful equation
175
432000
2000
tällä loistavalla yhtälöllä
07:32
wouldn't be possible without an extra bit.
176
434000
2000
eivät olisi mahdollisia ilman tätä ylimääräistä osaa.
07:34
So it's a prediction:
177
436000
2000
Joten se on ennustus --
07:36
a prediction of a new particle.
178
438000
2000
ennustus uudesta hiukkasesta.
07:38
What does it do?
179
440000
2000
Mitä se tekee?
07:40
Well, we had a long time to come up with good analogies.
180
442000
2000
Meillä on ollut aikaa keksiä hyviä analogioita.
07:42
And back in the 1980s, when we wanted the money
181
444000
3000
1980-luvulla, kun halusimme rahaa
07:45
for the LHC from the U.K. government,
182
447000
2000
LHC:hen Ison-Britannian hallitukselta,
07:47
Margaret Thatcher, at the time, said,
183
449000
2000
Margaret Thatcher sanoi:
07:49
"If you guys can explain, in language
184
451000
2000
"Jos pystytte selittämään kielellä,
07:51
a politician can understand,
185
453000
2000
jota poliitikko voi ymmärtää,
07:53
what the hell it is that you're doing, you can have the money.
186
455000
3000
mitä ihmettä te oikein teette, saatte rahat.
07:56
I want to know what this Higgs particle does."
187
458000
2000
Haluan tietää mitä tämä Higgsin hiukkanen tekee."
07:58
And we came up with this analogy, and it seemed to work.
188
460000
2000
Me keksimme analogian, ja se tuntui toimivan.
08:00
Well, what the Higgs does is, it gives mass to the fundamental particles.
189
462000
3000
Higgsin hiukkanen antaa massan alkeishiukkasille.
08:03
And the picture is that the whole universe --
190
465000
2000
Ja tässä kuvassa koko maailmankaikkeus --
08:05
and that doesn't mean just space, it means me as well, and inside you --
191
467000
3000
ja se ei tarkoita vain avaruutta, se tarkoittaa myös minua ja sinua --
08:08
the whole universe is full of something called a Higgs field.
192
470000
3000
koko maailmankaikkeus on täynnä Higgsin kenttää.
08:11
Higgs particles, if you will.
193
473000
2000
Higgsin hiukkasia, niin sanotusti.
08:13
The analogy is that these people in a room
194
475000
2000
Analogiani mukaan ihmiset tässä huoneessa
08:15
are the Higgs particles.
195
477000
2000
ovat Higgsin hiukkasia.
08:17
Now when a particle moves through the universe,
196
479000
2000
Kun hiukkanen matkaa ympäri maailmankaikkeutta,
08:19
it can interact with these Higgs particles.
197
481000
3000
se vuorovaikuttaa Higgsin hiukkasten kanssa.
08:22
But imagine someone who's not very popular moves through the room.
198
484000
3000
Mutta kuvittele joku vähemmän suosittu kulkemassa huoneen läpi.
08:25
Then everyone ignores them. They can just pass through the room very quickly,
199
487000
3000
Kaikki jättävät hänet huomioimatta. He voivat kulkea huoneen läpi hyvin nopeasti,
08:28
essentially at the speed of light. They're massless.
200
490000
3000
käytännössä valonnopeudella. He ovat massattomia.
08:31
And imagine someone incredibly important
201
493000
2000
Ja kuvittele joku uskomattoman tärkeä
08:33
and popular and intelligent
202
495000
2000
ja suosittu ja älykäs
08:35
walks into the room.
203
497000
3000
kävelee huoneeseen.
08:38
They're surrounded by people, and their passage through the room is impeded.
204
500000
3000
Ihmiset ympäröivät heidät ja heidän kulkunsa läpi huoneen vaikeutuu.
08:41
It's almost like they get heavy. They get massive.
205
503000
3000
Ikään kuin he olisivat painavia. Heistä tulee massiivisia.
08:44
And that's exactly the way the Higgs mechanism works.
206
506000
3000
Juuri tällä tavoin Higgsin mekanismi toimii.
08:47
The picture is that the electrons and the quarks
207
509000
2000
Tässä kuvassa elektronit ja kvarkit
08:49
in your body and in the universe that we see around us
208
511000
3000
kehossa ja maailmankaikkeudessa ympärillämme
08:52
are heavy, in a sense, and massive,
209
514000
2000
ovat jossain mielessä painavia ja massiivisia,
08:54
because they're surrounded by Higgs particles.
210
516000
2000
koska niitä ympäröivät Higgsin hiukkaset.
08:56
They're interacting with the Higgs field.
211
518000
3000
Ne vuorovaikuttavat Higgsin kentän kanssa.
08:59
If that picture's true,
212
521000
2000
Jos tämä kuva on totta,
09:01
then we have to discover those Higgs particles at the LHC.
213
523000
3000
me löydämme nuo Higgsin hiukkaset LHC:ssä.
09:05
If it's not true -- because it's quite a convoluted mechanism,
214
527000
2000
Jos se ei ole totta -- se on aika monimutkainen mekanismi,
09:07
although it's the simplest we've been able to think of --
215
529000
3000
joskin yksinkertaisin, mitä olemme keksineet --
09:10
then whatever does the job of the Higgs particles
216
532000
2000
silloin mikä tahansa, mikä toimii kuin Higgsin hiukkanen,
09:12
we know have to turn up
217
534000
2000
sen täytyy tulla esille
09:14
at the LHC.
218
536000
2000
LHC:ssä.
09:16
So, that's one of the prime reasons we built this giant machine.
219
538000
3000
Se on yksi keskeisistä syistä, miksi rakennamme tämän jättilaitteen.
09:19
I'm glad you recognize Margaret Thatcher.
220
541000
2000
Olen iloinen, että tunnistatte Margaret Thatcherin.
09:21
Actually, I thought about making it more culturally relevant, but --
221
543000
3000
Itse asiassa, ajattelin tehdä siitä kulttuurillisesti relevantimman, mutta --
09:24
(Laughter)
222
546000
3000
(Naurua)
09:27
anyway.
223
549000
2000
kuitenkin.
09:29
So that's one thing.
224
551000
2000
Joten se on yksi asia.
09:31
That's essentially a guarantee of what the LHC will find.
225
553000
3000
Tämä on käytännössä takuu siitä, mitä LHC tulee löytämään.
09:34
There are many other things. You've heard
226
556000
2000
On monia muita asioita. Olette kuulleet
09:36
many of the big problems in particle physics.
227
558000
2000
monista hiukkasfysiikan ongelmista.
09:38
One of them you heard about: dark matter, dark energy.
228
560000
3000
Yksi, josta olette kuulleet: pimeä aine, pimeä energia.
09:41
There's another issue,
229
563000
2000
On toinenkin kysymys,
09:43
which is that the forces in nature -- it's quite beautiful, actually --
230
565000
2000
minkä mukaan luonnon voimat -- se on aika kaunista --
09:45
seem, as you go back in time,
231
567000
2000
näyttävät muuttuvan
09:47
they seem to change in strength.
232
569000
2000
ajassa taaksepäin mennessä.
09:49
Well, they do change in strength.
233
571000
2000
Niiden voimakkuus muuttuu.
09:51
So, the electromagnetic force, the force that holds us together,
234
573000
3000
Sähkömagneettinen voima, joka pitää meidät koossa,
09:54
gets stronger as you go to higher temperatures.
235
576000
3000
on voimakkaampi korkeammissa lämpötiloissa.
09:57
The strong force, the strong nuclear force, which sticks nuclei together,
236
579000
3000
Vahva voima, vahva ydinvoima, joka sitoo ytimiä,
10:00
gets weaker. And what you see is the standard model --
237
582000
3000
muuttuu heikommaksi. Standardimalli on tulos --
10:03
you can calculate how these change -- is the forces,
238
585000
2000
nämä muutokset voi laskea -- voimat --
10:05
the three forces, other than gravity,
239
587000
2000
nämä kolme voimaa, mutta ei painovoima --
10:07
almost seem to come together at one point.
240
589000
2000
näyttävät tulevan yhteen.
10:09
It's almost as if there was one beautiful
241
591000
2000
On kuin olisi yksi kaunis
10:11
kind of super-force, back at the beginning of time.
242
593000
3000
supervoima, ajan alussa.
10:14
But they just miss.
243
596000
2000
Mutta ne menevät vähän ohi.
10:16
Now there's a theory called super-symmetry,
244
598000
2000
On olemassa teoria nimeltä supersymmetria,
10:18
which doubles the number of particles in the standard model,
245
600000
3000
joka tuplaa standardimallin hiukkasten määrän.
10:21
which, at first sight, doesn't sound like a simplification.
246
603000
2000
Aluksi se ei vaikuta yksinkertaisemmalta.
10:23
But actually, with this theory,
247
605000
2000
Mutta itse asiassa tällä teorialla
10:25
we find that the forces of nature
248
607000
2000
luonnon voimat
10:27
do seem to unify together, back at the Big Bang --
249
609000
3000
näyttävät yhtyvän alkuräjähdyksessä.
10:30
absolutely beautiful prophecy. The model wasn't built to do that,
250
612000
3000
Totaalisen kaunis ennustus. Mallia ei rakennettu ennustamaan tätä,
10:33
but it seems to do it.
251
615000
2000
mutta se tekee sen.
10:35
Also, those super-symmetric particles
252
617000
2000
Supersymmetriset hiukkaset
10:37
are very strong candidates for the dark matter.
253
619000
2000
ovat hyviä ehdokkaita pimeäksi aineeksi.
10:39
So a very compelling theory
254
621000
2000
Se on hyvin vastustamaton teoria,
10:41
that's really mainstream physics.
255
623000
2000
joka on valtavirtafysiikkaa.
10:43
And if I was to put money on it, I would put money on --
256
625000
2000
Voisin lyödä vetoa,
10:45
in a very unscientific way -- that
257
627000
2000
hyvin epätieteellisellä tavalla -- että
10:47
that these things would also crop up at the LHC.
258
629000
2000
nämä asiat myös pullahtavat esiin LHC:ssä.
10:50
Many other things that the LHC could discover.
259
632000
3000
Yksi monista asioista, jotka LHC voisi löytää.
10:53
But in the last few minutes, I just want to give you
260
635000
3000
Viimeisinä minuutteina haluan antaa teille
10:56
a different perspective
261
638000
2000
eri näkökulman
10:58
of what I think -- what particle physics
262
640000
2000
siihen mitä ajattelen -- mitä hiukkasfysiikka
11:00
really means to me -- particle physics and cosmology.
263
642000
3000
todella merkitsee minulle -- hiukkasfysiikka ja kosmologia.
11:03
And that's that I think it's given us a wonderful
264
645000
3000
Ajattelen, että se on antanut meille loistavan
11:06
narrative -- almost a creation story,
265
648000
3000
kertomuksen -- kuin luomiskertomuksen
11:09
if you'd like -- about the universe,
266
651000
2000
-- maailmankaikkeudesta,
11:11
from modern science over the last few decades.
267
653000
3000
modernin tieteen avulla viime vuosikymmeninä.
11:14
And I'd say that it deserves,
268
656000
2000
Sanoisin, että se ansaitsee,
11:16
in the spirit of Wade Davis' talk,
269
658000
2000
Wade Davisin puheen hengessä,
11:18
to be at least put up there with these wonderful creation stories
270
660000
3000
tulla arvostetuksi kuten ne loistavat luomiskertomukset,
11:21
of the peoples of the high Andes and the frozen north.
271
663000
4000
joita kertovat Andien ja jäätyneen pohjolan kansat.
11:25
This is a creation story, I think, equally as wonderful.
272
667000
3000
Tämä luomiskertomus on mielestäni yhtä lailla hieno.
11:29
The story goes like this: we know that
273
671000
2000
Kertomus menee näin: me tiedämme,
11:31
the universe began 13.7 billion years ago,
274
673000
3000
että maailmankaikkeus sai alkunsa 13,7 miljardia vuotta sitten
11:34
in an immensely hot, dense state,
275
676000
3000
äärimmäisen kuumana, tiheänä
11:37
much smaller than a single atom.
276
679000
2000
ja pienempänä kuin yksi atomi.
11:39
It began to expand about
277
681000
2000
Se alkoi laajentua
11:41
a million, billion, billion, billion billionth
278
683000
3000
miljoonas-miljardis-miljardis-miljardis-miljardisosasekunnissa
11:44
of a second -- I think I got that right -- after the Big Bang.
279
686000
4000
-- luulen että se meni oikein -- alkuräjähdyksen jälkeen.
11:48
Gravity separated away from the other forces.
280
690000
2000
Painovoima erosi muista voimista.
11:50
The universe then underwent
281
692000
2000
Maailmankaikkeus laajeni
11:52
an exponential expansion called inflation.
282
694000
3000
eksponentiaalisesti inflaatiovaiheessa.
11:55
In about the first billionth of a second or so,
283
697000
2000
Noin miljardisosasekunnin jälkeen
11:57
the Higgs field kicked in, and the quarks
284
699000
2000
Higgsin kenttä alkoi vaikuttaa ja kvarkit
11:59
and the gluons and the electrons
285
701000
3000
ja gluonit ja elektronit,
12:02
that make us up got mass.
286
704000
2000
joista meidät on tehty, saivat massan.
12:04
The universe continued to expand and cool.
287
706000
3000
Maailmankaikkeus laajeni ja viilentyi.
12:07
After about a few minutes,
288
709000
2000
Noin muutaman minuutin jälkeen
12:09
there was hydrogen and helium in the universe. That's all.
289
711000
3000
maailmankaikkeudessa oli vetyä ja heliumia. Siinä kaikki.
12:12
The universe was about 75 percent hydrogen,
290
714000
3000
Maailmankaikkeus koostuu noin 75:stä prosentista vetyä
12:15
25 percent helium. It still is today.
291
717000
3000
ja 25:stä prosentista heliumia. Yhä nykyään.
12:18
It continued to expand
292
720000
2000
Se jatkoi laajentumistaan
12:20
about 300 million years.
293
722000
2000
noin 400 miljoonaa vuotta.
12:22
Then light began to travel through the universe.
294
724000
2000
Sitten valo pääsi kulkemaan sen läpi.
12:24
It was big enough to be transparent to light,
295
726000
2000
Se oli tarpeeksi iso ollakseen valolle läpinäkyvä,
12:26
and that's what we see in the cosmic microwave background
296
728000
2000
ja näemme sen kosmisena mikroaaltotaustana,
12:28
that George Smoot described
297
730000
2000
jota George Smoot kuvaili
12:30
as looking at the face of God.
298
732000
2000
kuin katsoisi Jumalaa kasvoihin.
12:32
After about 400 million years, the first stars formed,
299
734000
3000
Noin 400 miljoonan vuoden jälkeen ensimmäiset tähdet syntyivät,
12:35
and that hydrogen, that helium, then began to cook
300
737000
2000
ja vety ja heliumi alkoivat muodostaa
12:37
into the heavier elements.
301
739000
2000
painavampia alkuaineita.
12:39
So the elements of life --
302
741000
2000
Elämän alkuaineet --
12:41
carbon, and oxygen and iron,
303
743000
2000
hiili, happi ja rauta,
12:43
all the elements that we need to make us up --
304
745000
2000
kaikki ne alkuaineet, joista me muodostumme --
12:45
were cooked in those first generations of stars,
305
747000
3000
muodostuivat ensimmäisen sukupolven tähdissä,
12:48
which then ran out of fuel, exploded,
306
750000
2000
jotka polttoaineensa loppuessa räjähtivät
12:50
threw those elements back into the universe.
307
752000
3000
ja heittivät alkuaineet takaisin avaruuteen.
12:53
They then re-collapsed into another generation
308
755000
2000
Aineet tiivistyivät toisen sukupolven
12:55
of stars and planets.
309
757000
3000
tähdiksi ja planeetoiksi.
12:58
And on some of those planets, the oxygen, which had been created
310
760000
3000
Joillain noista planeetoista
13:01
in that first generation of stars, could fuse with hydrogen
311
763000
3000
ensimmäisen tähtien luoma happi yhtyi vetyyn
13:04
to form water, liquid water on the surface.
312
766000
3000
luodakseen vettä, nestettä pinnalle.
13:07
On at least one, and maybe only one of those planets,
313
769000
3000
Ainakin yhdellä, tai ehkä vain yhdellä noista
13:10
primitive life evolved,
314
772000
2000
alkukantainen elämä kehittyi,
13:13
which evolved over millions of years into
315
775000
2000
ja miljoonien vuosien kehitys johti siihen,
13:15
things that walked upright and left footprints
316
777000
2000
että pystyssä kävelevät eliöt jättivät jalanjälkiä
13:17
about three and a half million years ago in the mud flats of Tanzania,
317
779000
3000
noin kolme ja puoli miljoonaa vuotta sitten mutaan Tansaniassa,
13:20
and eventually
318
782000
2000
ja lopulta
13:22
left a footprint on another world.
319
784000
2000
jättivät jalanjäljen toiseen maailmaan.
13:24
And built this civilization,
320
786000
2000
He rakensivat tämän sivilisaation,
13:26
this wonderful picture,
321
788000
2000
tämän ihanan kuvan,
13:28
that turned the darkness into light,
322
790000
3000
joka muutti pimeyden valoksi,
13:31
and you can see the civilization from space.
323
793000
2000
ja tämän sivilisaation voi nähdä avaruudesta.
13:33
As one of my great heroes, Carl Sagan, said,
324
795000
3000
Yksi suurimmista sankareistani, Carl Sagan sanoi
13:36
these are the things -- and actually, not only these,
325
798000
2000
on olemassa asioita -- ja itse asiassa ei vain näitä
13:38
but I was looking around -- these are the things,
326
800000
2000
mutta katselin ympärilleni -- nämä ovat niitä asioita,
13:40
like Saturn V rockets, and Sputnik,
327
802000
3000
kuten Saturn V raketit ja Sputnik,
13:43
and DNA, and literature and science --
328
805000
2000
DNA, kirjallisuus ja tiede --
13:45
these are the things that hydrogen atoms do
329
807000
2000
tällaisia asioita vetyatomit voivat tehdä
13:47
when given 13.7 billion years.
330
809000
4000
kun niille annetaan 13,7 miljoonaa vuotta.
13:51
Absolutely remarkable.
331
813000
2000
Kertakaikkisen mahtavaa.
13:53
And, the laws of physics. Right?
332
815000
2000
Ja fysiikan lait.
13:55
So, the right laws of physics --
333
817000
2000
Fysiikan lait
13:57
they're beautifully balanced.
334
819000
2000
ovat kauniisti tasapainossa.
13:59
If the weak force had been a little bit different,
335
821000
2000
Jos heikko voima olisi ollut vähän erilainen,
14:01
then carbon and oxygen wouldn't be stable
336
823000
2000
hiili ja happi eivät olisi stabiileja
14:03
inside the hearts of stars,
337
825000
2000
tähtien sisällä
14:05
and there would be none of that in the universe.
338
827000
3000
eikä niitä olisi maailmankaikkeudessa.
14:08
And I think that's
339
830000
2000
Mielestäni tämä on --
14:10
a wonderful and significant story.
340
832000
2000
loistava ja merkittävä kertomus.
14:12
50 years ago, I couldn't have told that story,
341
834000
2000
50 vuotta sitten en olisi voinut kertoa tätä,
14:14
because we didn't know it.
342
836000
2000
koska emme tienneet sitä.
14:16
It makes me really feel that
343
838000
2000
Se saa minut tuntemaan, että
14:18
that civilization --
344
840000
2000
sivilisaatio --
14:20
which, as I say, if you believe
345
842000
2000
mikä, jos uskotte
14:22
the scientific creation story,
346
844000
2000
tieteelliseen luomiskertomukseen,
14:24
has emerged purely as a result of the laws of physics,
347
846000
3000
on syntynyt ainoastaan fysiikan lakien seurauksena,
14:27
and a few hydrogen atoms --
348
849000
2000
ja muutamista vetyatomeista --
14:29
then I think, to me anyway,
349
851000
2000
silloin ainakin minusta --
14:32
it makes me feel incredibly valuable.
350
854000
2000
se saa minut tuntemaan itseni äärettömän arvokkaaksi.
14:34
So that's the LHC.
351
856000
2000
Tämä on LHC.
14:36
The LHC is certainly, when it turns on in summer,
352
858000
3000
LHC tulee varmasti käynnistyessään kesällä
14:39
going to write the next chapter of that book.
353
861000
3000
kirjoittamaan uuden kappaleen tähän kirjaan.
14:42
And I'm certainly looking forward with
354
864000
2000
Ja minä ainakin odotan
14:44
immense excitement to it being turned on.
355
866000
2000
suunnattomalla innostuksella, että se käynnistetään.
14:46
Thanks.
356
868000
2000
Kiitos.
14:48
(Applause)
357
870000
5000
(Aplodeja)
ABOUT THE SPEAKER
Brian Cox - PhysicistPhysicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester.
Why you should listen
Based at the University of Manchester, Brian Cox works at CERN in Geneva on the ATLAS experiment, studying the forward proton detectors for the Large Hadron Collider there. He's a professor at the University of Manchester, working in the High Energy Physics group, and is a research fellow of the Royal Society.
He's also become a vital voice in the UK media for explaining physics to the public. With his rockstar hair and accessible charm, he's the go-to physicist for explaining heady concepts on British TV and radio. (If you're in the UK, watch him on The Big Bang Machine.) He was the science advisor for the 2007 film Sunshine. He answers science questions every Friday on BBC6 radio's Breakfast Show.
Brian Cox | Speaker | TED.com