TEDxBerlin
James Beacham: How we explore unanswered questions in physics
Џејмс Бичам (James Beacham): Како истражујемо питања у физици
Filmed:
Readability: 4.5
1,572,345 views
Џејмс Бичам је у потрази за одговорима на најбитнија отворена питања у физици и користи највећи научни експеримент икада покренут, ЦЕРН-ов Велики хадронски сударач. У овом забавном и приступачном говору о томе како се наука дешава, Бичам нас води на путовање кроз додатне просторне димензије у потрази за неоткривеним фундаменталним честицама (и објашњењем везаним за мистерије гравитације) и у детаље објашњава порив да се истраживање настави.
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. Full bio
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.
Постоји нешто везано за физику
00:13
There is something about physics
0
1087
4185
што ме је стварно мучило
још од времена када сам био дете.
још од времена када сам био дете.
00:17
that has been really bothering me
since I was a little kid.
since I was a little kid.
1
5296
4000
00:23
And it's related to a question
2
11010
1809
Везано је за питање
00:24
that scientists have been asking
for almost 100 years,
for almost 100 years,
3
12843
3244
које научници постављају
већ скоро 100 година
већ скоро 100 година
00:28
with no answer.
4
16111
1169
без одговора.
00:31
How do the smallest things in nature,
5
19108
3010
Како се најмање ствари у природи,
00:34
the particles of the quantum world,
6
22142
2153
честице квантног света,
00:36
match up with the largest
things in nature --
things in nature --
7
24319
3031
уклапају уз највеће ствари у природи -
00:39
planets and stars and galaxies
held together by gravity?
held together by gravity?
8
27374
3247
планете, звезде и галаксије
које на окупу држи гравитација?
које на окупу држи гравитација?
00:43
As a kid, I would puzzle
over questions just like this.
over questions just like this.
9
31250
2773
Као дете сам пуно размишљао
о оваквим питањима.
о оваквим питањима.
00:46
I would fiddle around
with microscopes and electromagnets,
with microscopes and electromagnets,
10
34047
2892
Проводио сам време
са микроскопима и електромагнетима,
са микроскопима и електромагнетима,
00:48
and I would read
about the forces of the small
about the forces of the small
11
36963
2195
читао о силама малих честица
00:51
and about quantum mechanics
12
39182
1334
и квантној механици
00:52
and I would marvel at how well
that description matched up
that description matched up
13
40540
3564
и дивио се томе колико су се добро
ти описи уклапали
ти описи уклапали
00:56
to our observation.
14
44128
1170
у наша запажања.
00:58
Then I would look at the stars,
15
46220
1583
Затим сам гледао у звезде,
00:59
and I would read about how well
we understand gravity,
we understand gravity,
16
47827
2524
читао о томе колико добро
разумемо гравитацију
разумемо гравитацију
01:02
and I would think surely,
there must be some elegant way
there must be some elegant way
17
50375
3350
и мислио да сигурно постоји
некакав елегантан начин
некакав елегантан начин
01:05
that these two systems match up.
18
53749
2645
да се ова два система уклопе.
01:09
But there's not.
19
57021
1401
Међутим, није га било,
а књиге су говориле:
01:11
And the books would say,
20
59673
1160
„Да, веома добро разумемо
ова два света одвојено,
ова два света одвојено,
01:12
yeah, we understand a lot
about these two realms separately,
about these two realms separately,
21
60857
3183
01:16
but when we try to link
them mathematically,
them mathematically,
22
64064
2610
али када покушамо
да их повежемо математички,
да их повежемо математички,
01:18
everything breaks.
23
66698
1330
све се распадне.“
01:20
And for 100 years,
24
68674
1310
Током 100 година,
01:22
none of our ideas as to how to solve
this basically physics disaster,
this basically physics disaster,
25
70008
5028
ниједна од идеја везаних за решавање
ове катастрофе у физици, у основи,
ове катастрофе у физици, у основи,
01:27
has ever been supported by evidence.
26
75060
1814
није подупрта доказима.
01:30
And to little old me --
27
78271
1654
За моју малену, стару верзију,
за малог, радозналог, скептичног Џејмса,
01:31
little, curious, skeptical James --
28
79949
1810
01:33
this was a supremely unsatisfying answer.
29
81783
2868
ово је био крајње
незадовољавајући одговор.
незадовољавајући одговор.
01:38
So, I'm still a skeptical little kid.
30
86011
2233
Дакле, и даље сам скептично детенце.
01:40
Flash-forward now
to December of 2015,
to December of 2015,
31
88268
3810
Хајде да брзо прескочимо период
до децембра 2015. године,
до децембра 2015. године,
01:45
when I found myself smack in the middle
32
93029
2474
када сам се нашао усред света физике
01:47
of the physics world
being flipped on its head.
being flipped on its head.
33
95527
2940
који се окренуо наглавачке.
01:51
It all started when we at CERN
saw something intriguing in our data:
saw something intriguing in our data:
34
99999
3320
Све је кренуло када смо у ЦЕРН-у
видели нешто интригантно у подацима -
видели нешто интригантно у подацима -
01:55
a hint of a new particle,
35
103343
2274
наговештај нове честице,
01:57
an inkling of a possibly extraordinary
answer to this question.
answer to this question.
36
105641
4216
наговештај могућег невероватног
одговора на ово питање.
одговора на ово питање.
02:03
So I'm still a skeptical
little kid, I think,
little kid, I think,
37
111777
2127
Тако, и даље сам скептично дете, мислим,
02:05
but I'm also now a particle hunter.
38
113928
2133
али сада сам ловац на честице.
02:08
I am a physicist at CERN's
Large Hadron Collider,
Large Hadron Collider,
39
116085
3463
Физичар сам у ЦЕРН-овом
Великом хадронском сударачу,
Великом хадронском сударачу,
02:11
the largest science
experiment ever mounted.
experiment ever mounted.
40
119572
3471
највећем научном експерименту
који је икада покренут.
који је икада покренут.
02:15
It's a 27-kilometer tunnel
on the border of France and Switzerland
on the border of France and Switzerland
41
123877
3535
То је тунел од 27 километара
на граници Француске и Швајцарске,
на граници Француске и Швајцарске,
02:19
buried 100 meters underground.
42
127436
1850
закопан 100 метара испод земље.
02:21
And in this tunnel,
43
129310
1154
У овом тунелу
02:22
we use superconducting magnets
colder than outer space
colder than outer space
44
130488
3953
користимо суперпроводне магнете
хладније од свемира
хладније од свемира
02:26
to accelerate protons
to almost the speed of light
to almost the speed of light
45
134465
3061
да бисмо убрзали протоне
до скоро брзине светлости
до скоро брзине светлости
02:29
and slam them into each other
millions of times per second,
millions of times per second,
46
137550
3877
и сударамо их милион пута у секунди,
02:33
collecting the debris of these collisions
47
141451
2826
а затим прикупљамо остатке ових судара
02:36
to search for new, undiscovered
fundamental particles.
fundamental particles.
48
144301
3971
да бисмо трагали за новим,
неоткривеним елементарним честицама.
неоткривеним елементарним честицама.
Биле су потребне деценије рада
на његовом дизајну и конструкцији
на његовом дизајну и конструкцији
02:40
Its design and construction
took decades of work
took decades of work
49
148727
2464
02:43
by thousands of physicists
from around the globe,
from around the globe,
50
151215
3032
од стране хиљаде физичара
са свих страна света,
са свих страна света,
02:46
and in the summer of 2015,
51
154271
2541
а лета 2015. године
02:48
we had been working tirelessly
to switch on the LHC
to switch on the LHC
52
156836
3424
морали смо непрестано да радимо
да бисмо покренули сударача
да бисмо покренули сударача
02:52
at the highest energy that humans
have ever used in a collider experiment.
have ever used in a collider experiment.
53
160284
4467
уз највећу енергију коју су људи
икада користили у експерименту сударања.
икада користили у експерименту сударања.
02:57
Now, higher energy is important
54
165735
2523
Велика енергија је важна
03:00
because for particles,
there is an equivalence
there is an equivalence
55
168282
2187
јер за честице постоји еквиваленција
03:02
between energy and particle mass,
56
170493
2201
између масе и енергије честице,
03:04
and mass is just a number
put there by nature.
put there by nature.
57
172718
2461
а маса је само број
који је тамо поставила природа.
који је тамо поставила природа.
Да бисмо открили нове честице,
03:08
To discover new particles,
58
176068
1318
03:09
we need to reach these bigger numbers.
59
177410
2122
морамо да стигнемо до ових већих бројева,
а да бисмо то учинили,
03:11
And to do that, we have to build
a bigger, higher energy collider,
a bigger, higher energy collider,
60
179556
3254
морамо да изградимо
већи сударач са већом енергијом,
већи сударач са већом енергијом,
03:14
and the biggest, highest
energy collider in the world
energy collider in the world
61
182834
2565
а највећи сударач са највећом енергијом
03:17
is the Large Hadron Collider.
62
185423
1466
је Велики хадронски сударач.
03:20
And then, we collide protons
quadrillions of times,
quadrillions of times,
63
188271
4899
Затим сударамо протоне
неколико трилиона пута
неколико трилиона пута
03:25
and we collect this data very slowly,
over months and months.
over months and months.
64
193194
4284
и веома полако прикупљамо податке
месецима и месецима.
месецима и месецима.
03:30
And then new particles might show up
in our data as bumps --
in our data as bumps --
65
198813
4335
Затим се нове честице могу појавити
међу нашим подацима као испупчења,
међу нашим подацима као испупчења,
03:35
slight deviations from what you expect,
66
203172
2445
мале девијације од онога што се очекује,
03:37
little clusters of data points
that make a smooth line not so smooth.
that make a smooth line not so smooth.
67
205641
3967
мали скупови података који чине
да глатка линија више није тако глатка.
да глатка линија више није тако глатка.
03:42
For example, this bump,
68
210379
1721
На пример, ово испупчење,
03:45
after months of data-taking in 2012,
69
213010
2533
након вишемесечног прикупљања
података 2012. године,
података 2012. године,
03:47
led to the discovery
of the Higgs particle --
of the Higgs particle --
70
215567
2129
водило је ка открићу Хигсове честице,
03:49
the Higgs boson --
71
217720
1205
Хигсовог бозона,
03:50
and to a Nobel Prize
for the confirmation of its existence.
for the confirmation of its existence.
72
218949
3365
и ка Нобеловој награди
за потврду о његовом постојању.
за потврду о његовом постојању.
03:55
This jump up in energy in 2015
73
223972
3558
Овак скок у енергији 2015. године
04:00
represented the best chance
that we as a species had ever had
that we as a species had ever had
74
228628
3292
био је најбољa шансa
коју смо као врста икада имали
коју смо као врста икада имали
04:03
of discovering new particles --
75
231944
1477
за откривање нових честица;
04:05
new answers to these
long-standing questions,
long-standing questions,
76
233445
2112
нових одговора на стара, отворена питања,
04:07
because it was almost
twice as much energy as we used
twice as much energy as we used
77
235581
3097
јер смо користили
скоро два пута већу енергију
скоро два пута већу енергију
04:10
when we discovered the Higgs boson.
78
238702
1922
него када смо открили Хигсов бозон.
04:12
Many of my colleagues had been working
their entire careers for this moment,
their entire careers for this moment,
79
240648
3741
Многе моје колеге су радиле
током читаве каријере за овај тренутак
током читаве каријере за овај тренутак
04:16
and frankly, to little curious me,
80
244413
2076
и, искрено, за моју малу,
радозналу верзију,
радозналу верзију,
04:18
this was the moment
I'd been waiting for my entire life.
I'd been waiting for my entire life.
81
246513
2910
ово је био тренутак
који сам чекао читав свој живот.
који сам чекао читав свој живот.
04:21
So 2015 was go time.
82
249447
1731
Значи, 2015. година је била година акције.
04:24
So June 2015,
83
252654
2210
Тако је јуна 2015. године
04:27
the LHC is switched back on.
84
255722
2659
сударач поново укључен.
04:31
My colleagues and I held our breath
and bit our fingernails,
and bit our fingernails,
85
259040
2877
Моје колеге и ја смо престали
да дишемо и грицкали смо нокте,
да дишемо и грицкали смо нокте,
04:33
and then finally we saw
the first proton collisions
the first proton collisions
86
261941
2511
а онда смо коначно видели
прве сударе протона
прве сударе протона
04:36
at this highest energy ever.
87
264476
1956
уз највећу енергију икада искоришћену.
04:38
Applause, champagne, celebration.
88
266456
2076
Аплауз, шампањац, славље.
04:40
This was a milestone for science,
89
268556
3596
Ово је била прекретница за науку,
04:44
and we had no idea what we would find
in this brand-new data.
in this brand-new data.
90
272176
4622
а нисмо имали појма шта ћемо наћи
у овим потпуно новим подацима.
у овим потпуно новим подацима.
04:51
And then a few weeks later,
we found a bump.
we found a bump.
91
279990
2178
Неколико недеља касније
нашли смо ново испупчење.
нашли смо ново испупчење.
04:56
It wasn't a very big bump,
92
284192
1676
Није то било велико испупчење,
али је било довољно велико
да се заинтригирате.
да се заинтригирате.
04:58
but it was big enough to make
you raise your eyebrow.
you raise your eyebrow.
93
286952
2512
Међутим, на скали заинтригираности
од један до десет,
од један до десет,
05:01
But on a scale of one to 10
for eyebrow raises,
for eyebrow raises,
94
289488
2251
ако 10 указује на то
да сте пронашли нову честицу,
да сте пронашли нову честицу,
05:03
if 10 indicates that you've
discovered a new particle,
discovered a new particle,
95
291763
2610
ова заинтригираност је била четворка.
05:06
this eyebrow raise is about a four.
96
294397
1727
05:08
(Laughter)
97
296148
1150
(Смех)
05:10
I spent hours, days, weeks
in secret meetings,
in secret meetings,
98
298432
5211
Провео сам сате, дане, недеље
на тајним састанцима,
на тајним састанцима,
расправљајући се са колегама
о овом малом испупчењу,
о овом малом испупчењу,
05:15
arguing with my colleagues
over this little bump,
over this little bump,
99
303667
2360
05:18
poking and prodding it with our most
ruthless experimental sticks
ruthless experimental sticks
100
306051
3236
док смо га чачкали и боцкали
најокрутнијим експерименталним штапићима
најокрутнијим експерименталним штапићима
05:21
to see if it would withstand scrutiny.
101
309311
1977
да бисмо видели да ли може
да издржи испитивање.
да издржи испитивање.
05:23
But even after months
of working feverishly --
of working feverishly --
102
311988
3461
Међутим, чак и након грозничавог рада
од неколико месеци,
од неколико месеци,
05:27
sleeping in our offices
and not going home,
and not going home,
103
315473
2432
а спавали смо у канцеларијама
и нисмо одлазили кући,
и нисмо одлазили кући,
05:29
candy bars for dinner,
104
317929
2077
вечерали смо чоколадице,
05:32
coffee by the bucketful --
105
320030
1570
испијали огромне количине кафе -
05:33
physicists are machines
for turning coffee into diagrams --
for turning coffee into diagrams --
106
321624
4243
физичари су машине
које претварају кафу у дијаграме -
које претварају кафу у дијаграме -
05:37
(Laughter)
107
325891
1399
(Смех)
05:39
This little bump would not go away.
108
327314
2536
Ова малена избочина није хтела да нестане.
05:42
So after a few months,
109
330704
2138
Тако, након неколико месеци,
05:44
we presented our little bump to the world
with a very clear message:
with a very clear message:
110
332866
3710
представили смо нашу малу избочину свету
уз веома јасну поруку -
уз веома јасну поруку -
05:49
this little bump is interesting
but it's not definitive,
but it's not definitive,
111
337457
2711
ова мала избочина је интересантна,
али није дефинитивна,
али није дефинитивна,
05:52
so let's keep an eye on it
as we take more data.
as we take more data.
112
340192
3329
па хајде да је пратимо
док прикупљамо још података.
док прикупљамо још података.
05:55
So we were trying to be
extremely cool about it.
extremely cool about it.
113
343872
2291
Дакле, покушавали смо да будемо
изузетно опуштени у вези са овим,
изузетно опуштени у вези са овим,
05:59
And the world ran with it anyway.
114
347463
2188
а свет је ово прихватио.
06:02
The news loved it.
115
350383
1632
Новинарима се ово свидело.
06:04
People said it reminded
them of the little bump
them of the little bump
116
352735
2555
Људи су говорили да их подсећа
на малу избочину
на малу избочину
06:07
that was shown on the way
toward the Higgs boson discovery.
toward the Higgs boson discovery.
117
355314
3423
која се указала на путу
ка откривању Хигсовог бозона.
ка откривању Хигсовог бозона.
06:10
Better than that,
my theorist colleagues --
my theorist colleagues --
118
358761
3128
Боље од тога, моје колеге теоретичари -
06:14
I love my theorist colleagues --
119
362548
2317
волим моје колеге теоретичаре -
06:16
my theorist colleagues wrote
500 papers about this little bump.
500 papers about this little bump.
120
364889
3612
моје колеге теоретичари су написали
500 радова о овој малој избочини.
500 радова о овој малој избочини.
06:20
(Laughter)
121
368525
1455
(Смех)
06:22
The world of particle physics
had been flipped on its head.
had been flipped on its head.
122
370574
3966
Свет физике честица окренуо се наглавачке.
06:27
But what was it about this particular bump
123
375745
4242
Ипак, шта је то везано
за ову посебну избочину
за ову посебну избочину
06:32
that caused thousands of physicists
to collectively lose their cool?
to collectively lose their cool?
124
380011
4090
што је проузроковало
да хиљаде физичара постане узнемирено?
да хиљаде физичара постане узнемирено?
Ова мала избочина је била јединствена.
06:37
This little bump was unique.
125
385596
1436
Ова мала избочина је указивала на то
06:40
This little bump indicated
126
388198
1369
06:41
that we were seeing an unexpectedly
large number of collisions
large number of collisions
127
389591
3022
да видимо неочекивано велики број судара
06:44
whose debris consisted
of only two photons,
of only two photons,
128
392637
3331
чији су се остаци састојали
од само два фотона,
од само два фотона,
06:47
two particles of light.
129
395992
1244
две честице светлости,
06:49
And that's rare.
130
397260
1237
а то је ретко.
06:51
Particle collisions are not
like automobile collisions.
like automobile collisions.
131
399069
2620
Судари честица нису као судари аутомобила.
06:53
They have different rules.
132
401713
1519
Подлежу другачијим правилима.
Када се две честице сударе
приближно брзином светлости,
приближно брзином светлости,
06:55
When two particles collide
at almost the speed of light,
at almost the speed of light,
133
403256
2650
сцену преузима квантни свет,
06:57
the quantum world takes over.
134
405930
1421
а у квантном свету
06:59
And in the quantum world,
135
407375
1260
ове две честице
накратко могу да створе нову честицу
накратко могу да створе нову честицу
07:00
these two particles
can briefly create a new particle
can briefly create a new particle
136
408659
3193
07:03
that lives for a tiny fraction of a second
137
411876
2780
која живи мајушни део секунде
пре него што се разложи на честице
које погађају наш детектор.
које погађају наш детектор.
07:06
before splitting into other particles
that hit our detector.
that hit our detector.
138
414680
2881
Замислите судар аутомобила
при ком двоја кола нестану након судара,
при ком двоја кола нестану након судара,
07:09
Imagine a car collision
where the two cars vanish upon impact,
where the two cars vanish upon impact,
139
417585
3405
07:13
a bicycle appears in their place --
140
421014
2269
бицикл се појављује на њиховом месту -
07:15
(Laughter)
141
423307
1071
(Смех)
07:16
And then that bicycle explodes
into two skateboards,
into two skateboards,
142
424402
2461
а затим бицикл у експлозији
створи два скејтборда
створи два скејтборда
који погоде наш детектор.
07:18
which hit our detector.
143
426887
1181
07:20
(Laughter)
144
428092
1379
(Смех)
07:21
Hopefully, not literally.
145
429495
1953
Надамо се, не и буквално.
07:23
They're very expensive.
146
431472
1342
Веома су скупи.
07:26
Events where only two photons
hit out detector are very rare.
hit out detector are very rare.
147
434191
3748
Појава да само два фотона
погоде наш детектор је веома ретка.
погоде наш детектор је веома ретка.
07:29
And because of the special
quantum properties of photons,
quantum properties of photons,
148
437963
3722
А због посебних квантних својстава фотона,
07:33
there's a very small number
of possible new particles --
of possible new particles --
149
441709
3788
постоји веома мали број
могућих нових честица,
могућих нових честица,
07:37
these mythical bicycles --
150
445521
1497
ових митских бицикала,
07:39
that can give birth to only two photons.
151
447042
2243
које могу створити само два фотона.
07:41
But one of these options is huge,
152
449812
2836
Али једна од ове две опције је огромна,
07:44
and it has to do with
that long-standing question
that long-standing question
153
452672
2836
а у вези је са старим отвореним питањем
07:47
that bothered me as a tiny little kid,
154
455532
2522
које ме је мучило
док сам био мајушно дете,
док сам био мајушно дете,
07:50
about gravity.
155
458078
1360
о гравитацији.
07:53
Gravity may seem super strong to you,
156
461946
2672
Можда вам гравитација
делује невероватно снажно,
делује невероватно снажно,
07:56
but it's actually crazily weak
compared to the other forces of nature.
compared to the other forces of nature.
157
464642
4100
али је заправо блесаво слаба
ако се упореди са другим природним силама.
ако се упореди са другим природним силама.
08:00
I can briefly beat gravity when I jump,
158
468766
2631
Накратко могу да победим
гравитацију док скачем,
гравитацију док скачем,
08:04
but I can't pick a proton out of my hand.
159
472390
2843
али не могу да покупим протон са длана.
08:08
The strength of gravity compared
to the other forces of nature?
to the other forces of nature?
160
476463
3216
Снага гравитације у поређењу
са другим природним силама?
са другим природним силама?
08:12
It's 10 to the minus 39.
161
480480
2190
Десет на минус тридесет девет.
08:14
That's a decimal with 39 zeros after it.
162
482694
2537
То је децимала коју прати 39 нула.
08:17
Worse than that,
163
485255
1157
Још горе од тога,
08:18
all of the other known forces of nature
are perfectly described
are perfectly described
164
486436
3027
све друге познате природне силе
су савршено описане
су савршено описане
кроз нешто што називамо
„стандардним моделом“,
„стандардним моделом“,
08:21
by this thing we call the Standard Model,
165
489487
2037
08:23
which is our current best description
of nature at its smallest scales,
of nature at its smallest scales,
166
491548
3435
што је тренутно наш најбољи опис
природе у најмањим размерама,
природе у најмањим размерама,
а искрено,
08:27
and quite frankly,
167
495007
1156
то је и једно од најуспешнијих
људских достигнућа,
људских достигнућа,
08:28
one of the most successful
achievements of humankind --
achievements of humankind --
168
496187
4177
08:32
except for gravity, which is absent
from the Standard Model.
from the Standard Model.
169
500388
4012
осим гравитације, која није присутна
у стандардном моделу.
у стандардном моделу.
08:36
It's crazy.
170
504424
1150
Лудо је.
08:38
It's almost as though most
of gravity has gone missing.
of gravity has gone missing.
171
506046
3100
Као да је већи део гравитације нестао.
08:42
We feel a little bit of it,
172
510394
1667
Осећамо њене делиће,
08:44
but where's the rest of it?
173
512085
1676
али где је њен остатак?
08:45
No one knows.
174
513785
1282
Нико не зна.
08:48
But one theoretical explanation
proposes a wild solution.
proposes a wild solution.
175
516003
4403
Ипак, једно теоретско објашњење
предлаже лудо решење.
предлаже лудо решење.
08:54
You and I --
176
522120
1339
Ви и ја,
08:55
even you in the back --
177
523483
1578
чак и ви у задњим редовима,
08:57
we live in three dimensions of space.
178
525085
2145
живимо у три просторне димензије.
Надам се да то није спорна изјава.
08:59
I hope that's a
non-controversial statement.
non-controversial statement.
179
527254
2557
09:01
(Laughter)
180
529835
1829
(Смех)
09:03
All of the known particles also live
in three dimensions of space.
in three dimensions of space.
181
531688
3438
Све познате честице, такође,
живе у три просторне димензије.
живе у три просторне димензије.
Заправо, „честица“ је само други назив
09:07
In fact, a particle is just another name
182
535150
2190
за ексцитацију у тродимензионалном пољу;
09:09
for an excitation
in a three-dimensional field;
in a three-dimensional field;
183
537364
3009
локализовано померање у простору.
09:12
a localized wobbling in space.
184
540397
1920
09:15
More importantly, all the math
that we use to describe all this stuff
that we use to describe all this stuff
185
543288
3529
Још важније је да сва математика
коју користимо да опишемо све ове ствари
коју користимо да опишемо све ове ствари
09:18
assumes that there are only
three dimensions of space.
three dimensions of space.
186
546841
3073
претпоставља да постоји само
три просторне димензије,
три просторне димензије,
09:21
But math is math, and we can play
around with our math however we want.
around with our math however we want.
187
549938
3381
али математика је математика
и можемо се њоме играти како хоћемо.
и можемо се њоме играти како хоћемо.
Људи су се дуго и поигравали
додатним просторним димензијама,
додатним просторним димензијама,
09:25
And people have been playing around
with extra dimensions of space
with extra dimensions of space
188
553343
3166
09:28
for a very long time,
189
556533
1155
али је то увек био
апстрактни математички концепт.
апстрактни математички концепт.
09:29
but it's always been an abstract
mathematical concept.
mathematical concept.
190
557712
2585
Мислим, само погледајте око себе -
ви у задњим редовима, погледајте около -
ви у задњим редовима, погледајте около -
09:32
I mean, just look around you --
you at the back, look around --
you at the back, look around --
191
560321
3172
09:35
there's clearly only
three dimensions of space.
three dimensions of space.
192
563517
2281
јасно је да постоје
само три просторне димензије.
само три просторне димензије.
Међутим, шта ако то није истина?
09:38
But what if that's not true?
193
566954
1559
Шта ако гравитација која недостаје истиче
у неку додатну просторну димензију
у неку додатну просторну димензију
09:42
What if the missing gravity is leaking
into an extra-spatial dimension
into an extra-spatial dimension
194
570109
6255
09:48
that's invisible to you and I?
195
576388
1956
коју ви и ја не можемо видети?
09:51
What if gravity is just as strong
as the other forces
as the other forces
196
579355
3094
Шта ако је гравитација
подједнако снажна као и друге силе
подједнако снажна као и друге силе
09:54
if you were to view it in this
extra-spatial dimension,
extra-spatial dimension,
197
582473
3141
ако бисте је посматрали
у овој додатној просторној димензији,
у овој додатној просторној димензији,
09:57
and what you and I experience
is a tiny slice of gravity
is a tiny slice of gravity
198
585638
2900
а заправо осећамо
само мајушни део гравитације,
само мајушни део гравитације,
10:00
make it seem very weak?
199
588562
1897
због чега делује као да је веома слаба?
Ако би ово било тачно,
10:04
If this were true,
200
592158
1175
морали бисмо да проширимо
наш стандардни модел честица
наш стандардни модел честица
10:05
we would have to expand
our Standard Model of particles
our Standard Model of particles
201
593357
2748
да бисмо укључили додатну честицу,
хипердимензионалну честицу гравитације,
хипердимензионалну честицу гравитације,
10:08
to include an extra particle,
a hyperdimensional particle of gravity,
a hyperdimensional particle of gravity,
202
596129
4086
специјални гравитон који живи
у додатним просторним димензијама.
у додатним просторним димензијама.
10:12
a special graviton that lives
in extra-spatial dimensions.
in extra-spatial dimensions.
203
600239
2995
Видим вам изразе лица.
10:15
I see the looks on your faces.
204
603258
1465
Требало би да ме питате:
10:16
You should be asking me the question,
205
604747
1819
„Како ћемо, забога, тестирати
ову луду научно-фантастичну идеју,
ову луду научно-фантастичну идеју,
10:18
"How in the world are we going to test
this crazy, science fiction idea,
this crazy, science fiction idea,
206
606590
3644
10:22
stuck as we are in three dimensions?"
207
610258
2491
када смо заглављени,
као што јесмо, у три димензије?“
као што јесмо, у три димензије?“
На начин на који то увек радимо,
10:24
The way we always do,
208
612773
1282
10:26
by slamming together two protons --
209
614079
2139
сударањем два протона -
10:28
(Laughter)
210
616242
1152
(Смех)
10:29
Hard enough that
the collision reverberates
the collision reverberates
211
617418
2564
довољно јако да судар одјекне
у било којој додатној
просторној димензији која постоји,
просторној димензији која постоји,
10:32
into any extra-spatial dimensions
that might be there,
that might be there,
212
620006
2691
моментално стварајући
овај хипердимензионални гравитон
овај хипердимензионални гравитон
10:34
momentarily creating
this hyperdimensional graviton
this hyperdimensional graviton
213
622721
2599
10:37
that then snaps back
into the three dimensions of the LHC
into the three dimensions of the LHC
214
625344
4380
који се онда брзо врати
у три димензије сударача
у три димензије сударача
10:41
and spits off two photons,
215
629748
1822
и избаци два фотона,
две честице светлости.
10:44
two particles of light.
216
632278
1338
Овај хипотетички гравитон
из додатне димензије
из додатне димензије
10:47
And this hypothetical,
extra-dimensional graviton
extra-dimensional graviton
217
635417
2910
једина је могућа хипотетичка нова честица
10:50
is one of the only possible,
hypothetical new particles
hypothetical new particles
218
638351
3707
која има специјална квантна својства
10:54
that has the special quantum properties
219
642082
2135
која би могла изродити
избочину од два фотона.
избочину од два фотона.
10:56
that could give birth to our little,
two-photon bump.
two-photon bump.
220
644241
4236
11:02
So, the possibility of explaining
the mysteries of gravity
the mysteries of gravity
221
650000
5820
Дакле, могућност да се објасне
мистерије гравитације
мистерије гравитације
11:07
and of discovering extra
dimensions of space --
dimensions of space --
222
655844
3498
и откривање додатне просторне димензије -
11:11
perhaps now you get a sense
223
659366
1592
можда сада почињете да схватате
11:12
as to why thousands of physics geeks
collectively lost their cool
collectively lost their cool
224
660982
4124
зашто је хиљаде штреберских физичара
колективно изгубило главу
колективно изгубило главу
11:17
over our little, two-photon bump.
225
665130
1882
због наше мале избочине од два фотона.
11:19
A discovery of this type
would rewrite the textbooks.
would rewrite the textbooks.
226
667036
2900
Овакво откриће би исписало нове уџбенике.
Ипак, сетите се,
11:22
But remember,
227
670739
1152
порука нас експериментатора
11:23
the message from us experimentalists
228
671915
1724
11:25
that actually were doing
this work at the time,
this work at the time,
229
673663
2239
који смо заправо радили
на овоме у то време била је јасна:
на овоме у то време била је јасна:
11:27
was very clear:
230
675926
1154
треба нам још података.
11:29
we need more data.
231
677104
1174
Са више података,
11:30
With more data,
232
678302
1519
мала избочина ће се или претворити
у фину, свежу Нобелову награду -
у фину, свежу Нобелову награду -
11:31
the little bump will either turn into
a nice, crisp Nobel Prize --
a nice, crisp Nobel Prize --
233
679845
4024
(Смех)
11:35
(Laughter)
234
683893
1760
или ће додатни подаци
попунити простор око избочине
попунити простор око избочине
11:37
Or the extra data will fill in
the space around the bump
the space around the bump
235
685677
2964
и претворити је у фину, глатку линију.
11:40
and turn it into a nice, smooth line.
236
688665
1866
Тако, узели смо још података
11:43
So we took more data,
237
691515
1218
11:44
and with five times the data,
several months later,
several months later,
238
692757
2577
и уз пет пута више података
неколико месеци касније,
неколико месеци касније,
11:47
our little bump
239
695358
1690
наша мала избочина
11:49
turned into a smooth line.
240
697072
2348
претворила се у глатку линију.
11:55
The news reported on a "huge
disappointment," on "faded hopes,"
disappointment," on "faded hopes,"
241
703217
3484
Новине су извештавале
о „огромном разочарењу“, „пропалим надама“
о „огромном разочарењу“, „пропалим надама“
11:58
and on particle physicists "being sad."
242
706725
2510
и о томе да су физичари
који се баве честицама тужни.
који се баве честицама тужни.
12:01
Given the tone of the coverage,
243
709259
1811
Судећи по тону насловница,
12:03
you'd think that we had decided
to shut down the LHC and go home.
to shut down the LHC and go home.
244
711094
3488
помислили бисте да смо одлучили
да искључимо сударач и одемо кући.
да искључимо сударач и одемо кући.
12:06
(Laughter)
245
714606
1150
(Смех)
Међутим, то није оно што смо учинили.
12:08
But that's not what we did.
246
716628
1603
Ипак, зашто нисмо?
12:13
But why not?
247
721057
2014
Мислим, ако нисам открио честицу, а нисам,
12:16
I mean, if I didn't discover
a particle -- and I didn't --
a particle -- and I didn't --
248
724475
2845
ако нисам открио честицу,
зашто сам овде и причам са вама?
зашто сам овде и причам са вама?
12:20
if I didn't discover a particle,
why am I here talking to you?
why am I here talking to you?
249
728209
3029
Зашто нисам само постиђено погнуо главу
12:23
Why didn't I just hang my head in shame
250
731262
2437
и отишао кући?
12:25
and go home?
251
733723
1224
Физичари који се баве
честицама су истраживачи,
честицама су истраживачи,
12:31
Particle physicists are explorers.
252
739169
3351
12:35
And very much of what we do
is cartography.
is cartography.
253
743421
2952
а велики део нашег рада је картографија.
12:39
Let me put it this way: forget
about the LHC for a second.
about the LHC for a second.
254
747468
2852
Да то овако формулишем -
заборавите сударач на тренутак.
заборавите сударач на тренутак.
Замислите да сте истраживач свемира
који стиже на удаљену планету,
који стиже на удаљену планету,
12:42
Imagine you are a space explorer
arriving at a distant planet,
arriving at a distant planet,
255
750344
3382
12:45
searching for aliens.
256
753750
1325
у потрази за ванземаљцима.
12:47
What is your first task?
257
755099
1522
Шта је ваш први задатак?
Да истог тренутка направите круг
око планете, приземите се,
око планете, приземите се,
12:49
To immediately orbit the planet,
land, take a quick look around
land, take a quick look around
258
757931
3076
баците поглед да видите упечатљиве,
очигледне знаке живота
очигледне знаке живота
12:53
for any big, obvious signs of life,
259
761031
1886
12:54
and report back to home base.
260
762941
1819
и да известите натраг у базу.
12:56
That's the stage we're at now.
261
764784
1624
То је фаза у којој смо сада.
Бацили смо први поглед на сударач
12:59
We took a first look at the LHC
262
767269
1487
13:00
for any new, big,
obvious-to-spot particles,
obvious-to-spot particles,
263
768780
2284
да бисмо уочили нове, упечатљиве,
лако приметне честице
лако приметне честице
13:03
and we can report that there are none.
264
771088
1950
и можемо да кажемо да их нема.
Видели смо чудну, страну избочину
на удаљеној планини,
на удаљеној планини,
13:05
We saw a weird-looking alien bump
on a distant mountain,
on a distant mountain,
265
773631
2673
али када смо се приближили,
видели смо да је камен.
видели смо да је камен.
13:08
but once we got closer,
we saw it was a rock.
we saw it was a rock.
266
776328
2170
Онда, шта ћемо следеће урадити?
Да ли ћемо само одустати и отићи?
Да ли ћемо само одустати и отићи?
13:10
But then what do we do?
Do we just give up and fly away?
Do we just give up and fly away?
267
778816
2640
13:13
Absolutely not;
268
781480
1287
Сигурно је да нећемо;
13:14
we would be terrible scientists if we did.
269
782791
2305
били бисмо грозни научници да то учинимо.
13:17
No, we spend the next couple
of decades exploring,
of decades exploring,
270
785120
3613
Не, провешћемо неколико
деценија у истраживању,
деценија у истраживању,
у мапирању територије,
13:20
mapping out the territory,
271
788757
1480
просејавајући песак
помоћу финог инструмента,
помоћу финог инструмента,
13:22
sifting through the sand
with a fine instrument,
with a fine instrument,
272
790261
2365
загледајући испод сваког камена,
13:24
peeking under every stone,
273
792650
1458
13:26
drilling under the surface.
274
794132
1554
бушећи испод површине.
13:28
New particles can either
show up immediately
show up immediately
275
796106
2593
Нове честице се могу појавити одмах
13:30
as big, obvious-to-spot bumps,
276
798723
2133
као велике, очигледне избочине
13:32
or they can only reveal themselves
after years of data taking.
after years of data taking.
277
800880
3941
или их можемо открити
након година прикупљања података.
након година прикупљања података.
13:38
Humanity has just begun its exploration
at the LHC at this big high energy,
at the LHC at this big high energy,
278
806103
4410
Човечанство је тек сад почело истраживање
у сударачу помоћу велике енергије
у сударачу помоћу велике енергије
и чека нас много истраживања.
13:42
and we have much searching to do.
279
810537
1791
13:44
But what if, even after 10 or 20 years,
we still find no new particles?
we still find no new particles?
280
812352
5825
Међутим, шта ако чак и после 10
или 20 година не нађемо нове честице?
или 20 година не нађемо нове честице?
13:51
We build a bigger machine.
281
819053
1695
Изградићемо веће машине.
13:52
(Laughter)
282
820772
1574
(Смех)
13:54
We search at higher energies.
283
822370
1690
Тражићемо уз већу енергију.
13:56
We search at higher energies.
284
824476
1570
Тражићемо уз већу енергију.
Планирање тунела
од 100 километара се већ дешава,
од 100 километара се већ дешава,
13:58
Planning is already underway
for a 100-kilometer tunnel
for a 100-kilometer tunnel
285
826946
3053
а у њему ће се сударати честице
уз 10 пута већу енергију у сударачу.
уз 10 пута већу енергију у сударачу.
14:02
that will collide particles
at 10 times the energy of the LHC.
at 10 times the energy of the LHC.
286
830612
2976
Не одлучујемо где ће природа
сместити нове честице.
сместити нове честице.
14:05
We don't decide where
nature places new particles.
nature places new particles.
287
833612
2337
Ми једино одлучујемо
да наставимо да истражујемо.
да наставимо да истражујемо.
14:08
We only decide to keep exploring.
288
836366
1646
14:10
But what if, even after
a 100-kilometer tunnel
a 100-kilometer tunnel
289
838036
2558
Шта ако и након изградње
сударача од 100 километара,
сударача од 100 километара,
14:12
or a 500-kilometer tunnel
290
840618
1860
500 километара
14:14
or a 10,000-kilometer
collider floating in space
collider floating in space
291
842502
2841
или сударача од 10 000 километара
који лебди у свемиру
који лебди у свемиру
између Земље и Месеца
14:17
between the Earth and the Moon,
292
845367
1578
и даље не нађемо нове честице?
14:18
we still find no new particles?
293
846969
3062
Онда можда погрешно приступамо
физици честица.
физици честица.
14:23
Then perhaps we're doing
particle physics wrong.
particle physics wrong.
294
851597
2694
14:26
(Laughter)
295
854315
1791
(Смех)
14:28
Perhaps we need to rethink things.
296
856130
1957
Можда треба поново да размотримо ствари.
Можда нам је потребно више ресурса,
технологије, стручног кадра
технологије, стручног кадра
14:31
Maybe we need more resources,
technology, expertise
technology, expertise
297
859127
3262
од онога што тренутно имамо.
14:34
than what we currently have.
298
862413
1508
Већ користимо вештачку интелигенцију
и технике учења помоћу машина
и технике учења помоћу машина
14:36
We already use artificial intelligence
and machine learning techniques
and machine learning techniques
299
864610
3341
у деловима сударача,
14:39
in parts of the LHC,
300
867975
1153
али замислите стварање
експеримента у физици честица
експеримента у физици честица
14:41
but imagine designing
a particle physics experiment
a particle physics experiment
301
869152
2406
који користи толико
софистициране алгоритме
софистициране алгоритме
14:43
using such sophisticated algorithms
302
871582
1669
14:45
that it could teach itself to discover
a hyperdimensional graviton.
a hyperdimensional graviton.
303
873275
3168
да сам може да открије
хипердимензионални гравитон.
хипердимензионални гравитон.
Шта би било кад би било?
То је најзначајније питање.
То је најзначајније питање.
14:48
But what if?
304
876467
1157
14:49
What if the ultimate question:
305
877648
1445
Шта ако чак и вештачка интелигенција
14:51
What if even artificial intelligence
can't help us answer our questions?
can't help us answer our questions?
306
879117
3473
не може помоћи да одговоримо на питања?
Шта ако је суђено
да ова вековима отворена питања
да ова вековима отворена питања
14:54
What if these open questions,
for centuries,
for centuries,
307
882614
2111
14:56
are destined to be unanswered
for the foreseeable future?
for the foreseeable future?
308
884749
2669
остану без одговора
у догледној будућности?
у догледној будућности?
14:59
What if the stuff that's bothered me
since I was a little kid
since I was a little kid
309
887442
2929
Шта ако је стварима које ме муче
откако сам био дете
откако сам био дете
суђено да остану без одговора
у току мог животног века?
у току мог животног века?
15:02
is destined to be unanswered
in my lifetime?
in my lifetime?
310
890395
2523
15:06
Then that ...
311
894395
1156
Онда ће то...
15:08
will be even more fascinating.
312
896282
2094
бити још фасцинантније.
Бићемо приморани да размишљамо
на потпуно нове начине.
на потпуно нове начине.
15:12
We will be forced to think
in completely new ways.
in completely new ways.
313
900144
3225
15:16
We'll have to go back to our assumptions,
314
904361
2058
Мораћемо да се вратимо
на наше претпоставке
на наше претпоставке
15:18
and determine if there was
a flaw somewhere.
a flaw somewhere.
315
906443
2339
и одлучимо да ли негде постоји пропуст.
15:21
And we'll need to encourage more people
to join us in studying science
to join us in studying science
316
909401
3395
Мораћемо и да охрабримо више људи
да се прикључе научном раду
да се прикључе научном раду
јер нам треба нова перспектива
за ове проблеме старе један век.
за ове проблеме старе један век.
15:24
since we need fresh eyes
on these century-old problems.
on these century-old problems.
317
912820
3062
15:27
I don't have the answers,
and I'm still searching for them.
and I'm still searching for them.
318
915906
3134
Немам одговоре и још увек трагам за њима.
15:31
But someone -- maybe
she's in school right now,
she's in school right now,
319
919064
2329
Ипак, неко - можда је тренутно у школи,
15:33
maybe she's not even born yet --
320
921417
1684
можда још увек није рођена -
на крају би могла да нас наведе
да видимо физику на потпуно нови начин
да видимо физику на потпуно нови начин
15:35
could eventually guide us to see physics
in a completely new way,
in a completely new way,
321
923783
3133
15:38
and to point out that perhaps
we're just asking the wrong questions.
we're just asking the wrong questions.
322
926940
4268
и да укаже на то да можда
само постављамо погрешна питања,
само постављамо погрешна питања,
15:44
Which would not be the end of physics,
323
932112
2410
што не би био крај физике,
већ нови почетак.
15:46
but a novel beginning.
324
934546
1406
Хвала вам.
15:49
Thank you.
325
937204
1150
(Аплауз)
15:50
(Applause)
326
938378
2541
ABOUT THE SPEAKER
James Beacham - Experimental particle physicistJames 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.
James Beacham | Speaker | TED.com