James Beacham: How we explore unanswered questions in physics
James Beacham: Fizikteki cevaplanmamış soruları nasıl keşfediyoruz?
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.
bir şeyler var.
since I was a little kid.
neredeyse 100 senedir sorduğu
for almost 100 years,
nasıl örtüşüyor?
things in nature --
yer çekimiyle nasıl bir arada tutuluyor?
held together by gravity?
üzerine kafa yorardım.
over questions just like this.
with microscopes and electromagnets,
oynayıp durur
kuantum mekaniği hakkında
about the forces of the small
that description matched up
bu kadar iyi örtüştüğüne hayret ederdim.
hakkında yazılar okurdum.
we understand gravity,
there must be some elegant way
zarif bir yöntemin
gerektiğini düşünürdüm.
çok iyi anladıklarını yazardı.
about these two realms separately,
olarak ilişkilendirmeye çalıştığımızda
them mathematically,
this basically physics disaster,
için ürettiğimiz fikirlerin hiçbiri
to December of 2015,
bulduğum zamana gidelim.
being flipped on its head.
çeken bir şey görmemizle başladı.
saw something intriguing in our data:
answer to this question.
sıra dışı bir cevap için ipucuydu.
bir çocuğum ama şimdi
little kid, I think,
Large Hadron Collider,
bilim deneyinde, fizikçiyim.
experiment ever mounted.
on the border of France and Switzerland
colder than outer space
hızlandırıp
birbirine çarptırmak,
to almost the speed of light
millions of times per second,
parçacıkları araştırmak için
fundamental particles.
süper iletkenli mıknatıslar kullandık.
took decades of work
from around the globe,
çarpıştırıcı deneylerinde
to switch on the LHC
enerjide çalıştırmaya çalışıyorduk.
have ever used in a collider experiment.
enerji ve parçacık kütlesi arasında
there is an equivalence
put there by nature.
koyulmuş bir sayıdır.
çarpıştırıcı inşa edilmeliyiz,
a bigger, higher energy collider,
en yüksek enerjili çarpıştırıcısı
energy collider in the world
quadrillions of times,
katrilyonlarca kez çarpıştırır,
çok yavaş bir şekilde toplarız.
over months and months.
çıkıntılar olarak belirebilir.
in our data as bumps --
that make a smooth line not so smooth.
yapmayan küçük veri noktaları kümeleri.
of the Higgs particle --
keşfedilmesinin ve
for the confirmation of its existence.
bu sorulara yeni cevaplar bulmak için
that we as a species had ever had
long-standing questions,
kullandığımız enerjinin
twice as much energy as we used
their entire careers for this moment,
tüm kariyerleri boyunca
ve bu benim için de
I'd been waiting for my entire life.
neseflerimizi tuttuk
and bit our fingernails,
en yüksek enerjide
the first proton collisions
dair hiçbir fikrimiz yoktu.
in this brand-new data.
bir çıkıntı keşfettik.
we found a bump.
gibi açtıracak kadar büyüktü.
you raise your eyebrow.
10 üzerinden puanlarsak ve 10,
for eyebrow raises,
gösteriyorsa
discovered a new particle,
meslektaşlarımla gizli toplantılarda
in secret meetings,
tartışmak için harcadım.
over this little bump,
dayanamayacağını görmek için
ruthless experimental sticks
çubuklarımızla dürtükledik.
çalışmanın ardından bile
of working feverishly --
and not going home,
grafiğe döken makinalardır.
for turning coffee into diagrams --
bir mesajla dünyaya sunduk:
with a very clear message:
but it's not definitive,
gözünüz üzerinde olsun."
as we take more data.
olmaya çalışıyorduk.
extremely cool about it.
aşırı heyecanlandı.
Higgs bozonunun keşfine doğru beliren
them of the little bump
toward the Higgs boson discovery.
my theorist colleagues --
500 sayfalık yazı yazdılar.
500 papers about this little bump.
tepe taklak olmuştu.
had been flipped on its head.
bu özel parçacıkla ilgili
sebep olan şey neydi?
to collectively lose their cool?
yani iki ışık biriminden oluşan
large number of collisions
tanık olduğumuzu
of only two photons,
çarpışmalarına benzemez.
like automobile collisions.
bir hızla çarpıştığında
at almost the speed of light,
can briefly create a new particle
parçacıklara bölünmenden önce
yeni bir parçacık yaratabilir.
that hit our detector.
ortadan kaybolup bir bisikletin oluştuğu
where the two cars vanish upon impact,
into two skateboards,
ve dedektörümüze çarpan
çarptığı olaylar çok nadirdir.
hit out detector are very rare.
özellikleri nedeniyle de
quantum properties of photons,
ortaya çıkmasını sağlayacak
of possible new particles --
bir tanesi çok büyük
çocukken kafama takılan
that long-standing question
soluklu soruyla alakalı.
güçlü görünebilir.
güçleriyle karşılaştırıldığında
compared to the other forces of nature.
süreliğine yer çekimini yenebilirim
yer çekiminin gücü ne midir?
to the other forces of nature?
0 olan ondalık bir sayıdır.
are perfectly described
mükemmel bir şekilde tanımlanmış
mevcut olan en iyi tanımıdır ve
of nature at its smallest scales,
achievements of humankind --
kalan yer çekimi hariç -
başarılarından biridir.
from the Standard Model.
kaybolmuş gibi bir şey.
of gravity has gone missing.
çılgınca bir fikir ortaya atıyor.
proposes a wild solution.
bir ifade olmamıştır.
non-controversial statement.
uzayın üç boyutunda yaşıyor.
in three dimensions of space.
üç boyutlu alandaki uyarımın,
in a three-dimensional field;
tanımlamak için kullandığımız
that we use to describe all this stuff
üç boyutun var olduğunu varsayıyor.
three dimensions of space.
istediğimiz şekilde oynayabiliriz.
around with our math however we want.
ilave boyutlarıyla oynuyordu
with extra dimensions of space
kavram olarak kaldı.
mathematical concept.
sen arkadaki, etrafına bak --
you at the back, look around --
three dimensions of space.
into an extra-spatial dimension
güçler kadar güçlüyse ve
as the other forces
extra-spatial dimension,
boyutta gözlemleyebiiyorsan ve
onu çok güçsüz gösteren
is a tiny slice of gravity
our Standard Model of particles
a hyperdimensional particle of gravity,
hiperboyutlu parçacığı olan
özel uzaysal gravitonu
in extra-spatial dimensions.
sıkışıp kalmış olarak
this crazy, science fiction idea,
fikrini test edeceğiz?"
the collision reverberates
that might be there,
tüketen bu hiperboyutlu gravitonu,
this hyperdimensional graviton
into the three dimensions of the LHC
extra-dimensional graviton
hypothetical new particles
çıkıntımıza sebep olabilecek
two-photon bump.
parçacıklardan biridir.
the mysteries of gravity
keşfetme olasılığı --
dimensions of space --
fizikçinin hep beraber
collectively lost their cool
için aşırı heyecanlandığını
would rewrite the textbooks.
deneyselcilerin mesajı oldukça açıktı:
this work at the time,
Nobel Ödülüne dönüşecek
a nice, crisp Nobel Prize --
the space around the bump
etrafındaki boşluğu doldurup
çizgiye dönüştürecekti.
several months later,
disappointment," on "faded hopes,"
"sönen umutlar" ve
üzgün oldukları" ile ilgili yazılar yazdı.
to shut down the LHC and go home.
karar verdiğimizi düşünürdünüz.
- ki keşfetmedim -
a particle -- and I didn't --
why am I here talking to you?
is cartography.
bir saniyeliğine LHC'yi unutun.
about the LHC for a second.
arriving at a distant planet,
olduğunuzu hayal edin.
dönmek, iniş yapmak,
land, take a quick look around
hızlıca etrafa göz atmak
şekilde görülebilen parçacıklar
obvious-to-spot particles,
şimdi olmadığını raporlayabiliriz.
görünümlü uzaylı bir çıkıntı gördük
on a distant mountain,
we saw it was a rock.
bir kaya olduğunu anladık.
Do we just give up and fly away?
Pes edip geri mi döneriz?
birer bilim adamı oluruz.
of decades exploring,
dikkatle inceleyerek,
with a fine instrument,
show up immediately
bariz çıkıntılar halinde
after years of data taking.
toplamanın ardından gösterir.
at the LHC at this big high energy,
geçtikten sonra bile
we still find no new particles?
araştırmalar yaparız.
for a 100-kilometer tunnel
at 10 times the energy of the LHC.
planlaması devam ediyor.
nereye koyacağına biz karar vermiyoruz.
nature places new particles.
devam etmeye karar veriyoruz.
a 100-kilometer tunnel
ya da 500 km'lik tünel
uzayda süzülen
collider floating in space
fiziğini yanlış yapıyoruzdur.
particle physics wrong.
daha fazla kaynağa,
technology, expertise
öğrenme tekniklerini kullanıyoruz ama
and machine learning techniques
keşfetmeyi öğretebilen,
a particle physics experiment
algoritmaları kullanarak
a hyperdimensional graviton.
tasarladığınızı hayal edin.
cevaplamada bize yardımcı olamazsa?
can't help us answer our questions?
for centuries,
cevaplanamamaya mahkumsa?
for the foreseeable future?
aklımı kurcalayan şeyler
since I was a little kid
cevaplanamamaya mahkumsa?
in my lifetime?
düşünmek zorunda kalacağız.
in completely new ways.
olmadığını saptayacağız.
a flaw somewhere.
ihtiyaç duyduğumuzdan
to join us in studying science
bize katılmaları için
on these century-old problems.
cesaretlendirmemiz gerekecek.
and I'm still searching for them.
bilmiyorum ama hala arıyorum.
she's in school right now,
belki de henüz doğmadı -
in a completely new way,
görmemizi sağlayacak ve
we're just asking the wrong questions.
sorduğumuzu bize gösterecek.
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