James Beacham: How we explore unanswered questions in physics
James Beacham: Chúng tôi khám phá những bí ẩn trong vật lý như thế nào
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.
since I was a little kid.
tôi chỉ là một đứa trẻ.
for almost 100 years,
trong 100 năm nay
trong tự nhiên
things in nature --
trong tự nhiên --
held together by gravity?
gắn kết với nhau bởi trọng lực?
over questions just like this.
bởi những câu hỏi như thế.
with microscopes and electromagnets,
và nam châm điện
about the forces of the small
của các vật nhỏ,
that description matched up
khớp với
we understand gravity,
trọng lực ở mức nào
there must be some elegant way
chắc phải có một cách nào đó
about these two realms separately,
về hai lĩnh vực này một cách riêng biệt,
them mathematically,
this basically physics disaster,
thảm hoạ vật lý cơ bản này
to December of 2015,
tháng 12, 2015,
being flipped on its head.
saw something intriguing in our data:
thấy một dữ liệu rất hấp dẫn,
answer to this question.
phi thường cho câu hỏi đó.
little kid, I think,
đầy hoài nghi, tôi nghĩ thế,
Large Hadron Collider,
Máy gia tốc hạt (LHC), tại CERN
experiment ever mounted.
từng có
on the border of France and Switzerland
ở biên gới Pháp và Thuỵ Sỹ
colder than outer space
lạnh hơn cả nhiệt độ ngoài vũ trụ
to almost the speed of light
đến gần với tốc độ ánh sáng
millions of times per second,
hàng triệu lần mỗi giây,
fundamental particles.
took decades of work
from around the globe,
đến từ khắp thế giới
to switch on the LHC
để khởi động máy LHC
have ever used in a collider experiment.
mà con người từng thí nghiệm
là rất quan trọng
there is an equivalence
put there by nature.
a bigger, higher energy collider,
lớn hơn, năng lượng cao hơn
energy collider in the world
cao nhất thế giới
quadrillions of times,
va chạm với động năng cực lớn
over months and months.
trong hàng tháng trời
in our data as bumps --
trên dữ liệu dưới dạng những dị điểm--
that make a smooth line not so smooth.
khiến biểu đồ không còn trơn tru,
of the Higgs particle --
for the confirmation of its existence.
vì đã xác minh được sự tồn tại của nó
that we as a species had ever had
mà nhân loại từng có
long-standing questions,
đã có từ rất lâu
twice as much energy as we used
gần như gấp 2 lần năng lượng
their entire careers for this moment,
cả sự nghiệp chỉ cho khoảnh khắc này
I'd been waiting for my entire life.
trong suốt cuộc đời
and bit our fingernails,
và cắn móng chờ đợi,
the first proton collisions
va chạm proton đầu tiên
in this brand-new data.
với nguồn dữ liệu mới này.
we found a bump.
tôi thấy một dị điểm
you raise your eyebrow.
nhướn mày kinh ngạc
for eyebrow raises,
thang điểm 10
discovered a new particle,
một loại hạt mới
in secret meetings,
hàng tuần trong các cuộc họp nội bộ
over this little bump,
về dị điểm này,
ruthless experimental sticks
thí nghiệm tàn nhẫn nhất
of working feverishly --
nghiên cứu trong vô vọng
and not going home,
và không về nhà
for turning coffee into diagrams --
biến cà phê ra những biểu đồ --
with a very clear message:
với thông điệp rất rõ ràng
but it's not definitive,
nhưng không hải là đường cùng
as we take more data.
và thu thập nhiều dữ liệu hơn.
extremely cool about it.
them of the little bump
dị điểm nhỏ
toward the Higgs boson discovery.
my theorist colleagues --
những người đồng nhiệp lý thuyết của tôi
500 papers about this little bump.
về dị điểm này.
had been flipped on its head.
đang bị đảo lộn.
to collectively lose their cool?
"mất phong độ" ?
large number of collisions
những cuộc va chạm không ngờ tới.
of only two photons,
duy nhất 2 photon,
like automobile collisions.
at almost the speed of light,
gần với vận tốc ánh sáng
can briefly create a new particle
that hit our detector.
và đụng vào cảm biến .
where the two cars vanish upon impact,
và rồi biến mất,
into two skateboards,
thành hai cái ván trượt --
hit out detector are very rare.
cảm biến là rất hiếm.
quantum properties of photons,
của hạt photon,
of possible new particles --
that long-standing question
compared to the other forces of nature.
những lực khác trong tự nhiên
to the other forces of nature?
những lực khác trong tự nhiên ư?
are perfectly described
được mô tả chi tiết
of nature at its smallest scales,
từ những thứ sơ cấp nhất,
achievements of humankind --
to lớn nhất của loài người --
from the Standard Model.
Mô hình chuẩn
of gravity has gone missing.
đã biến mất đâu đó.
proposes a wild solution.
có thể đưa ra một cách giải quyết đại khái
non-controversial statement.
không còn nghi ngờ nữa
in three dimensions of space.
trong không gian ba chiều
in a three-dimensional field;
trong trường ba chiều
that we use to describe all this stuff
mà ta mô tả đống hỗn độ này,
three dimensions of space.
chỉ tồn tại 3 chiều không gian.
around with our math however we want.
thay đổi nó theo cách ta muốn.
with extra dimensions of space
với các chiều không gian
mathematical concept.
toán học trừu tượng.
you at the back, look around --
đằng sau bạn, hãy nhìn quanh,
three dimensions of space.
into an extra-spatial dimension
sang một không gian khác
as the other forces
các loại lực khác,
extra-spatial dimension,
một chiều không gian khác,
is a tiny slice of gravity
một phần nhỏ của trọng lực
our Standard Model of particles
a hyperdimensional particle of gravity,
một hạt ngoài chiều không gian trọng lực.
in extra-spatial dimensions.
trong một chiều không gian khác.
this crazy, science fiction idea,
và đầy viễn tưởng này,
the collision reverberates
that might be there,
mà có lẽ ở đó,
this hyperdimensional graviton
into the three dimensions of the LHC
của máy LHC
extra-dimensional graviton
hypothetical new particles
loại hạt mà theo giả thiết --
two-photon bump.
the mysteries of gravity
của trọng lực
dimensions of space --
collectively lost their cool
lại "mất phong độ"
would rewrite the textbooks.
sách giáo khoa.
những nhà thực nghiệm
this work at the time,
a nice, crisp Nobel Prize --
một giải Nobel xuất sắc --
the space around the bump
không gian của điểm nổi này
several months later,
disappointment," on "faded hopes,"
về "niềm tin vô vọng",
to shut down the LHC and go home.
máy LHC và quay về nhà.
a particle -- and I didn't --
và sự thật là vậy
why am I here talking to you?
tại sao tôi lại ở đây?
is cartography.
là lập nên những biểu đồ.
about the LHC for a second.
hãy tạm quên đi máy LHC nhé.
arriving at a distant planet,
không gian đến một hành tinh lạ
land, take a quick look around
nhanh chóng tìm kiếm
obvious-to-spot particles,
dễ dàng nhận thấy,
on a distant mountain,
ở một ngọn núi đằng xa
we saw it was a rock.
nó chỉ là một tảng đá
Do we just give up and fly away?
Chỉ đơn giản là từ bỏ và bỏ đi?
of decades exploring,
with a fine instrument,
show up immediately
xuất hiện ngay lập tức,
after years of data taking.
thì chúng mới chịu lộ diện.
at the LHC at this big high energy,
với máy LHC ở mức năng lượng này,
we still find no new particles?
ta vẫn không tìm được hạt mới nào
for a 100-kilometer tunnel
căn hầm 100km dưới mặt đất
at 10 times the energy of the LHC.
năng lượng của máy LHC.
nature places new particles.
hạt mới ở đâu.
a 100-kilometer tunnel
một căn hầm 100km,
collider floating in space
10,000 km ở giữa không gian
particle physics wrong.
vật lý hạt này ư?
technology, expertise
công nghệ và nhiều chuyên gia
and machine learning techniques
và công nghệ "máy tính tự học"
a particle physics experiment
thí nghiệm vật lý hạt
a hyperdimensional graviton.
một chiều không gian khác.
can't help us answer our questions?
giúp ta tìm ra đáp án?
for centuries,
sau hàng thế kỉ,
for the foreseeable future?
trong một tương lai gần.
since I was a little kid
luôn trăn trở từ khi còn nhỏ,
in my lifetime?
trong cuộc đời tôi.
in completely new ways.
theo một cách hoàn toàn khác.
a flaw somewhere.
to join us in studying science
tham gia nghiên cứu khoa học
on these century-old problems.
cho những vấn đề của thế kỉ cũ này.
and I'm still searching for them.
và vẫn đang luôn tìm kiếm nó.
she's in school right now,
còn đang đến trường
in a completely new way,
về vật lý
we're just asking the wrong questions.
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