TEDxCERN
Gian Giudice: Why our universe might exist on a knife-edge
Gian Giudice: Warum unser Universum auf Messers Schneide steht
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Die größte Überraschung der Entdeckung des Higgs-Bosons? Dass es keine Überraschungen gab. Gian Giudice erklärt uns ein Problem der theoretischen Physik: Was, wenn das Higgs-Feld in einem ultradichten Zustand gerät, der den Kollaps aller atomaren Materie bedeuten würde? Geistreich und charmant malt Giudice ein düsteres Szenario aus - und sagt uns, warum wir uns noch nicht sorgen müssen. (Aufgenommen bei TEDxCERN).
Gian Giudice - Theoretical physicist
Gian Giudice is a theoretical physicist who has contributed greatly to our present understanding of particle physics and cosmology. Full bio
Gian Giudice is a theoretical physicist who has contributed greatly to our present understanding of particle physics and cosmology. Full bio
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00:13
So last year, on the Fourth of July,
0
1179
2344
Letztes Jahr, am 4. Juli,
00:15
experiments at the Large Hadron Collider
1
3523
2499
wurde beim Experiment
am Large Hadron Collider
am Large Hadron Collider
00:18
discovered the Higgs boson.
2
6022
2290
das Higgs-Boson entdeckt.
00:20
It was a historical day.
3
8312
1968
Es war ein historischer Tag.
00:22
There's no doubt that from now on,
4
10280
2295
Zweifellos wird man sich von nun an,
00:24
the Fourth of July will be remembered
5
12575
1834
an den 4. Juli
00:26
not as the day of the Declaration of Independence,
6
14409
2442
nicht als den Unabhängigkeitstag
der Vereinigten Staaten erinnern,
der Vereinigten Staaten erinnern,
00:28
but as the day of the discovery of the Higgs boson.
7
16851
3834
sondern als den der Entdeckung
des Higgs-Bosons.
des Higgs-Bosons.
00:32
Well, at least, here at CERN.
8
20685
2432
Zumindest hier am CERN.
00:35
But for me, the biggest surprise of that day
9
23117
4155
Aber die größte Überraschung
für mich an diesem Tag war,
für mich an diesem Tag war,
00:39
was that there was no big surprise.
10
27272
2499
dass es eigentlich
keine große Überraschung war.
keine große Überraschung war.
00:41
In the eye of a theoretical physicist,
11
29771
2599
In den Augen
eines theoretischen Physikers
eines theoretischen Physikers
00:44
the Higgs boson is a clever explanation
12
32370
1893
ist das Higgs-Boson eine kluge Erklärung,
00:46
of how some elementary particles gain mass,
13
34263
3523
wie einige Elementarteilchen Masse
erhalten,
erhalten,
00:49
but it seems a fairly unsatisfactory
14
37786
2836
aber es scheint eine wenig
zufriedenstellende
zufriedenstellende
00:52
and incomplete solution.
15
40622
2206
und unvollständige Lösung zu sein.
00:54
Too many questions are left unanswered.
16
42828
3024
Zu viele Frage bleiben unbeantwortet.
00:57
The Higgs boson does not share the beauty,
17
45852
2835
Das Higgs-Boson teilt nicht die Schönheit,
01:00
the symmetry, the elegance,
18
48687
1885
die Symmetrie und die Eleganz
01:02
of the rest of the elementary particle world.
19
50572
2728
der übrigen Welt der Elementarteilchen.
01:05
For this reason, the majority of theoretical physicists
20
53300
3622
Daher glaubt die Mehrheit der
theoretischen Physiker,
theoretischen Physiker,
01:08
believe that the Higgs boson could not
21
56922
2942
dass das Higgs-Boson nicht
01:11
be the full story.
22
59864
2482
alles sein kann.
01:14
We were expecting new particles and new phenomena
23
62346
2854
Wir erwarteten neue Partikel
und neue Phänomene
und neue Phänomene
01:17
accompanying the Higgs boson.
24
65200
2450
in Begleitung des Higgs-Bosons.
01:19
Instead, so far, the measurements
25
67650
2318
Stattdessen haben die Messungen
01:21
coming from the LHC show no signs of new particles
26
69968
3758
vom LHC bislang weder Anzeichen
neuer Partikel erkennen lassen,
neuer Partikel erkennen lassen,
01:25
or unexpected phenomena.
27
73726
2149
noch sonstige unerwartete Phänomene
offengelegt.
offengelegt.
01:27
Of course, the verdict is not definitive.
28
75875
3653
Natürlich ist das Urteil nicht endgültig.
01:31
In 2015, the LHC will almost double
29
79528
3994
2015 wird der LHC die Energie
01:35
the energy of the colliding protons,
30
83522
2691
kollidierender Protonen nahezu verdoppeln
01:38
and these more powerful collisions
31
86213
2071
und diese mächtigeren Kollisionen
01:40
will allow us to explore further the particle world,
32
88284
4584
erlauben uns die weitere
Ergründung der Partikelwelt
Ergründung der Partikelwelt
01:44
and we will certainly learn much more.
33
92868
3132
und wir werden sicher viel mehr lernen.
01:48
But for the moment, since we have found
34
96000
3146
Aber da wir für den Moment nichts
gefunden haben,
gefunden haben,
01:51
no evidence for new phenomena, let us suppose
35
99146
3149
das neue Phänomene belegt,
nehmen wir einmal an,
nehmen wir einmal an,
01:54
that the particles that we know today,
36
102295
3164
dass die Partikel, die wir heute kennen,
01:57
including the Higgs boson,
37
105459
1856
das Higgs-Boson eingeschlossen,
01:59
are the only elementary particles in nature,
38
107315
3285
die einzigen Elementarteilchen
in der Natur sind,
in der Natur sind,
02:02
even at energies much larger
39
110600
2744
sogar bei viel höherer Energie,
02:05
than what we have explored so far.
40
113344
2766
als wir bislang erforscht haben.
02:08
Let's see where this hypothesis is going to lead us.
41
116110
4632
Schauen wir mal,
wo uns diese Hypothese hinführt.
wo uns diese Hypothese hinführt.
02:12
We will find a surprising and intriguing result
42
120742
3432
Wir werden ein überraschendes
und fesselndes Ergebnis
und fesselndes Ergebnis
02:16
about our universe, and to explain my point,
43
124174
3799
über unser Universum bekommen.
Zum besseren Verständnis
Zum besseren Verständnis
02:19
let me first tell you what the Higgs is about,
44
127973
3876
lassen Sie mich zunächst
das Higgs erklären.
das Higgs erklären.
02:23
and to do so, we have to go back
45
131849
3134
Dazu müssen wir zu
02:26
to one tenth of a billionth of a second
46
134983
4357
einem Zehntel einer Milliardstel Sekunde
02:31
after the Big Bang.
47
139340
1531
nach dem Urknall zurückkehren.
02:32
And according to the Higgs theory,
48
140871
2041
Nach der Higgs Theorie
02:34
at that instant, a dramatic event took place
49
142912
3366
fand im Universum zu jenem Zeitpunkt
02:38
in the universe.
50
146278
1591
ein dramatisches Ereignis statt.
02:39
Space-time underwent a phase transition.
51
147869
4791
Die Raumzeit durchlief einen
Phasenübergang.
Phasenübergang.
02:44
It was something very similar to the phase transition
52
152660
3077
Er war dem Phasenübergang sehr ähnlich,
02:47
that occurs when water turns into ice
53
155737
3545
der sich beim Wandel von Wasser zu Eis
02:51
below zero degrees.
54
159282
1961
unterhalb Null Grad vollzieht.
02:53
But in our case, the phase transition
55
161243
2940
Aber jener Phasenübergang
02:56
is not a change in the way the molecules
56
164183
2531
war keine Änderung des Zustands
02:58
are arranged inside the material,
57
166714
2286
der in der Materie angeordneten Moleküle,
03:01
but is about a change
58
169000
1888
sondern eine Änderung
03:02
of the very fabric of space-time.
59
170888
3626
im Gewebe der Raumzeit selbst.
03:06
During this phase transition, empty space
60
174514
2626
Während des Phasenübergangs
wurde leerer Raum
wurde leerer Raum
03:09
became filled with a substance
61
177140
2672
mit einer Substanz gefüllt,
03:11
that we now call Higgs field.
62
179812
3032
die wir jetzt Higgs-Feld nennen.
03:14
And this substance may seem invisible to us,
63
182844
2329
Diese Substanz mag für uns
unsichtbar erscheinen,
unsichtbar erscheinen,
03:17
but it has a physical reality.
64
185173
2678
doch sie ist von physischer Realität.
03:19
It surrounds us all the time,
65
187851
2058
Sie umgibt uns immer,
03:21
just like the air we breathe in this room.
66
189909
3701
wie die Luft, die wir in diesem Raum atmen.
03:25
And some elementary particles interact
67
193610
2318
Einige Elementarteilchen interagieren
03:27
with this substance, gaining energy in the process.
68
195928
3828
mit dieser Substanz, gewinnen Energie
im Prozess.
im Prozess.
03:31
And this intrinsic energy is what we call
69
199756
3075
Diese intrinsische Energie bezeichnen wir
03:34
the mass of a particle,
70
202831
2133
als die Masse eines Teilchens
03:36
and by discovering the Higgs boson, the LHC
71
204964
3253
und mit der Entdeckung
des Higgs-Bosons wurde am LHC
des Higgs-Bosons wurde am LHC
03:40
has conclusively proved that this substance is real,
72
208217
4532
eindeutig bewiesen,
dass diese Substanz real ist,
dass diese Substanz real ist,
03:44
because it is the stuff the Higgs bosons are made of.
73
212749
3919
denn sie ist der Stoff,
aus dem die Higgs-Bosonen bestehen.
aus dem die Higgs-Bosonen bestehen.
03:48
And this, in a nutshell, is the essence of the Higgs story.
74
216668
3444
Dies ist, kurzum,
das Wesentliche über das Higgs.
das Wesentliche über das Higgs.
03:52
But this story is far more interesting than that.
75
220112
4743
Aber es geht um viel mehr als das.
03:56
By studying the Higgs theory,
76
224855
2311
Bei Untersuchungen der Higgs-Theorie
03:59
theoretical physicists discovered,
77
227166
2360
entdeckten theoretische Physiker,
04:01
not through an experiment
78
229526
1904
nicht durch ein Experiment,
04:03
but with the power of mathematics,
79
231430
2476
aber dank der Kraft der Mathematik,
04:05
that the Higgs field does not necessarily exist
80
233906
3712
dass das Higgs-Feld nicht unbedingt nur
04:09
only in the form that we observe today.
81
237618
3337
in der Form existiert,
die wir heute kennen.
die wir heute kennen.
04:12
Just like matter can exist as liquid or solid,
82
240955
5045
So wie Materie flüssig
oder gasförmig sein kann,
oder gasförmig sein kann,
04:18
so the Higgs field, the substance that fills all space-time,
83
246000
4572
könnte das Higgs-Feld,
die Substanz in der Raumzeit,
die Substanz in der Raumzeit,
04:22
could exist in two states.
84
250572
3354
in zwei Zuständen existieren.
04:25
Besides the known Higgs state,
85
253926
2310
Neben dem bekannten Higgs-Zustand
04:28
there could be a second state in which the Higgs field
86
256236
3147
könnte ein zweiter existieren,
in dem das Higgs-Feld
in dem das Higgs-Feld
04:31
is billions and billions times denser
87
259383
3536
Milliarden milliardenfach dichter ist,
04:34
than what we observe today,
88
262919
2045
als wir es heute beobachten,
04:36
and the mere existence of another state
89
264964
3487
und die bloße Existenz
eines anderen Zustands
eines anderen Zustands
04:40
of the Higgs field poses a potential problem.
90
268451
4245
des Higgs-Feldes stellt
ein potenzielles Problem dar.
ein potenzielles Problem dar.
04:44
This is because, according to the laws
91
272696
3238
Denn laut den Gesetzen
04:47
of quantum mechanics, it is possible
92
275934
2693
der Quantenmechanik ist es möglich,
04:50
to have transitions between two states,
93
278627
2832
einen Übergang zwischen den Zuständen
04:53
even in the presence of an energy barrier
94
281459
2949
auch bei einer Energiebarriere zu schaffen,
04:56
separating the two states,
95
284408
2628
die die Zustände trennt.
04:59
and the phenomenon is called,
96
287036
2209
Dieses Phänomen nennt sich,
05:01
quite appropriately, quantum tunneling.
97
289245
4142
sehr zutreffend, "Quantentunneln".
05:05
Because of quantum tunneling,
98
293387
1891
Durch Quantentunneln
05:07
I could disappear from this room
99
295278
2533
könnte ich aus diesem Raum verschwinden
05:09
and reappear in the next room,
100
297811
3322
und im nächsten wieder erscheinen,
05:13
practically penetrating the wall.
101
301133
3395
indem ich einfach die Wand durchdringe.
05:16
But don't expect me to actually perform the trick
102
304528
2815
Aber erwarten Sie nicht, dass ich den Trick
05:19
in front of your eyes, because the probability
103
307343
2578
hier vor Ihren Augen vorführe,
denn die Wahrscheinlichkeit
denn die Wahrscheinlichkeit
05:21
for me to penetrate the wall is ridiculously small.
104
309921
4388
die Wand zu durchdringen,
ist lächerlich gering.
ist lächerlich gering.
05:26
You would have to wait a really long time
105
314309
2598
Sie müssten wirklich lange warten,
05:28
before it happens, but believe me,
106
316907
2132
bevor das geschieht, aber glauben Sie mir,
05:31
quantum tunneling is a real phenomenon,
107
319039
3177
Quantentunneln ist ein reales Phänomen,
05:34
and it has been observed in many systems.
108
322216
3195
und es ist in vielen Systemen
beobachtet worden.
beobachtet worden.
05:37
For instance, the tunnel diode,
109
325411
2562
Zum Beispiel, die Tunneldiode,
05:39
a component used in electronics,
110
327973
2197
eine Komponente in der Elektronik
05:42
works thanks to the wonders
111
330170
2422
funktioniert dank des Wunders
05:44
of quantum tunneling.
112
332592
2320
des Quantentunnelns.
05:46
But let's go back to the Higgs field.
113
334912
2292
Aber zurück zum Higgs-Feld.
05:49
If the ultra-dense Higgs state existed,
114
337204
4563
Wenn der ultradichte Higgs-Zustand
existierte,
existierte,
05:53
then, because of quantum tunneling,
115
341767
2354
könnte eine Blase dieses Zustands
05:56
a bubble of this state could suddenly appear
116
344121
3713
aufgrund des Qantentunnelns plötzlich
05:59
in a certain place of the universe at a certain time,
117
347834
3242
in einem bestimmten Raum des Universums
zu einer bestimmter Zeit erscheinen,
zu einer bestimmter Zeit erscheinen,
06:03
and it is analogous to what happens when you boil water.
118
351076
3765
ähnlich zu dem,
was beim Kochen von Wasser geschieht.
was beim Kochen von Wasser geschieht.
06:06
Bubbles of vapor form inside the water,
119
354841
3089
Dampfblasen bilden sich im Wasser,
06:09
then they expand, turning liquid into gas.
120
357930
3856
expandieren und wandeln
Flüssigkeit zu Gas.
Flüssigkeit zu Gas.
06:13
In the same way, a bubble of the ultra-dense Higgs state
121
361786
4804
So könnten auch Blasen
des ultradichten Higgs-Zustands
des ultradichten Higgs-Zustands
06:18
could come into existence because of quantum tunneling.
122
366590
3427
durch Quantentunneln entstehen.
06:22
The bubble would then expand at the speed of light,
123
370017
2837
Die Blase würde mit
Lichtgeschwindigkeit expandieren,
Lichtgeschwindigkeit expandieren,
06:24
invading all space, and turning the Higgs field
124
372854
3486
den Raum einnehmen und das Higgs-Feld
06:28
from the familiar state into a new state.
125
376340
3649
den bekannten in einen
neuen Zustand umwandeln.
neuen Zustand umwandeln.
06:31
Is this a problem? Yes, it's a big a problem.
126
379989
4161
Ist das ein Problem?
Ja, ein großes Problem.
Ja, ein großes Problem.
06:36
We may not realize it in ordinary life,
127
384150
2745
Wir mögen im täglichen Leben
nichts davon merken,
nichts davon merken,
06:38
but the intensity of the Higgs field is critical
128
386895
3205
aber die Intensität des Higgs-Feldes
ist entscheidend
ist entscheidend
06:42
for the structure of matter.
129
390100
2645
für die Struktur von Materie.
06:44
If the Higgs field were only a few times more intense,
130
392745
4073
Wäre das Higgs-Feld
nur ein bisschen stärker,
nur ein bisschen stärker,
06:48
we would see atoms shrinking, neutrons decaying
131
396818
2944
sähen wir Atome schrumpfen,
06:51
inside atomic nuclei, nuclei disintegrating,
132
399762
3686
Neutronen in den Kernen zerfallen,
Kerne sich auflösen,
Kerne sich auflösen,
06:55
and hydrogen would be
133
403448
2340
und Wasserstoff wäre
06:57
the only possible chemical element in the universe.
134
405788
4352
das einzig mögliche Element im Universum.
07:02
And the Higgs field, in the ultra-dense Higgs state,
135
410140
3011
Das Higgs-Feld im
ultradichten Higgs-Zustand ist
ultradichten Higgs-Zustand ist
07:05
is not just a few times more intense than today,
136
413151
3814
nicht nur um einige Male stärker als heute,
07:08
but billions of times,
137
416965
2195
sondern milliardenfach,
07:11
and if space-time were filled by this Higgs state,
138
419160
3202
und in einer Raumzeit,
in diesem Higgs-Zustand,
in diesem Higgs-Zustand,
07:14
all atomic matter would collapse.
139
422362
3153
kollabierte alle atomare Materie.
07:17
No molecular structures would be possible, no life.
140
425515
4490
Keine molekularen Strukturen
wären möglich, kein Leben.
wären möglich, kein Leben.
07:22
So, I wonder, is it possible
141
430005
3338
Daher frage ich mich, ob es möglich ist,
07:25
that in the future, the Higgs field
142
433343
2586
dass das Higgs-Feld in der Zukunft
07:27
will undergo a phase transition and,
143
435929
2565
einen Phasenübergang durchlaufen,
07:30
through quantum tunneling, will be transformed
144
438494
3129
und durch Quantentunneln
07:33
into this nasty, ultra-dense state?
145
441623
4687
in diesen schlimmen,
ultradichten Zustand umgewandelt wird?
ultradichten Zustand umgewandelt wird?
07:38
In other words, I ask myself, what is the fate
146
446310
3525
Anders gesagt: Was ist das Schicksal
07:41
of the Higgs field in our universe?
147
449835
3083
des Higgs-Felds in unserem Universum?
07:44
And the crucial ingredient necessary
148
452918
2251
Der Kernbestandteil zur Beantwortung
07:47
to answer this question is the Higgs boson mass.
149
455169
4386
dieser Frage ist die Masse
des Higgs-Bosons.
des Higgs-Bosons.
07:51
And experiments at the LHC found that the mass
150
459555
4111
Die Experimente am LHC zeigten,
dass die Masse
dass die Masse
07:55
of the Higgs boson is about 126 GeV.
151
463666
4274
des Higgs-Bosons ungefähr 126 GeV beträgt.
07:59
This is tiny when expressed in familiar units,
152
467940
3036
Das ist winzig, in herkömmlichen Einheiten
ausgedrückt,
ausgedrückt,
08:02
because it's equal to something like
153
470976
1320
weil es in etwa
08:04
10 to the minus 22 grams,
154
472296
2207
10 hoch minus 22 Gramm entspricht,
08:06
but it is large in particle physics units,
155
474503
3970
aber in den Einheiten der Teilchenphysik
ist es viel,
ist es viel,
08:10
because it is equal to the weight
156
478473
2104
weil es dem Gewicht
08:12
of an entire molecule
157
480577
2246
eines ganzen Moleküls
08:14
of a DNA constituent.
158
482823
2420
eines DNA-Bestandteils entspricht.
08:17
So armed with this information from the LHC,
159
485243
3387
Mit diesen Informationen des LHC
08:20
together with some colleagues here at CERN,
160
488630
1944
machten wir uns mit einigen Kollegen
am CERN daran,
am CERN daran,
08:22
we computed the probability
161
490574
1909
die Wahrscheinlichkeit zu berechnen,
08:24
that our universe could quantum tunnel
162
492483
3015
dass unser Universum sich
durch Quantentunneln
durch Quantentunneln
08:27
into the ultra-dense Higgs state,
163
495498
3118
in den ultradichten Higgs-Zustand
umwandelt,
umwandelt,
08:30
and we found a very intriguing result.
164
498616
3677
und wir bekamen ein
sehr verblüffendes Ergebnis.
sehr verblüffendes Ergebnis.
08:34
Our calculations showed
165
502293
2149
Unsere Berechnungen zeigten,
08:36
that the measured value of the Higgs boson mass
166
504442
3172
dass der gemessene Wert
der Higgs-Boson-Masse
der Higgs-Boson-Masse
08:39
is very special.
167
507614
1845
sehr besonders ist.
08:41
It has just the right value
168
509459
2919
Sie hat gerade den richtigen Wert,
08:44
to keep the universe hanging
169
512378
2693
das Universum am Rande einer
08:47
in an unstable situation.
170
515071
2570
instabilen Situation zu halten.
08:49
The Higgs field is in a wobbly configuration
171
517641
3256
Das Higgs-Feld ist in
einer wackeligen Konfiguration,
einer wackeligen Konfiguration,
08:52
that has lasted so far
172
520897
2049
die bislang gehalten hat,
08:54
but that will eventually collapse.
173
522946
3045
aber letztendlich kollabieren wird.
08:57
So according to these calculations,
174
525991
3179
Nach diesen Berechnungen
09:01
we are like campers
175
529170
2030
sind wir also wie Camper,
09:03
who accidentally set their tent
176
531200
2452
die ihr Zelt versehentlich
09:05
at the edge of a cliff.
177
533652
1794
auf der Kante einer Klippe
aufgestellt haben.
aufgestellt haben.
09:07
And eventually, the Higgs field
178
535446
1790
Das Higgs-Feld wird schlussendlich,
09:09
will undergo a phase transition
179
537236
1936
einen Phasenübergang durchlaufen
09:11
and matter will collapse into itself.
180
539172
3044
und die Materie
wird in sich zusammenfallen.
wird in sich zusammenfallen.
09:14
So is this how humanity is going to disappear?
181
542216
3444
Wird so die Menschheit verschwinden?
09:17
I don't think so.
182
545660
1755
Ich glaube nicht.
09:19
Our calculation shows that quantum tunneling
183
547415
3353
Unsere Berechnungen zeigen,
dass das Quantentunneln
dass das Quantentunneln
09:22
of the Higgs field is not likely to occur
184
550768
3656
des Higgs-Felds wahrscheinlich erst
09:26
in the next 10 to the 100 years,
185
554424
3504
in den nächsten
10 hoch hundert Jahren stattfindet,
10 hoch hundert Jahren stattfindet,
09:29
and this is a very long time.
186
557928
3042
und das ist eine sehr lange Zeit.
09:32
It's even longer than
187
560970
1768
Es ist sogar noch länger hin,
09:34
the time it takes for Italy to form a stable government.
188
562738
3669
als die Zeit, die Italien zur
Bildung einer stabilen Regierung braucht.
Bildung einer stabilen Regierung braucht.
09:38
(Laughter)
189
566407
2407
(Lachen)
09:40
Even so, we will be long gone by then.
190
568814
3791
Selbst dann sind wir längst verschwunden.
09:44
In about five billion years,
191
572605
2608
In etwa fünf Milliarden Jahren
09:47
our sun will become a red giant,
192
575213
2457
wird unsere Sonne zu einem roten Riesen,
09:49
as large as the Earth's orbit,
193
577670
2513
bis hin zur Erdumlaufbahn reichen,
09:52
and our Earth will be kaput,
194
580183
3277
und die Erde wird kaputt sein,
09:55
and in a thousand billion years,
195
583460
2357
und in tausend Milliarden Jahren,
09:57
if dark energy keeps on fueling
196
585817
2286
wenn die dunkle Energie
die Raumexpansion
die Raumexpansion
10:00
space expansion at the present rate,
197
588103
2835
weiterhin mit der
jetzigen Geschwindigkeit antreibt,
jetzigen Geschwindigkeit antreibt,
10:02
you will not even be able to see as far as your toes,
198
590938
4177
können Sie nicht einmal
bis zu Ihren Zehen sehen,
bis zu Ihren Zehen sehen,
10:07
because everything around you
199
595115
1697
weil alles um Sie herum expandiert,
10:08
expands at a rate faster than the speed of light.
200
596812
3701
und das schneller
als die Lichtgeschwindigkeit.
als die Lichtgeschwindigkeit.
10:12
So it is really unlikely
201
600513
1985
Daher ist es sehr unwahrscheinlich,
10:14
that we will be around to see the Higgs field collapse.
202
602498
3870
dass wir den Kollaps des Higgs-Felds
erleben werden.
erleben werden.
10:18
But the reason why I am interested
203
606368
3579
Die Übergang des Higgs-Felds
10:21
in the transition of the Higgs field
204
609947
2012
interessiert mich deshalb so sehr,
10:23
is because I want to address the question,
205
611959
3285
weil ich die Frage aufwerfen möchte,
10:27
why is the Higgs boson mass so special?
206
615244
4965
was die Higgs-Boson-Masse
so besonders macht?
so besonders macht?
10:32
Why is it just right to keep the universe
207
620209
2974
Warum sie gerade richtig ist,
um das Universum
um das Universum
10:35
at the edge of a phase transition?
208
623183
3490
an der Grenze zum Phasenübergang
zu halten?
zu halten?
10:38
Theoretical physicists always ask "why" questions.
209
626673
3862
Theoretische Physiker fragen
immer "Warum?".
immer "Warum?".
10:42
More than how a phenomenon works,
210
630535
2675
Mehr noch wie ein Phänomen funktioniert,
10:45
theoretical physicists are always interested in
211
633210
2472
interessiert theroetische Physiker immer,
10:47
why a phenomenon works in the way it works.
212
635682
3232
"warum" es funktioniert,
"wie" es funktioniert.
"wie" es funktioniert.
10:50
We think that this these "why" questions
213
638914
3362
Wir glauben, dass uns diese "Warum"-Fragen
10:54
can give us clues
214
642276
1723
Hinweise über
10:55
about the fundamental principles of nature.
215
643999
3538
die grundlegenden Prinzipien der Natur
geben können.
geben können.
10:59
And indeed, a possible answer to my question
216
647537
3905
Denn eine mögliche Antwort auf meine Frage
11:03
opens up new universes, literally.
217
651442
4364
eröffnet buchstäblich neue Universen.
11:07
It has been speculated that our universe
218
655806
3441
Es wird spekuliert, dass unser Universum
11:11
is only a bubble in a soapy multiverse
219
659247
4133
nur eine Blase
in einem seifigen Multiversum ist,
in einem seifigen Multiversum ist,
11:15
made out of a multitude of bubbles,
220
663380
2563
das aus Millionen von Blasen besteht,
11:17
and each bubble is a different universe
221
665943
2216
und jede Blase ist ein anderes Universum
11:20
with different fundamental constants
222
668159
1894
mit anderen fundamentalen Konstanten
11:22
and different physical laws.
223
670053
1865
und anderen physikalischen Gesetzen.
11:23
And in this context, you can only talk about
224
671918
2006
In diesem Kontext kann man nur
Aussagen darüber treffen,
Aussagen darüber treffen,
11:25
the probability of finding a certain value of the Higgs mass.
225
673924
4711
wie wahrscheinlich ein
bestimmter Wert des Higgs-Bosons ist.
bestimmter Wert des Higgs-Bosons ist.
11:30
Then the key to the mystery
226
678635
2343
Dann könnte des Rätsels Lösung
11:32
could lie in the statistical properties
227
680978
3263
in den statistischen Eigenschaften
11:36
of the multiverse.
228
684241
2228
des Multiversums liegen.
11:38
It would be something like what happens
229
686469
2414
Es würde so sein
11:40
with sand dunes on a beach.
230
688883
2237
wie mit den Sanddünen am Strand.
11:43
In principle, you could imagine to find sand dunes
231
691120
2872
Im Prinzip ist es vorstellbar,
11:45
of any slope angle in a beach,
232
693992
2430
Sanddünen in beliebigen Neigungswinkeln
am Strand zu finden,
am Strand zu finden,
11:48
and yet, the slope angles of sand dunes
233
696422
4161
doch betragen die Neigungswinkel von Dünen
11:52
are typically around 30, 35 degrees.
234
700583
3470
üblicherweise etwa 30-35°.
11:56
And the reason is simple:
235
704053
1668
Der Grund dafür ist einfach:
11:57
because wind builds up the sand, gravity makes it fall.
236
705721
3678
Wind baut den Sand auf,
die Schwerkraft lässt ihn sinken.
die Schwerkraft lässt ihn sinken.
12:01
As a result, the vast majority of sand dunes
237
709399
2884
Demzufolge haben die meisten Dünen
12:04
have slope angles around the critical value,
238
712283
3919
eine Neigung um den kritischen Wert,
12:08
near to collapse.
239
716202
1984
nahe am Einsturz.
12:10
And something similar could happen
240
718186
2997
Etwas Ähnliches könnte
12:13
for the Higgs boson mass in the multiverse.
241
721183
4537
mit der Higgs-Bosson-Masse
im Multiversum geschehen.
im Multiversum geschehen.
12:17
In the majority of bubble universes,
242
725720
2872
Bei der Mehrheit der Blasen-Universen
12:20
the Higgs mass could be around the critical value,
243
728592
3057
könnte die Higgs-Masse
um den kritischen Wert liegen,
um den kritischen Wert liegen,
12:23
near to a cosmic collapse of the Higgs field,
244
731649
3596
nahe am kosmischen Kollaps
des Higgs-Feldes,
des Higgs-Feldes,
12:27
because of two competing effects,
245
735245
1947
und das aufgrund
zweier konkurrierender Effekte,
zweier konkurrierender Effekte,
12:29
just as in the case of sand.
246
737192
3586
wie bei Sand.
12:32
My story does not have an end,
247
740778
3145
Meine Geschichte hat kein Ende,
12:35
because we still don't know the end of the story.
248
743923
3735
denn wir kennen das Ende
dieser Geschichte noch nicht.
dieser Geschichte noch nicht.
12:39
This is science in progress,
249
747658
3288
Dies ist lebendige Wissenschaft,
12:42
and to solve the mystery, we need more data,
250
750946
3834
um das Geheimnis zu ergünden,
brauchen wir mehr Daten
brauchen wir mehr Daten
12:46
and hopefully, the LHC will soon add new clues
251
754780
4616
und hoffentlich steuert der LHC
bald neue Anhaltspunkte
bald neue Anhaltspunkte
12:51
to this story.
252
759396
2621
zu dieser Geschichte bei.
12:54
Just one number, the Higgs boson mass,
253
762017
3830
Nur eine Zahl,
die Higgs-Boson-Masse,
die Higgs-Boson-Masse,
12:57
and yet, out of this number we learn so much.
254
765847
5329
und doch lernen wir
so viel aus dieser Zahl.
so viel aus dieser Zahl.
13:03
I started from a hypothesis, that the known particles
255
771176
3047
Ich begann mit der Hypothese,
dass die bekannten Teilchen
dass die bekannten Teilchen
13:06
are all there is in the universe,
256
774223
2036
alles im Universum darstellen würden,
13:08
even beyond the domain explored so far.
257
776259
2706
sogar die bereits erforschten Bereiche.
13:10
From this, we discovered that the Higgs field
258
778965
3768
So entdeckten wir, dass das Higgs-Feld,
13:14
that permeates space-time may be standing
259
782733
3443
mit der Raumzeit verwoben ist, möglicherweise
13:18
on a knife edge, ready for cosmic collapse,
260
786176
4557
auf Messers Schneide steht,
bereit zum kosmischen Kollaps,
bereit zum kosmischen Kollaps,
13:22
and we discovered that this may be a hint
261
790733
3550
und wir entdeckten dies
als möglichen Hinweis darauf,
als möglichen Hinweis darauf,
13:26
that our universe is only a grain of sand
262
794283
4033
dass unser Universum nur ein Sandkorn
13:30
in a giant beach, the multiverse.
263
798316
3613
an einem riesigen Strand,
dem Multiversum, ist.
dem Multiversum, ist.
13:33
But I don't know if my hypothesis is right.
264
801929
3251
Aber ich weiß nicht,
ob meine Hypothese stimmt.
ob meine Hypothese stimmt.
13:37
That's how physics works: A single measurement
265
805180
3683
Das ist Physik: Eine einzige Messung
13:40
can put us on the road to a new understanding
266
808863
2864
kann uns den Weg
zu einem neuen Verständnis
zu einem neuen Verständnis
13:43
of the universe
267
811727
1663
des Universums weisen
13:45
or it can send us down a blind alley.
268
813390
3019
oder uns in eine Sackgasse führen.
13:48
But whichever it turns out to be,
269
816409
2564
Aber was es auch sein wird,
13:50
there is one thing I'm sure of:
270
818973
3192
eines weiß ich sicher:
13:54
The journey will be full of surprises.
271
822165
3349
Die Reise wird voller Überraschungen sein.
13:57
Thank you.
272
825514
1373
Vielen Dank.
13:58
(Applause)
273
826887
5248
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Gian Giudice - Theoretical physicistGian Giudice is a theoretical physicist who has contributed greatly to our present understanding of particle physics and cosmology.
Why you should listen
Gian Giudice is a permanent member of CERN's group for theoretical physics. He has researched topics like supersymmetry, extra dimensions and dark matter, and has formulated theories that describe the earliest stages of the universe and that apply our knowledge of the particle world to smaller distances.
As author of the popular book, A Zeptospace Odyssey, Giudice is active in communicating the complex work of the Large Hadron Collider to the public. Meant for the lay reader, the book shares both the innovations needed to build the LHC and the theories it was created to prove. After the Higgs boson discovery, Giudice found the surprising result that, if the Standard Model continues to hold up at very small distances, the universe must be in a critical state, near to a phase transition that could lead to the collapse of all atomic matter. Luckily, in his TED Talk, he shares that this would happen very, very, very far in the future.
Gian Giudice | Speaker | TED.com