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Allan Adams - Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory.

Why you should listen

Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. His research in theoretical physics focuses on string theory both as a model of quantum gravity and as a strong-coupling description of non-gravitational systems.

Like water, string theory enjoys many distinct phases in which the low-energy phenomena take qualitatively different forms. In its most familiar phases, string theory reduces to a perturbative theory of quantum gravity. These phases are useful for studying, for example, the resolution of singularities in classical gravity, or the set of possibilities for the geometry and fields of spacetime. Along these lines, Adams is particularly interested in microscopic quantization of flux vacua, and in the search for constraints on low-energy physics derived from consistency of the stringy UV completion.

In other phases, when the gravitational interactions become strong and a smooth spacetime geometry ceases to be a good approximation, a more convenient description of string theory may be given in terms of a weakly-coupled non-gravitational quantum field theory. Remarkably, these two descriptions—with and without gravity—appear to be completely equivalent, with one remaining weakly-coupled when its dual is strongly interacting. This equivalence, known as gauge-gravity duality, allows us to study strongly-coupled string and quantum field theories by studying perturbative features of their weakly-coupled duals. Gauge-gravity duals have already led to interesting predictions for the quark-gluon plasma studied at RHIC. A major focus of Adams's present research is to use such dualities to find weakly-coupled descriptions of strongly-interacting condensed matter systems which can be realized in the lab.
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TED2014

Allan Adams: The discovery that could rewrite physics

アラン・アダムズ: 物理学を書き換えうる発見

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2014年3月17日、物理学者のグループが身震いのするような発見を発表しました。ビッグバンにつながる宇宙のインフレーション理論を証明する「動かぬ」証拠となるデータを得たのです。物理学者ではない私たちにとって、それは何を意味するのでしょうか。TEDの依頼で、急遽、アラン・アダムズがこの結果について簡単な説明をします。イラストはxkcdのランダル・モンローです。
- Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. Full bio

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00:12
If you look deep深い into the night sky,
0
928
3492
夜空を眺めると
00:16
you see stars,
1
4420
1616
星が見えます
00:18
and if you look furtherさらに, you see more stars,
2
6036
2572
ずっと遠くを観察すると
もっと星が見え
00:20
and furtherさらに, galaxies銀河, and
furtherさらに, more galaxies銀河.
3
8608
2159
更に遠くを観察すると銀河が
いくつも見えます
00:22
But if you keep looking furtherさらに and furtherさらに,
4
10767
3873
更にもっと遠くを見て行くと
00:26
eventually最終的に you see nothing for a long while,
5
14640
3116
暫くずっと何もない状態が続き
00:29
and then finally最後に you see a
faintかすかな, fading退色する afterglow残光,
6
17756
4462
最後に かすかに消え行く
残光が見えます
00:34
and it's the afterglow残光 of the Big大きい Bangバング.
7
22218
3024
ビッグバンの残光です
00:37
Now, the Big大きい Bangバング was an era時代 in the early早い universe宇宙
8
25242
2817
ビッグバンの瞬間―宇宙最初期には
00:40
when everything we see in the night sky
9
28059
2171
今夜空で見えてるものの全てが
00:42
was condensed凝縮した into an incredibly信じられないほど small小さい,
10
30230
2410
恐ろしく小さく凝縮され
00:44
incredibly信じられないほど hotホット, incredibly信じられないほど roiling瓦礫 mass質量,
11
32640
4326
超高密度 超高温度の
熱い火の玉でした
00:48
and from it sprung跳ね上がった everything we see.
12
36966
2692
私たちの周りの全ては
そこから始まったのです
00:51
Now, we've私たちは mappedマップされた that afterglow残光
13
39658
2859
さて その残光は非常に精密に
マッピング観測されています
00:54
with great precision精度,
14
42517
1679
さて その残光は非常に精密に
マッピング観測されています
00:56
and when I say we, I mean people who aren'tない me.
15
44196
2044
観測したのは私ではないのですが
00:58
We've私たちは mappedマップされた the afterglow残光
16
46240
1876
残光は厳格に細かく
01:00
with spectacular素晴らしい precision精度,
17
48116
1322
観測されています
01:01
and one of the shocksショック about it
18
49438
1548
その結果で驚くことの1つは
01:02
is that it's almostほぼ completely完全に uniform統一.
19
50986
2946
140億光年四方
ほとんど完全に均質で
01:05
Fourteenフォーティーン billion light years that way
20
53932
1958
140億光年四方
ほとんど完全に均質で
01:07
and 14 billion light years that way,
21
55890
1860
140億光年四方
ほとんど完全に均質で
01:09
it's the same同じ temperature温度.
22
57750
1408
同じ温度なことです
01:11
Now it's been 14 billion years
23
59158
3314
ビッグバンから
140億年が経った今では
01:14
since以来 that Big大きい Bangバング,
24
62472
1818
ビッグバンから
140億年が経った今では
01:16
and so it's got faintかすかな and coldコールド.
25
64290
2472
微かに冷たくなり
01:18
It's now 2.7 degrees.
26
66762
2308
絶対温度2.7度です
01:21
But it's not exactly正確に 2.7 degrees.
27
69070
2280
完全に2.7Kというわけでなく
01:23
It's only 2.7 degrees to about
28
71350
2294
10万分の1程度ムラがあります
01:25
10 parts部品 in a million百万.
29
73644
1842
10万分の1程度ムラがあります
01:27
Over here, it's a little hotter熱く,
30
75486
994
少し熱い所があったり
01:28
and over there, it's a little coolerクーラー,
31
76480
1868
少し冷たい所があったりします
01:30
and that's incredibly信じられないほど important重要
to everyoneみんな in this roomルーム,
32
78348
3088
ここにいる皆さんにとって
これは大きな意味があります
01:33
because where it was a little hotter熱く,
33
81436
1724
なぜなら熱い所は
01:35
there was a little more stuffもの,
34
83160
1696
何かがあり
01:36
and where there was a little more stuffもの,
35
84856
1567
何かある所にこそ
01:38
we have galaxies銀河 and clustersクラスタ of galaxies銀河
36
86423
1969
銀河や銀河団や
01:40
and superclustersスーパークラスター
37
88392
1252
超銀河団や
01:41
and all the structure構造 you see in the cosmos宇宙.
38
89644
2708
宇宙で見られる
全てのものがあるからです
01:44
And those small小さい, little, inhomogeneities不均一,
39
92352
3112
5万分の1の割合で存在する
こうした小さな不均質性は
01:47
20 parts部品 in a million百万,
40
95464
2282
5万分の1の割合で存在する
こうした小さな不均質性は
01:49
those were formed形成された by quantum量子 mechanical機械的 wiggles揺れる
41
97746
2754
量子的ゆらぎが生み出したもので
01:52
in that early早い universe宇宙 that were stretched伸ばされた
42
100500
1808
宇宙初期
01:54
across横断する the sizeサイズ of the entire全体 cosmos宇宙.
43
102308
2279
宇宙全体に広がりました
01:56
That is spectacular素晴らしい,
44
104587
1714
壮大なものです
01:58
and that's not what they found見つけた on Monday月曜;
45
106301
1665
3月17日の発見はそれではなく
01:59
what they found見つけた on Monday月曜 is coolerクーラー.
46
107966
2036
もっとクールなことで
02:02
So here'sここにいる what they found見つけた on Monday月曜:
47
110002
2266
これがそうです
02:04
Imagine想像する you take a bellベル,
48
112268
3503
鐘を考えてみて下さい
02:07
and you whack打撃 the bellベル with a hammerハンマー.
49
115771
1611
金槌で鐘を叩くと
02:09
What happens起こる? It ringsリング.
50
117382
1676
どうなります?音が鳴りますね
02:11
But if you wait, that ringing鳴る fades衰える
51
119058
2208
暫くすると その音は
02:13
and fades衰える and fades衰える
52
121266
1620
どんどん小さくなって行き
02:14
until〜まで you don't notice通知 it anymoreもう.
53
122886
1942
聞こえなくなります
02:16
Now, that early早い universe宇宙 was incredibly信じられないほど dense高密度,
54
124828
2648
初期の宇宙は非常に密度が高く
02:19
like a metal金属, way denser高密度,
55
127476
2079
金属よりも超高密度で
02:21
and if you hitヒット it, it would ringリング,
56
129555
2405
叩くと音が出る程だったでしょう
02:23
but the thing ringing鳴る would be
57
131960
1863
音を出すのものは
02:25
the structure構造 of space-time時空 itself自体,
58
133823
2088
時空そのものの構造で
02:27
and the hammerハンマー would be quantum量子 mechanics力学.
59
135911
2816
金槌は量子力学です
02:30
What they found見つけた on Monday月曜
60
138727
1931
3月17日の発見は
02:32
was evidence証拠 of the ringing鳴る
61
140658
2362
宇宙初期の時空が鳴り響く音を
証明するもので
02:35
of the space-time時空 of the early早い universe宇宙,
62
143020
2315
宇宙初期の時空が鳴り響く音を
証明するもので
02:37
what we call gravitational重力 waves
63
145335
2105
「重力波」と呼ばれ
02:39
from the fundamental基本的な era時代,
64
147440
1520
宇宙の原始時代からのものです
02:40
and here'sここにいる how they found見つけた it.
65
148960
1975
発見の経緯はこうです
02:42
Those waves have long since以来 faded退色した.
66
150935
2072
重力波は とうの昔に
弱まっていますから
02:45
If you go for a walk歩く,
67
153007
1488
私たちが散歩に出かけ
02:46
you don't wiggle揺れる.
68
154495
1588
ブルブル震える事はありませんが
02:48
Those gravitational重力 waves in the structure構造 of spaceスペース
69
156083
2748
宇宙の構造の中で重力波は
02:50
are totally完全に invisible目に見えない for all practical実用的な purposes目的.
70
158831
2774
事実上 全く無視して構わないものです
02:53
But early早い on, when the universe宇宙 was making作る
71
161605
2904
しかし 宇宙がまだ最後の
02:56
that last afterglow残光,
72
164509
2370
残光を発している初期には
02:58
the gravitational重力 waves
73
166879
1558
重力波は
03:00
put little twistsねじれ in the structure構造
74
168437
2863
私たちが見る光の構造に
03:03
of the light that we see.
75
171300
1527
微かなパターンを残しました
03:04
So by looking at the night sky deeperもっと深く and deeperもっと深く --
76
172827
2966
この研究チームは夜空をよく見て—
03:07
in fact事実, these guys spent過ごした
three years on the South Poleポール
77
175793
2638
実際 南極で3年間費やして
03:10
looking straightまっすぐ up throughを通して the coldest最も冷たい, clearest最も明瞭な,
78
178431
2589
何処にもないような冷たく
澄み切った空気の中で
03:13
cleanest最もクリーンな air空気 they possiblyおそらく could find
79
181020
2350
何処にもないような冷たく
澄み切った空気の中で
03:15
looking deep深い into the night sky and studying勉強する
80
183370
2429
空を見上げ あの残光を観察し
03:17
that glow輝き and looking for the faintかすかな twistsねじれ
81
185799
3376
微かなパターンとなった
03:21
whichどの are the symbolシンボル, the signal信号,
82
189175
2348
重力波のシグナル—
03:23
of gravitational重力 waves,
83
191523
1820
初期の宇宙が鳴る音を見つけ
03:25
the ringing鳴る of the early早い universe宇宙.
84
193343
2341
初期の宇宙が鳴る音を見つけ
03:27
And on Monday月曜, they announced発表
85
195684
1787
3月17日 この発見を
03:29
that they had found見つけた it.
86
197471
1744
発表したのです
03:31
And the thing that's so spectacular素晴らしい about that to me
87
199215
2427
これがすごいのは
ビッグバンからの波—
03:33
is not just the ringing鳴る, thoughしかし that is awesome驚くばかり.
88
201642
2748
というだけでなく
勿論それはすごいのですが—
03:36
The thing that's totally完全に amazing素晴らしい,
89
204390
1358
本当にすごいのは
03:37
the reason理由 I'm on this stageステージ, is because
90
205748
2102
これを言う為に
今日ここに来たのですが—
03:39
what that tells伝える us is something
deep深い about the early早い universe宇宙.
91
207850
3468
このことは 初期の宇宙にとって
深い意味があるのです
03:43
It tells伝える us that we
92
211318
1664
つまり これが示す事は
03:44
and everything we see around us
93
212982
1436
私たちの宇宙は
03:46
are basically基本的に one large bubbleバブル --
94
214418
2954
1つの大きな泡のようなもの
ということです
03:49
and this is the ideaアイディア of inflationインフレーション
95
217372
1756
これこそ インフレーション理論です
03:51
one large bubbleバブル surrounded囲まれた by something elseelse.
96
219128
3892
何かに囲まれた大きな泡なのです
03:55
This isn't conclusive決定的 evidence証拠 for inflationインフレーション,
97
223020
2130
決定的証拠ではありませんが
03:57
but anything that isn't inflationインフレーション that explains説明する this
98
225150
2174
インフレーション以外で
これを説明しようとしても
03:59
will look the same同じ.
99
227324
1317
結局同じことになるでしょう
04:00
This is a theory理論, an ideaアイディア,
100
228641
1645
これは長い間1つの理論
アイデアであって
04:02
that has been around for a while,
101
230286
1224
これは長い間1つの理論
アイデアであって
04:03
and we never thought we we'd結婚した really see it.
102
231510
1725
重力波は検知される事はないだろう
と思われていました
04:05
For good reasons理由, we thought we'd結婚した never see
103
233235
1838
こんな有力な証拠が
見られるとは思わなかったのです
04:07
killerキラー evidence証拠, and this is killerキラー evidence証拠.
104
235073
2248
こんな有力な証拠が
見られるとは思わなかったのです
04:09
But the really crazy狂った ideaアイディア
105
237321
2010
信じられないような事は
04:11
is that our bubbleバブル is just one bubbleバブル
106
239331
3032
私たちの宇宙は 様々なものが
渦巻く中の1つの泡にすぎないのです
04:14
in a much larger大きい, roiling瓦礫 potポット of universalユニバーサル stuffもの.
107
242363
4626
私たちの宇宙は 様々なものが
渦巻く中の1つの泡にすぎないのです
04:18
We're never going to see the stuffもの outside外側,
108
246989
1826
私たちの宇宙以外は
見る事はなくても
04:20
but by going to the South Poleポール
and spending支出 three years
109
248815
2574
南極で3年暮らし
04:23
looking at the detailed詳細な structure構造 of the night sky,
110
251389
2560
夜空の構造を詳細に観察すると
04:25
we can figure数字 out
111
253949
1856
私たちはそんな宇宙の中に
居るんだと実感できるのです
04:27
that we're probably多分 in a universe宇宙
that looks外見 kind種類 of like that.
112
255805
3090
私たちはそんな宇宙の中に
居るんだと実感できるのです
04:30
And that amazes驚き me.
113
258895
2422
本当に驚かされます
04:33
Thanksありがとう a lot.
114
261317
1336
ありがとう
04:34
(Applause拍手)
115
262653
2936
(拍手)
Translated by Reiko O Bovee
Reviewed by Yuko Yoshida

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Allan Adams - Theoretical physicist
Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory.

Why you should listen

Allan Adams is a theoretical physicist working at the intersection of fluid dynamics, quantum field theory and string theory. His research in theoretical physics focuses on string theory both as a model of quantum gravity and as a strong-coupling description of non-gravitational systems.

Like water, string theory enjoys many distinct phases in which the low-energy phenomena take qualitatively different forms. In its most familiar phases, string theory reduces to a perturbative theory of quantum gravity. These phases are useful for studying, for example, the resolution of singularities in classical gravity, or the set of possibilities for the geometry and fields of spacetime. Along these lines, Adams is particularly interested in microscopic quantization of flux vacua, and in the search for constraints on low-energy physics derived from consistency of the stringy UV completion.

In other phases, when the gravitational interactions become strong and a smooth spacetime geometry ceases to be a good approximation, a more convenient description of string theory may be given in terms of a weakly-coupled non-gravitational quantum field theory. Remarkably, these two descriptions—with and without gravity—appear to be completely equivalent, with one remaining weakly-coupled when its dual is strongly interacting. This equivalence, known as gauge-gravity duality, allows us to study strongly-coupled string and quantum field theories by studying perturbative features of their weakly-coupled duals. Gauge-gravity duals have already led to interesting predictions for the quark-gluon plasma studied at RHIC. A major focus of Adams's present research is to use such dualities to find weakly-coupled descriptions of strongly-interacting condensed matter systems which can be realized in the lab.
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