ABOUT THE SPEAKER
James Beacham - Experimental particle physicist
James Beacham is an experimental high-energy particle physicist working with the ATLAS collaboration at CERN's Large Hadron Collider.

Why you should listen

As part of the ATLAS collaboration at CERN's Large Hadron Collider, one of the teams that discovered the Higgs boson in 2012, James Beacham is on the hunt for evidence of new particles -- dark photons, gravitons, dark matter and exotic Higgs bosons among them.

Previously, Beacham was part of a small team of researchers who, in 2009, searched for the Higgs boson in an unlikely place: data taken by the ALEPH experiment at CERN's Large Electron-Positron collider, nine years after it had stopped running. He has also worked with the APEX collaboration, a groundbreaking search for dark photons using existing particle physics facilities designed for very different purposes.

Beacham completed his PhD at New York University in 2014 and is currently a post-doctoral researcher with the ATLAS experiment group of the Ohio State University. He has been a guest on NPR's "Science Friday," participated in documentaries on the BBC and the Discovery Channel and talked particle physics with the New York Times and WIRED.

In addition to his ongoing research, Beacham is dedicated to making particle physics accessible to all. He has communicated science to the public with Symmetry Magazine, US/LHC, the Science Museum in London, the Institute of Physics, the World Science Fair and on the Web.

In 2015, Beacham organized Ex/Noise/CERN, a project colliding particle physics with experimental music to celebrate the LHC’s switch on to 13 trillion electron volts.

More profile about the speaker
James Beacham | Speaker | TED.com
TEDxBerlin

James Beacham: How we explore unanswered questions in physics

James Beacham: Como exploramos perguntas sem resposta em Física

Filmed:
1,572,345 views

James Beacham procura respostas para as mais importantes perguntas em aberto da Física, usando a maior experiência científica jamais montada, o Grande Colisor de Hadrões do CERN. Nesta palestra divertida e acessível sobre como acontece a ciência, Beacham leva-nos numa viagem através de dimensões extra-espaciais à procura de partículas fundamentais ainda não descobertas (e uma explicação para os mistérios da gravidade) e detalhes sobre a vontade de continuar a explorar.
- Experimental particle physicist
James Beacham is an experimental high-energy particle physicist working with the ATLAS collaboration at CERN's Large Hadron Collider. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:13
There is something about physicsfísica
0
1087
4185
Há algo na Física
00:17
that has been really botheringincomodando me
sinceDesde a I was a little kidcriança.
1
5296
4000
que me tem incomodado
desde que sou criança.
00:23
And it's relatedrelacionado to a questionquestão
2
11010
1809
Está relacionado com uma pergunta
00:24
that scientistscientistas have been askingPerguntando
for almostquase 100 yearsanos,
3
12843
3244
que os cientistas vêm
fazendo há quase 100 anos,
00:28
with no answerresponda.
4
16111
1169
sem obterem resposta.
00:31
How do the smallestmenor things in naturenatureza,
5
19108
3010
Como é que as coisas
mais pequenas na natureza,
00:34
the particlespartículas of the quantumquantum worldmundo,
6
22142
2153
as partículas do mundo quântico,
00:36
matchpartida up with the largestmaiores
things in naturenatureza --
7
24319
3031
se assemelham às coisas maiores
na natureza
00:39
planetsplanetas and starsestrelas and galaxiesgaláxias
heldmantido togetherjuntos by gravitygravidade?
8
27374
3247
— os planetas, as estrelas e as galáxias,
unidas pela gravidade?
00:43
As a kidcriança, I would puzzleenigma
over questionsquestões just like this.
9
31250
2773
Em criança, eu refletia
sobre perguntas como esta.
00:46
I would fiddlerabeca around
with microscopesmicroscópios and electromagnetseletroímãs,
10
34047
2892
Brincava com microscópios
e eletroímanes,
00:48
and I would readler
about the forcesforças of the smallpequeno
11
36963
2195
e lia sobre as forças do "pequeno"
00:51
and about quantumquantum mechanicsmecânica
12
39182
1334
e sobre a mecânica quântica
00:52
and I would marvelmaravilha at how well
that descriptiondescrição matchedcoincide up
13
40540
3564
e ficava fascinado com o facto
de essa descrição se assemelhar tão bem
00:56
to our observationobservação.
14
44128
1170
às nossas observações.
00:58
Then I would look at the starsestrelas,
15
46220
1583
Depois olhava para as estrelas,
00:59
and I would readler about how well
we understandCompreendo gravitygravidade,
16
47827
2524
e lia sobre como compreendemos
tão bem a gravidade,
01:02
and I would think surelycertamente,
there mustdevo be some elegantelegante way
17
50375
3350
e pensava que, seguramente,
devia haver uma forma elegante
01:05
that these two systemssistemas matchpartida up.
18
53749
2645
de estes dois sistemas se ligarem.
01:09
But there's not.
19
57021
1401
Mas não há.
01:11
And the bookslivros would say,
20
59673
1160
E os livros diziam:
01:12
yeah, we understandCompreendo a lot
about these two realmsreinos separatelyseparadamente,
21
60857
3183
Sim, percebemos muito bem
os dois reinos, em separado,
01:16
but when we try to linkligação
them mathematicallymatematicamente,
22
64064
2610
mas quando tentamos uni-los
matematicamente,
01:18
everything breaksrompe.
23
66698
1330
tudo falha.
01:20
And for 100 yearsanos,
24
68674
1310
E durante 100 anos,
01:22
noneNenhum of our ideasidéias as to how to solveresolver
this basicallybasicamente physicsfísica disasterdesastre,
25
70008
5028
nenhuma das nossas ideias
que tentam resolver este desastre da física
01:27
has ever been supportedapoiado by evidenceevidência.
26
75060
1814
foi sustentada por provas.
01:30
And to little oldvelho me --
27
78271
1654
E para o pequeno eu
01:31
little, curiouscurioso, skepticalcéptico JamesJames --
28
79949
1810
— o pequeno, curioso e cético James —
01:33
this was a supremelysupremamente unsatisfyinginsatisfatória answerresponda.
29
81783
2868
isto era uma resposta
extremamente insatisfatória.
01:38
So, I'm still a skepticalcéptico little kidcriança.
30
86011
2233
De resto, sou ainda um miúdo cético.
01:40
Flash-forwardFlash Forward now
to DecemberDezembro de of 2015,
31
88268
3810
Avancemos agora até dezembro de 2015,
01:45
when I foundencontrado myselfEu mesmo smacksmack in the middlemeio
32
93029
2474
quando me encontrei
no centro do mundo da física
01:47
of the physicsfísica worldmundo
beingser flippedcapotou on its headcabeça.
33
95527
2940
virado do avesso.
01:51
It all startedcomeçado when we at CERNCERN
saw something intriguingintrigante in our datadados:
34
99999
3320
Tudo começou quando nós no CERN
vimos algo intrigante nos dados:
01:55
a hintsugestão of a newNovo particlepartícula,
35
103343
2274
um indicador de uma nova partícula,
01:57
an inklingsinal of a possiblypossivelmente extraordinaryextraordinário
answerresponda to this questionquestão.
36
105641
4216
uma hipótese de resposta,
possivelmente extraordinária.
a esta pergunta.
02:03
So I'm still a skepticalcéptico
little kidcriança, I think,
37
111777
2127
Continuo um miúdo cético, penso eu,
02:05
but I'm alsoAlém disso now a particlepartícula huntercaçador.
38
113928
2133
mas agora sou também
caçador de partículas.
02:08
I am a physicistfísico at CERN'sDo CERN
LargeGrande HadronHádron ColliderHádrons,
39
116085
3463
Sou físico no Grande Colisor
de Hadrões (GCH), no CERN,
02:11
the largestmaiores scienceCiência
experimentexperimentar ever mountedmontado.
40
119572
3471
a maior experiência científica
alguma vez criada.
02:15
It's a 27-kilometer-quilômetro tunneltúnel
on the borderfronteira of FranceFrança and SwitzerlandSuíça
41
123877
3535
É um túnel de 27 quilómetros
na fronteira entre a França e a Suíça
02:19
buriedenterrado 100 metersmetros undergroundsubterrâneo.
42
127436
1850
a cem metros debaixo do solo.
02:21
And in this tunneltúnel,
43
129310
1154
Neste túnel,
02:22
we use superconductingsupercondutores magnetsímãs
coldermais frio than outerexterior spaceespaço
44
130488
3953
usamos ímanes supercondutores
mais frios que o espaço exterior
02:26
to accelerateacelerar protonsprótons
to almostquase the speedRapidez of lightluz
45
134465
3061
para acelerar protões
quase à velocidade da luz
02:29
and slamslam them into eachcada other
millionsmilhões of timesvezes perpor secondsegundo,
46
137550
3877
e colidi-los uns contra os outros,
milhões de vezes por segundo,
02:33
collectingcoletando the debrisrestos of these collisionscolisões
47
141451
2826
recolhendo os detritos dessas colisões
02:36
to searchpesquisa for newNovo, undiscoveredpor descobrir
fundamentalfundamental particlespartículas.
48
144301
3971
para procurar novas partículas
fundamentais, não descobertas.
02:40
Its designdesenhar and constructionconstrução
tooktomou decadesdécadas of work
49
148727
2464
O desenho e a construção
levou décadas de trabalho
02:43
by thousandsmilhares of physicistsfísicos
from around the globeglobo,
50
151215
3032
de milhares de físicos de todo o mundo.
02:46
and in the summerverão of 2015,
51
154271
2541
No verão de 2015,
02:48
we had been workingtrabalhando tirelesslyincansavelmente
to switchinterruptor on the LHCLHC
52
156836
3424
estávamos a trabalhar
sem descanso no GCH
02:52
at the highestmais alto energyenergia that humanshumanos
have ever used in a colliderHádrons experimentexperimentar.
53
160284
4467
com a mais alta energia
que os seres humanos já usaram
numa experiência de colisão.
02:57
Now, highersuperior energyenergia is importantimportante
54
165735
2523
Uma energia mais alta é importante
03:00
because for particlespartículas,
there is an equivalenceequivalência
55
168282
2187
porque, para as partículas,
há uma correspondência
entre energia e massa de partículas,
03:02
betweenentre energyenergia and particlepartícula massmassa,
56
170493
2201
03:04
and massmassa is just a numbernúmero
put there by naturenatureza.
57
172718
2461
e a massa é apenas um número
colocado lá pela natureza.
03:08
To discoverdescobrir newNovo particlespartículas,
58
176068
1318
Para descobrir novas partículas,
03:09
we need to reachalcance these biggerMaior numbersnúmeros.
59
177410
2122
temos de alcançar esses números maiores.
03:11
And to do that, we have to buildconstruir
a biggerMaior, highersuperior energyenergia colliderHádrons,
60
179556
3254
Para isso, tivemos de construir
um colisor maior, de energia alta,
03:14
and the biggestmaior, highestmais alto
energyenergia colliderHádrons in the worldmundo
61
182834
2565
o maior colisor de energias
altas no mundo
03:17
is the LargeGrande HadronHádron ColliderHádrons.
62
185423
1466
é o Grande Colisor de Hadrões.
03:20
And then, we collidecolidir protonsprótons
quadrillionsquadrilhões of timesvezes,
63
188271
4899
Fazemos colidir protões
milhares de biliões de vezes,
03:25
and we collectrecolher this datadados very slowlylentamente,
over monthsmeses and monthsmeses.
64
193194
4284
e obtemos esses dados
lentamente, durante muitos meses.
03:30
And then newNovo particlespartículas mightpoderia showexposição up
in our datadados as bumpssolavancos --
65
198813
4335
Podem aparecer novas partículas
nos nossos dados como bossas
03:35
slightleve deviationsdesvios from what you expectEspero,
66
203172
2445
— ligeiros desvios do que é esperado,
03:37
little clustersclusters of datadados pointspontos
that make a smoothsuave linelinha not so smoothsuave.
67
205641
3967
pequenos aglomerados de dados
que deformam a suavidade da linha
03:42
For exampleexemplo, this bumpcolisão,
68
210379
1721
Por exemplo, esta bossa,
03:45
after monthsmeses of data-takingtomada de dados in 2012,
69
213010
2533
depois de meses
a colecionar dados, em 2012,
03:47
led to the discoverydescoberta
of the HiggsHiggs particlepartícula --
70
215567
2129
levou à descoberta da partícula de Higgs
03:49
the HiggsHiggs bosonbóson de --
71
217720
1205
— o bosão de Higgs —
03:50
and to a NobelNobel PrizePrêmio
for the confirmationconfirmação of its existenceexistência.
72
218949
3365
e ao Prémio Nobel
pela confirmação da sua existência.
03:55
This jumpsaltar up in energyenergia in 2015
73
223972
3558
Este salto em energia, em 2015,
04:00
representedrepresentado the bestmelhor chancechance
that we as a speciesespécies had ever had
74
228628
3292
representou a melhor hipótese
que nós, enquanto espécie,
tivemos de descobrir novas partículas
04:03
of discoveringdescobrindo newNovo particlespartículas --
75
231944
1477
04:05
newNovo answersresponde to these
long-standingde longa data questionsquestões,
76
233445
2112
— novas respostas a estas velhas questões,
04:07
because it was almostquase
twiceduas vezes as much energyenergia as we used
77
235581
3097
porque era quase o dobro
da energia que tínhamos usado
04:10
when we discovereddescobriu the HiggsHiggs bosonbóson de.
78
238702
1922
quando descobrimos o bosão de Higgs.
04:12
ManyMuitos of my colleaguescolegas had been workingtrabalhando
theirdeles entireinteira careerscarreiras for this momentmomento,
79
240648
3741
Alguns dos meus colegas trabalharam
para este momento, durante toda a carreira,
04:16
and franklyfrancamente, to little curiouscurioso me,
80
244413
2076
e honestamente,
para o pequeno curioso eu,
04:18
this was the momentmomento
I'd been waitingesperando for my entireinteira life.
81
246513
2910
este era o momento
por que esperei durante toda a vida.
04:21
So 2015 was go time.
82
249447
1731
Por isso, 2015 era o momento.
04:24
So JuneJunho de 2015,
83
252654
2210
Então, em junho de 2015,
04:27
the LHCLHC is switchedtrocado back on.
84
255722
2659
o GCH foi novamente ligado.
04:31
My colleaguescolegas and I heldmantido our breathrespiração
and bitpouco our fingernailsunhas,
85
259040
2877
Os meus colegas e eu retivemos
a respiração e roemos as unhas,
04:33
and then finallyfinalmente we saw
the first protonprotão collisionscolisões
86
261941
2511
e finalmente vimos
as primeiras colisões de protões
04:36
at this highestmais alto energyenergia ever.
87
264476
1956
à energia mais alta de sempre.
04:38
ApplauseAplausos, champagnechampanhe, celebrationcelebração.
88
266456
2076
Aplausos, champanhe, celebração!
04:40
This was a milestoneMarco histórico for scienceCiência,
89
268556
3596
Foi um marco para a ciência.
04:44
and we had no ideaidéia what we would find
in this brand-newnovo em folha datadados.
90
272176
4622
Não sabíamos o que iríamos
encontrar nestes dados novos.
04:51
And then a fewpoucos weekssemanas latermais tarde,
we foundencontrado a bumpcolisão.
91
279990
2178
Semanas mais tarde,
encontrámos uma bossa.
04:56
It wasn'tnão foi a very biggrande bumpcolisão,
92
284192
1676
Não era uma bossa muito grande,
04:58
but it was biggrande enoughsuficiente to make
you raiselevantar your eyebrowsobrancelha.
93
286952
2512
mas era suficientemente grande
para franzirmos o sobrolho.
05:01
But on a scaleescala of one to 10
for eyebrowsobrancelha raiseslevanta,
94
289488
2251
Numa escala de 10
de franzir o sobrolho,
05:03
if 10 indicatesindica that you've
discovereddescobriu a newNovo particlepartícula,
95
291763
2610
se 10 indica que encontrámos
uma nova partícula,
esta era um quatro.
05:06
this eyebrowsobrancelha raiselevantar is about a fourquatro.
96
294397
1727
05:08
(LaughterRiso)
97
296148
1150
(Risos)
05:10
I spentgasto hourshoras, daysdias, weekssemanas
in secretsegredo meetingsreuniões,
98
298432
5211
Passei horas, dias, semanas
em reuniões secretas,
05:15
arguingargumentando with my colleaguescolegas
over this little bumpcolisão,
99
303667
2360
a analisar esta bossa com os meus colegas,
05:18
pokingcutucando and proddingcutucando it with our mosta maioria
ruthlessimplacável experimentalexperimental sticksvaras
100
306051
3236
manipulando- a com tudo
o que tínhamos à mão
05:21
to see if it would withstandsuportar scrutinyescrutínio.
101
309311
1977
para ver se iria resistir à observação.
05:23
But even after monthsmeses
of workingtrabalhando feverishlyfebrilmente --
102
311988
3461
Mesmo meses depois
de trabalhar sem descanso
05:27
sleepingdormindo in our officesescritórios
and not going home,
103
315473
2432
— a dormir no escritório
e sem ir a casa,
05:29
candydoces barsbares for dinnerjantar,
104
317929
2077
com barras de chocolate como jantar,
05:32
coffeecafé by the bucketfulbalde cheio --
105
320030
1570
e baldes de café,
05:33
physicistsfísicos are machinesmáquinas
for turninggiro coffeecafé into diagramsdiagramas --
106
321624
4243
os físicos são máquinas
que transformam o café em diagramas —
05:37
(LaughterRiso)
107
325891
1399
(Risos)
05:39
This little bumpcolisão would not go away.
108
327314
2536
esta pequena bossa não desaparecia.
05:42
So after a fewpoucos monthsmeses,
109
330704
2138
Meses depois,
05:44
we presentedapresentado our little bumpcolisão to the worldmundo
with a very clearClaro messagemensagem:
110
332866
3710
apresentámos a bossa ao mundo
com uma mensagem clara:
05:49
this little bumpcolisão is interestinginteressante
but it's not definitivedefinitivo,
111
337457
2711
"Esta bossa é interessante
mas não é definitiva,
05:52
so let's keep an eyeolho on it
as we take more datadados.
112
340192
3329
"vamos manter os olhos nela
enquanto obtemos mais dados".
05:55
So we were tryingtentando to be
extremelyextremamente coollegal about it.
113
343872
2291
Estávamos a tentar ser
descontraídos sobre o assunto.
05:59
And the worldmundo rancorreu with it anywayde qualquer forma.
114
347463
2188
Mas o mundo acompanhou-nos.
06:02
The newsnotícia lovedAmado it.
115
350383
1632
As notícias adoraram.
06:04
People said it remindedlembrou
them of the little bumpcolisão
116
352735
2555
As pessoas diziam
que lhes fazíamos lembrar
06:07
that was shownmostrando on the way
towardem direção a the HiggsHiggs bosonbóson de discoverydescoberta.
117
355314
3423
a bossa descoberta
do bosão de Higgs.
06:10
Better than that,
my theoristteórico colleaguescolegas --
118
358761
3128
Melhor que isso,
os meus colegas teóricos
06:14
I love my theoristteórico colleaguescolegas --
119
362548
2317
— adoro os meus colegas teóricos —
06:16
my theoristteórico colleaguescolegas wroteescrevi
500 paperspapéis about this little bumpcolisão.
120
364889
3612
escreveram 500 artigos
sobre esta pequena bossa.
06:20
(LaughterRiso)
121
368525
1455
(Risos)
06:22
The worldmundo of particlepartícula physicsfísica
had been flippedcapotou on its headcabeça.
122
370574
3966
O mundo da física das partículas
tinha dado uma reviravolta.
06:27
But what was it about this particularespecial bumpcolisão
123
375745
4242
Mas o que tinha esta bossa em particular
06:32
that causedcausou thousandsmilhares of physicistsfísicos
to collectivelycoletivamente loseperder theirdeles coollegal?
124
380011
4090
que fez centenas de físicos
perderem a cabeça?
06:37
This little bumpcolisão was uniqueúnico.
125
385596
1436
Esta pequena bossa era única.
06:40
This little bumpcolisão indicatedindicado
126
388198
1369
Esta pequena bossa indicava
06:41
that we were seeingvendo an unexpectedlyinesperadamente
largeampla numbernúmero of collisionscolisões
127
389591
3022
que estávamos a ver um grande
número inesperado de colisões
06:44
whosede quem debrisrestos consistedconsistia
of only two photonsfótons,
128
392637
3331
cujos destroços consistiam
apenas em dois fotões,
06:47
two particlespartículas of lightluz.
129
395992
1244
duas partículas de luz.
06:49
And that's rareraro.
130
397260
1237
E isso é raro.
As colisões de particula não são
como colisões de automóveis.
06:51
ParticlePartícula collisionscolisões are not
like automobileautomóvel collisionscolisões.
131
399069
2620
06:53
They have differentdiferente rulesregras.
132
401713
1519
Têm regras diferentes.
06:55
When two particlespartículas collidecolidir
at almostquase the speedRapidez of lightluz,
133
403256
2650
Quando duas partículas colidem
quase à velocidade da luz,
06:57
the quantumquantum worldmundo takes over.
134
405930
1421
passa-se para o domínio
do mundo quântico.
06:59
And in the quantumquantum worldmundo,
135
407375
1260
E no mundo quântico,
07:00
these two particlespartículas
can brieflybrevemente createcrio a newNovo particlepartícula
136
408659
3193
estas duas partículas
podem criar uma partícula nova
07:03
that livesvidas for a tinyminúsculo fractionfração of a secondsegundo
137
411876
2780
que dura uma pequena
fração de segundo
07:06
before splittingDivisão into other particlespartículas
that hitacertar our detectordetector de.
138
414680
2881
antes de se separar noutras partículas
que atingem o detetor.
07:09
ImagineImagine a carcarro collisioncolisão
where the two carscarros vanishdesaparecem uponsobre impactimpacto,
139
417585
3405
Imaginem uma colisão de dois carros
que desaparecem com o impacto,
07:13
a bicyclebicicleta appearsaparece in theirdeles placeLugar, colocar --
140
421014
2269
e aparece uma bicicleta no lugar deles.
07:15
(LaughterRiso)
141
423307
1071
(Risos)
07:16
And then that bicyclebicicleta explodesexplode
into two skateboardsskates,
142
424402
2461
A bicicleta explode em dois "skates"
que atingem o detetor.
07:18
whichqual hitacertar our detectordetector de.
143
426887
1181
07:20
(LaughterRiso)
144
428092
1379
(Risos)
07:21
HopefullyEspero que, not literallyliteralmente.
145
429495
1953
Felizmente, não literalmente.
07:23
They're very expensivecaro.
146
431472
1342
São muito caros.
07:26
EventsEventos where only two photonsfótons
hitacertar out detectordetector de are very rareraro.
147
434191
3748
Os momentos em que só dois fotões
atingem o detetor são muito raros.
07:29
And because of the specialespecial
quantumquantum propertiespropriedades of photonsfótons,
148
437963
3722
Devido às propriedades quânticas
especiais dos fotões,
há um número muito pequeno
de novas partículas possíveis
07:33
there's a very smallpequeno numbernúmero
of possiblepossível newNovo particlespartículas --
149
441709
3788
07:37
these mythicalmítica bicyclesbicicletas --
150
445521
1497
— essas bicicletas míticas —
07:39
that can give birthnascimento to only two photonsfótons.
151
447042
2243
que podem dar origem
a apenas dois fotões.
07:41
But one of these optionsopções is hugeenorme,
152
449812
2836
Mas uma dessas opções é enorme,
07:44
and it has to do with
that long-standingde longa data questionquestão
153
452672
2836
e está relacionada
com aquela velha questão
07:47
that botheredincomodado me as a tinyminúsculo little kidcriança,
154
455532
2522
que me incomodava em pequeno
07:50
about gravitygravidade.
155
458078
1360
sobre a gravidade.
07:53
GravityGravidade maypode seemparecem supersuper strongForte to you,
156
461946
2672
A gravidade pode parecer-vos super forte,
07:56
but it's actuallyna realidade crazilyloucamente weakfraco
comparedcomparado to the other forcesforças of naturenatureza.
157
464642
4100
mas na verdade é fraca comparada
com outras forças da natureza.
08:00
I can brieflybrevemente beatbatida gravitygravidade when I jumpsaltar,
158
468766
2631
Posso brevemente vencer
a gravidade quando salto,
08:04
but I can't pickescolher a protonprotão out of my handmão.
159
472390
2843
mas não posso pegar num protão
com a minha mão.
08:08
The strengthforça of gravitygravidade comparedcomparado
to the other forcesforças of naturenatureza?
160
476463
3216
A força da gravidade comparada
a outras forças da natureza?
08:12
It's 10 to the minusmenos 39.
161
480480
2190
É de 10 elevado a menos 39.
08:14
That's a decimaldecimal with 39 zeroszeros after it.
162
482694
2537
Isso é um número decimal com 39 zeros.
08:17
WorsePior than that,
163
485255
1157
Pior que isso,
08:18
all of the other knownconhecido forcesforças of naturenatureza
are perfectlyperfeitamente describeddescrito
164
486436
3027
todas as forças da natureza conhecidas
estão perfeitamente descritas
08:21
by this thing we call the StandardPadrão ModelModelo,
165
489487
2037
nesta coisa a que chamamos
o Modelo Padrão
08:23
whichqual is our currentatual bestmelhor descriptiondescrição
of naturenatureza at its smallestmenor scalesescalas,
166
491548
3435
que é a nossa melhor descrição da natureza
na sua escala mais pequena,
08:27
and quitebastante franklyfrancamente,
167
495007
1156
e, sinceramente,
08:28
one of the mosta maioria successfulbem sucedido
achievementsconquistas of humankindhumanidade --
168
496187
4177
um dos maiores sucessos da humanidade
08:32
exceptexceto for gravitygravidade, whichqual is absentausente
from the StandardPadrão ModelModelo.
169
500388
4012
— exceto para a gravidade,
que está ausente do Modelo Padrão.
08:36
It's crazylouco.
170
504424
1150
É de loucos!
08:38
It's almostquase as thoughApesar mosta maioria
of gravitygravidade has gonefoi missingausência de.
171
506046
3100
É quase como se a maior parte
da gravidade tivesse desaparecido.
08:42
We feel a little bitpouco of it,
172
510394
1667
Sentimos um pouco dela,
08:44
but where'sOnde está a the restdescansar of it?
173
512085
1676
mas onde está o resto?
08:45
No one knowssabe.
174
513785
1282
Ninguém sabe.
08:48
But one theoreticalteórico explanationexplicação
proposespropõe a wildselvagem solutionsolução.
175
516003
4403
Mas uma explicação teórica
propõe uma solução rebelde.
08:54
You and I --
176
522120
1339
Vocês e eu
08:55
even you in the back --
177
523483
1578
— até mesmo vocês aí ao fundo —
08:57
we liveviver in threetrês dimensionsdimensões of spaceespaço.
178
525085
2145
vivemos em três dimensões espaciais.
08:59
I hopeesperança that's a
non-controversialsem controvérsias statementdeclaração.
179
527254
2557
Espero que isto não seja
uma declaração controversa.
09:01
(LaughterRiso)
180
529835
1829
(Risos)
09:03
All of the knownconhecido particlespartículas alsoAlém disso liveviver
in threetrês dimensionsdimensões of spaceespaço.
181
531688
3438
Todas as partículas conhecidas
vivem nestas três dimensões espaciais.
09:07
In factfacto, a particlepartícula is just anotheroutro namenome
182
535150
2190
Aliás, uma partícula é apenas outro nome
09:09
for an excitationexcitação
in a three-dimensionaltridimensional fieldcampo;
183
537364
3009
para uma excitação
num campo tridimensional;
09:12
a localizedlocalizado wobblingoscilações in spaceespaço.
184
540397
1920
uma oscilação localizada no espaço.
09:15
More importantlyimportante, all the mathmatemática
that we use to describedescrever all this stuffcoisa
185
543288
3529
Mais importante, toda a matemática
que usamos para descrever isto
09:18
assumesassume that there are only
threetrês dimensionsdimensões of spaceespaço.
186
546841
3073
assume que só existem
três dimensões espaciais.
09:21
But mathmatemática is mathmatemática, and we can playToque
around with our mathmatemática howeverContudo we want.
187
549938
3381
Mas a matemática é o que é,
e podemos brincar com ela como quisermos
09:25
And people have been playingjogando around
with extraextra dimensionsdimensões of spaceespaço
188
553343
3166
E as pessoas têm brincado
com dimensões espaciais extra
há muito tempo,
09:28
for a very long time,
189
556533
1155
09:29
but it's always been an abstractabstrato
mathematicalmatemático conceptconceito.
190
557712
2585
mas tem sempre sido um conceito
matemático abstrato.
09:32
I mean, just look around you --
you at the back, look around --
191
560321
3172
Basta olhar à nossa volta
— vocês aí ao fundo, olhem à vossa volta —
09:35
there's clearlyclaramente only
threetrês dimensionsdimensões of spaceespaço.
192
563517
2281
há claramente apenas
três dimensões espaciais.
09:38
But what if that's not trueverdade?
193
566954
1559
Mas e se isso não for verdade?
09:42
What if the missingausência de gravitygravidade is leakingvazando
into an extra-spatialextra espacial dimensiondimensão
194
570109
6255
E se a gravidade que falta
desaparece numa dimensão extra-espacial
09:48
that's invisibleinvisível to you and I?
195
576388
1956
que é invisível para todos nós?
09:51
What if gravitygravidade is just as strongForte
as the other forcesforças
196
579355
3094
E se a gravidade for tão forte
como as outras forças
09:54
if you were to viewVisão it in this
extra-spatialextra espacial dimensiondimensão,
197
582473
3141
se a víssemos nesta
dimensão extra-especial?
09:57
and what you and I experienceexperiência
is a tinyminúsculo slicefatia of gravitygravidade
198
585638
2900
E se o que nós verificamos
é só uma pequena fatia da gravidade
10:00
make it seemparecem very weakfraco?
199
588562
1897
e por isso ela parece tão fraca?
10:04
If this were trueverdade,
200
592158
1175
Se isto fosse verdade,
10:05
we would have to expandexpandir
our StandardPadrão ModelModelo of particlespartículas
201
593357
2748
teríamos de expandir o nosso
Modelo Padrão de partículas
10:08
to includeincluir an extraextra particlepartícula,
a hyperdimensionalhiper-dimensional particlepartícula of gravitygravidade,
202
596129
4086
para incluir uma nova partícula,
uma partícula hiperdimensional
de gravidade,
10:12
a specialespecial gravitongráviton that livesvidas
in extra-spatialextra espacial dimensionsdimensões.
203
600239
2995
um gravitão especial que existe
em dimensões extra-espaciais.
10:15
I see the looksparece on your facesrostos.
204
603258
1465
Posso ver pela expressão nas vossas caras
10:16
You should be askingPerguntando me the questionquestão,
205
604747
1819
que devem estar a perguntar:
10:18
"How in the worldmundo are we going to testteste
this crazylouco, scienceCiência fictionficção ideaidéia,
206
606590
3644
"Como iremos testar esta ideia louca,
de ficção cientifica,
10:22
stuckpreso as we are in threetrês dimensionsdimensões?"
207
610258
2491
"estando presos em três dimensões?"
10:24
The way we always do,
208
612773
1282
Da forma como sempre fizemos,
fazendo colidir dois protões...
10:26
by slammingbatendo togetherjuntos two protonsprótons --
209
614079
2139
10:28
(LaughterRiso)
210
616242
1152
(Risos)
10:29
HardDifícil enoughsuficiente that
the collisioncolisão reverberatesreverbera
211
617418
2564
... com a força suficiente
para que a colisão vá ecoar
10:32
into any extra-spatialextra espacial dimensionsdimensões
that mightpoderia be there,
212
620006
2691
nalguma dimensão extra-espacial
que possa existir,
10:34
momentarilymomentaneamente creatingcriando
this hyperdimensionalhiper-dimensional gravitongráviton
213
622721
2599
criando momentaneamente
este gravitão hiperdimensional
10:37
that then snapsSnaps back
into the threetrês dimensionsdimensões of the LHCLHC
214
625344
4380
que depois repercute
para as três dimensões do GCH
10:41
and spitsCospe off two photonsfótons,
215
629748
1822
e se divide em dois fotões,
10:44
two particlespartículas of lightluz.
216
632278
1338
em duas partículas de luz.
10:47
And this hypotheticalhipotético,
extra-dimensionalextra dimensional gravitongráviton
217
635417
2910
Este gravitão hipotético,
extradimensional,
10:50
is one of the only possiblepossível,
hypotheticalhipotético newNovo particlespartículas
218
638351
3707
é uma das novas partículas
hipotéticas possiveis
10:54
that has the specialespecial quantumquantum propertiespropriedades
219
642082
2135
com as propriedades quânticas especiais
10:56
that could give birthnascimento to our little,
two-photondois fotões bumpcolisão.
220
644241
4236
que podem originar a nossa pequena
bossa de dois fotões.
11:02
So, the possibilitypossibilidade of explainingexplicando
the mysteriesmistérios of gravitygravidade
221
650000
5820
A possibilidade de explicar
os mistérios da gravidade
11:07
and of discoveringdescobrindo extraextra
dimensionsdimensões of spaceespaço --
222
655844
3498
e de descobrir dimensões espaciais extra
11:11
perhapspossivelmente now you get a sensesentido
223
659366
1592
— talvez agora percebam
11:12
as to why thousandsmilhares of physicsfísica geeksgeeks
collectivelycoletivamente lostperdido theirdeles coollegal
224
660982
4124
porque milhares de "geeks" da física
perderam a cabeça
11:17
over our little, two-photondois fotões bumpcolisão.
225
665130
1882
com a nossa pequena bossa de dois fotões.
11:19
A discoverydescoberta of this typetipo
would rewritereescrever the textbookslivros de texto.
226
667036
2900
Uma descoberta deste tipo
faria reescrever os manuais.
11:22
But rememberlembrar,
227
670739
1152
Mas lembrem-se,
11:23
the messagemensagem from us experimentalistsexperimentalistas
228
671915
1724
a mensagem dos experimentalistas
que estavam por detrás
deste trabalho, na altura,
11:25
that actuallyna realidade were doing
this work at the time,
229
673663
2239
foi muito clara:
11:27
was very clearClaro:
230
675926
1154
precisamos de mais dados.
11:29
we need more datadados.
231
677104
1174
11:30
With more datadados,
232
678302
1519
Com mais dados,
11:31
the little bumpcolisão will eitherou turnvirar into
a nicebom, crispbatata frita NobelNobel PrizePrêmio --
233
679845
4024
a nossa bossa ou se transforma
num bom Prémio Nobel...
11:35
(LaughterRiso)
234
683893
1760
(Risos)
11:37
Or the extraextra datadados will fillencher in
the spaceespaço around the bumpcolisão
235
685677
2964
... ou os dados extra preencherão
o espaço à volta da bossa
11:40
and turnvirar it into a nicebom, smoothsuave linelinha.
236
688665
1866
e torná-la-ão numa linha suave.
11:43
So we tooktomou more datadados,
237
691515
1218
Assim, pegámos em mais dados,
11:44
and with fivecinco timesvezes the datadados,
severalde várias monthsmeses latermais tarde,
238
692757
2577
e com cinco vezes mais dados,
vários meses depois,
11:47
our little bumpcolisão
239
695358
1690
a nossa pequena bossa
11:49
turnedvirou into a smoothsuave linelinha.
240
697072
2348
tornou-se numa linha suave.
11:55
The newsnotícia reportedrelatado on a "hugeenorme
disappointmentdesapontamento," on "fadeddesvaneceu-se hopesesperanças,"
241
703217
3484
As notícias relataram uma "enorme
desilusão," uma "esperança sumida,"
11:58
and on particlepartícula physicistsfísicos "beingser sadtriste."
242
706725
2510
e que os físicos de partículas
"estavam tristes."
12:01
GivenDado the tonetom of the coveragecobertura,
243
709259
1811
Com este tom dos artigos,
12:03
you'dvocê gostaria think that we had decideddecidiu
to shutfechar down the LHCLHC and go home.
244
711094
3488
pensariam que tínhamos decidido
desligar o GCH e ido para casa.
12:06
(LaughterRiso)
245
714606
1150
(Risos)
12:08
But that's not what we did.
246
716628
1603
Mas não foi o que fizemos.
12:13
But why not?
247
721057
2014
E porque não o fizemos?
12:16
I mean, if I didn't discoverdescobrir
a particlepartícula -- and I didn't --
248
724475
2845
Quer dizer, se eu não descobri
uma partícula — o que não fiz —
12:20
if I didn't discoverdescobrir a particlepartícula,
why am I here talkingfalando to you?
249
728209
3029
se não descobri uma partícula,
porque estou aqui a falar?
Porque não fico cabisbaixo,
envergonhado,
12:23
Why didn't I just hangaguentar my headcabeça in shamevergonha
250
731262
2437
12:25
and go home?
251
733723
1224
e volto para casa?
12:31
ParticlePartícula physicistsfísicos are explorersexploradores.
252
739169
3351
Os físicos de partículas são exploradores.
12:35
And very much of what we do
is cartographycartografia.
253
743421
2952
E muito do que fazemos é cartografia.
12:39
Let me put it this way: forgetesqueço
about the LHCLHC for a secondsegundo.
254
747468
2852
Ponhamos as coisas assim:
esqueçam por agora o GCH.
Imaginem que são exploradores
espaciais num planeta distante,
12:42
ImagineImagine you are a spaceespaço explorerexplorador
arrivingchegando at a distantdistante planetplaneta,
255
750344
3382
12:45
searchingprocurando for aliensalienígenas.
256
753750
1325
à procura de extraterrestres.
12:47
What is your first tasktarefa?
257
755099
1522
Qual seria a vossa primeira tarefa?
12:49
To immediatelyimediatamente orbitórbita the planetplaneta,
landterra, take a quickrápido look around
258
757931
3076
Andar à volta do planeta,
aterrar, olhar à volta
12:53
for any biggrande, obviousóbvio signssinais of life,
259
761031
1886
procurando sinais óbvios de vida,
12:54
and reportrelatório back to home basebase.
260
762941
1819
e reportar de volta à base-mãe.
12:56
That's the stageetapa we're at now.
261
764784
1624
É aí que estamos agora.
12:59
We tooktomou a first look at the LHCLHC
262
767269
1487
Procurámos no GCH
13:00
for any newNovo, biggrande,
obvious-to-spotóbvio-a-ponto particlespartículas,
263
768780
2284
alguma partícula óbvia,
nova e grande,
13:03
and we can reportrelatório that there are noneNenhum.
264
771088
1950
e podemos reportar
que não há nenhuma.
13:05
We saw a weird-lookingestranho-olhando alienestrangeiro bumpcolisão
on a distantdistante mountainmontanha,
265
773631
2673
Vimos um alienígena estranho
numa montanha distante,
13:08
but onceuma vez we got closermais perto,
we saw it was a rockRocha.
266
776328
2170
mas quando nos aproximámos,
vimos que era uma pedra.
13:10
But then what do we do?
Do we just give up and flymosca away?
267
778816
2640
Então que fazemos?
Desistimos e vamos embora?
13:13
AbsolutelyAbsolutamente not;
268
781480
1287
De modo nenhum;
13:14
we would be terribleterrivel scientistscientistas if we did.
269
782791
2305
seriamos cientistas terríveis
se o fizéssemos.
13:17
No, we spendgastar the nextPróximo couplecasal
of decadesdécadas exploringexplorando,
270
785120
3613
Vamos passar as próximas décadas
a explorar,
13:20
mappingmapeamento out the territoryterritório,
271
788757
1480
a mapear o terreno,
13:22
siftingpeneiração throughatravés the sandareia
with a fine instrumentinstrumento,
272
790261
2365
a peneirar a areia
com um bom instrumento,
13:24
peekinga espreitar undersob everycada stonepedra,
273
792650
1458
a espreitar por baixo de cada pedra,
13:26
drillingperfuração undersob the surfacesuperfície.
274
794132
1554
a perfurar a superfície.
13:28
NewNovo particlespartículas can eitherou
showexposição up immediatelyimediatamente
275
796106
2593
Novas partículas podem
aparecer imediatamente
13:30
as biggrande, obvious-to-spotóbvio-a-ponto bumpssolavancos,
276
798723
2133
como bossas grandes e óbvias,
13:32
or they can only revealrevelar themselvessi mesmos
after yearsanos of datadados takinglevando.
277
800880
3941
ou podem-se revelar
depois de anos de aquisição de dados.
13:38
HumanityHumanidade has just beguncomeçou its explorationexploração
at the LHCLHC at this biggrande highAlto energyenergia,
278
806103
4410
A Humanidade só agora começou a exploração
no GCH com a sua energia alta,
13:42
and we have much searchingprocurando to do.
279
810537
1791
e temos muito para pesquisar.
13:44
But what if, even after 10 or 20 yearsanos,
we still find no newNovo particlespartículas?
280
812352
5825
Mas e se, depois de 10 ou 20 anos,
não descobrimos mais partículas novas?
13:51
We buildconstruir a biggerMaior machinemáquina.
281
819053
1695
Construímos uma máquina maior.
13:52
(LaughterRiso)
282
820772
1574
(Risos)
13:54
We searchpesquisa at highersuperior energiesenergias.
283
822370
1690
Procuramos com energias ainda mais altas.
13:56
We searchpesquisa at highersuperior energiesenergias.
284
824476
1570
Procuramos com energias ainda mais altas.
13:58
PlanningPlanejamento is already underwayem andamento
for a 100-kilometer-quilômetro tunneltúnel
285
826946
3053
Já estão a ser feitos planos
para um túnel de 100 km
14:02
that will collidecolidir particlespartículas
at 10 timesvezes the energyenergia of the LHCLHC.
286
830612
2976
que irá colidir partículas
com 10 vezes mais energia que o GCH.
14:05
We don't decidedecidir where
naturenatureza placeslocais newNovo particlespartículas.
287
833612
2337
Não decidimos onde a natureza
coloca novas partículas.
14:08
We only decidedecidir to keep exploringexplorando.
288
836366
1646
Só podemos decidir
continuar a explorar.
14:10
But what if, even after
a 100-kilometer-quilômetro tunneltúnel
289
838036
2558
E se, mesmo com um túnel
de 100 quiilómetros
14:12
or a 500-kilometer-quilômetro tunneltúnel
290
840618
1860
ou com um túnel com 500 km,
14:14
or a 10,000-kilometer-quilômetro
colliderHádrons floatingflutuando in spaceespaço
291
842502
2841
ou um colisor com 10 000 km
a flutuar no espaço
14:17
betweenentre the EarthTerra and the MoonLua,
292
845367
1578
entre a Terra e a Lua,
14:18
we still find no newNovo particlespartículas?
293
846969
3062
não encontrarmos novas partículas?
14:23
Then perhapspossivelmente we're doing
particlepartícula physicsfísica wrongerrado.
294
851597
2694
Então talvez estejamos a fazer mal
a física de partículas.
14:26
(LaughterRiso)
295
854315
1791
(Risos)
14:28
PerhapsTalvez we need to rethinkrepensar things.
296
856130
1957
Talvez tenhamos de repensar as coisas.
14:31
Maybe we need more resourcesRecursos,
technologytecnologia, expertiseperícia
297
859127
3262
Talvez precisemos de mais recursos,
mais tecnologia e conhecimentos
14:34
than what we currentlyatualmente have.
298
862413
1508
do que temos neste momento.
14:36
We already use artificialartificial intelligenceinteligência
and machinemáquina learningAprendendo techniquestécnicas
299
864610
3341
Já usamos inteligência artificial
e aprendizagem automática
14:39
in partspartes of the LHCLHC,
300
867975
1153
em partes do GCH,
mas imaginem uma experiência
de física de partículas
14:41
but imagineImagine designingprojetando
a particlepartícula physicsfísica experimentexperimentar
301
869152
2406
14:43
usingusando suchtal sophisticatedsofisticado algorithmsalgoritmos
302
871582
1669
usando algoritmos sofisticados
14:45
that it could teachEnsinar itselfem si to discoverdescobrir
a hyperdimensionalhiper-dimensional gravitongráviton.
303
873275
3168
que podem ensinar a si mesmos a descobrir
gravitões hiper-dimensionais.
14:48
But what if?
304
876467
1157
Mas e se...
uma última pergunta:
14:49
What if the ultimatefinal questionquestão:
305
877648
1445
E se a inteligência artificial não puder
ajudar a responder às nossas perguntas?
14:51
What if even artificialartificial intelligenceinteligência
can't help us answerresponda our questionsquestões?
306
879117
3473
14:54
What if these openaberto questionsquestões,
for centuriesséculos,
307
882614
2111
E se estas perguntas,
velhas de séculos,
estão destinadas a não terem resposta
num futuro próximo?
14:56
are destineddestinada to be unansweredsem resposta
for the foreseeableprevisível futurefuturo?
308
884749
2669
14:59
What if the stuffcoisa that's botheredincomodado me
sinceDesde a I was a little kidcriança
309
887442
2929
E se o que me tem incomodado
desde a minha infancia
15:02
is destineddestinada to be unansweredsem resposta
in my lifetimetempo de vida?
310
890395
2523
não tiver respostas durante a minha vida?
15:06
Then that ...
311
894395
1156
Então...
15:08
will be even more fascinatingfascinante.
312
896282
2094
ainda será mais fascinante.
15:12
We will be forcedforçado to think
in completelycompletamente newNovo waysmaneiras.
313
900144
3225
Seremos forçados a pensar
de formas diferentes.
15:16
We'llNós vamos have to go back to our assumptionspremissas,
314
904361
2058
Voltaremos às nossas premissas,
15:18
and determinedeterminar if there was
a flawfalha somewherealgum lugar.
315
906443
2339
e determinar se houve uma falha algures.
15:21
And we'llbem need to encourageencorajar more people
to joinJunte-se us in studyingestudando scienceCiência
316
909401
3395
Teremos de encorajar mais pessoas
para se juntarem a nós a estudar ciência
15:24
sinceDesde a we need freshfresco eyesolhos
on these century-oldséculo-velha problemsproblemas.
317
912820
3062
pois precisamos de olhos novos
para estas questões centenárias.
15:27
I don't have the answersresponde,
and I'm still searchingprocurando for them.
318
915906
3134
Não tenho as respostas e ainda as procuro.
15:31
But someonealguém -- maybe
she's in schoolescola right now,
319
919064
2329
Mas alguém
— talvez esteja na escola agora,
talvez ainda não tenha nascido —
15:33
maybe she's not even bornnascermos yetainda --
320
921417
1684
15:35
could eventuallyeventualmente guideguia us to see physicsfísica
in a completelycompletamente newNovo way,
321
923783
3133
talvez nos possa guiar
para ver a física de forma diferente,
15:38
and to pointponto out that perhapspossivelmente
we're just askingPerguntando the wrongerrado questionsquestões.
322
926940
4268
para mostrar que talvez estejamos
a fazer as perguntas erradas.
15:44
WhichQue would not be the endfim of physicsfísica,
323
932112
2410
O que não seria o fim da física,
15:46
but a novelromance beginningcomeçando.
324
934546
1406
mas um novo começo.
15:49
Thank you.
325
937204
1150
Obrigado.
15:50
(ApplauseAplausos)
326
938378
2541
(Aplausos)
Translated by Carla Berjano
Reviewed by Margarida Ferreira

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
James Beacham - Experimental particle physicist
James Beacham is an experimental high-energy particle physicist working with the ATLAS collaboration at CERN's Large Hadron Collider.

Why you should listen

As part of the ATLAS collaboration at CERN's Large Hadron Collider, one of the teams that discovered the Higgs boson in 2012, James Beacham is on the hunt for evidence of new particles -- dark photons, gravitons, dark matter and exotic Higgs bosons among them.

Previously, Beacham was part of a small team of researchers who, in 2009, searched for the Higgs boson in an unlikely place: data taken by the ALEPH experiment at CERN's Large Electron-Positron collider, nine years after it had stopped running. He has also worked with the APEX collaboration, a groundbreaking search for dark photons using existing particle physics facilities designed for very different purposes.

Beacham completed his PhD at New York University in 2014 and is currently a post-doctoral researcher with the ATLAS experiment group of the Ohio State University. He has been a guest on NPR's "Science Friday," participated in documentaries on the BBC and the Discovery Channel and talked particle physics with the New York Times and WIRED.

In addition to his ongoing research, Beacham is dedicated to making particle physics accessible to all. He has communicated science to the public with Symmetry Magazine, US/LHC, the Science Museum in London, the Institute of Physics, the World Science Fair and on the Web.

In 2015, Beacham organized Ex/Noise/CERN, a project colliding particle physics with experimental music to celebrate the LHC’s switch on to 13 trillion electron volts.

More profile about the speaker
James Beacham | Speaker | TED.com