TED2008
Brian Cox: CERN's supercollider
Brian Cox über den großen Teilchenbeschleuniger am CERN
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Brian Cox, der 'Rockstar unter den Physikern', berichtet über seine Arbeit am Large Hadron Collider, dem 'Großen Hadronenspeicherring' am CERN. Mit seinem fesselnden und leicht verständlichen Vortrag nimmt er uns mit auf eine Reise durch dieses größte wissenschaftliche Großprojekt.
Brian Cox - Physicist
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio
Physicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester. Full bio
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00:19
This is the Large Hadron Collider.
0
1000
3000
Dies ist der Large Hadron Collider.
00:22
It's 27 kilometers in circumference.
1
4000
2000
Er hat einen Umfang von 27 Kilometern
00:24
It's the biggest scientific experiment ever attempted.
2
6000
3000
und ist das größte wissenschaftliche Experiment, das je unternommen wurde.
00:27
Over 10,000 physicists and engineers
3
9000
3000
Mehr als 10 000 Physiker und Ingenieure
00:30
from 85 countries around the world
4
12000
2000
aus über 85 Ländern rund um den Globus
00:32
have come together over several decades
5
14000
2000
haben mehrere Jahrzehnte zusammengearbeitet,
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to build this machine.
6
16000
2000
um diese Maschine zu bauen.
00:36
What we do is we accelerate protons --
7
18000
2000
Was wir dort tun, ist, dass wir Protonen,
00:38
so, hydrogen nuclei --
8
20000
2000
also Wasserstoffkerne,
00:40
around 99.999999
9
22000
4000
auf etwa 99,999999 Prozent
00:44
percent the speed of light.
10
26000
2000
der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen.
00:46
Right? At that speed, they go around
11
28000
2000
Bei dieser Geschwindigkeit legen sie
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that 27 kilometers 11,000 times a second.
12
30000
4000
die 27 Kilometer 11'000 Mal pro Sekunde zurück.
00:52
And we collide them with another beam of protons
13
34000
2000
Und dann bringen wir sie mit einem weiteren Protonenstrahl zur Kollision,
00:54
going in the opposite direction.
14
36000
3000
der in Gegenrichtung verläuft.
00:57
We collide them inside giant detectors.
15
39000
2000
Wir lassen sie in gigantischen Detekoren aufeinander treffen.
00:59
They're essentially digital cameras.
16
41000
2000
Im Grunde genommen sind das Digitalkameras.
01:01
And this is the one that I work on, ATLAS.
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43000
2000
Und dies ist der Detektor, mit dem ich arbeite: ATLAS.
01:03
You get some sense of the size --
18
45000
2000
Nur damit Sie ein Gefühl für die Größe bekommen
01:05
you can just see these EU standard-size
19
47000
2000
– da unten sehen Sie ein paar Personen
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people underneath.
20
49000
2000
in EU-Standardgröße.
01:09
(Laughter)
21
51000
2000
(Gelächter)
01:11
You get some sense of the size: 44 meters wide,
22
53000
3000
Nur damit Sie ein Gefühl für die Größe bekommen: 44 Meter lang,
01:14
22 meters in diameter, 7,000 tons.
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56000
3000
22 Meter im Durchmesser, 7 000 Tonnen schwer.
01:17
And we re-create the conditions that were present
24
59000
3000
Wir stellen innerhalb des Detektors die Bedingungen nach, wie sie
01:20
less than a billionth of a second after the universe began
25
62000
3000
weniger als eine Milliardstel-Sekunde nach der Entstehung des Universums herrschten
01:23
up to 600 million times a second
26
65000
2000
– und das bis zu 600 Millionen Mal pro Sekunde.
01:25
inside that detector -- immense numbers.
27
67000
3000
Das sind gewaltige Zahlen.
01:29
And if you see those metal bits there --
28
71000
2000
Und die Metallteile, die Sie hier sehen,
01:31
those are huge magnets that bend
29
73000
2000
das sind riesige Magnete,
01:33
electrically charged particles,
30
75000
2000
die elektrisch geladene Teilchen ablenken,
01:35
so it can measure how fast they're traveling.
31
77000
2000
damit wir messen können, wie schnell sie sich bewegen.
01:37
This is a picture about a year ago.
32
79000
2000
Dieses Bild wurde vor etwa einem Jahr aufgenommen.
01:39
Those magnets are in there.
33
81000
2000
Die Magnete befinden sich hier drin.
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And, again, a EU standard-size, real person,
34
83000
2000
Und auch hier eine lebende Person in EU-Standardgröße,
01:43
so you get some sense of the scale.
35
85000
3000
damit Sie ein Gefühl für die Größenverhältnisse bekommen.
01:46
And it's in there that those mini-Big Bangs will be created,
36
88000
2000
Und hier drin werden irgendwann im Sommer dieses Jahres
01:48
sometime in the summer this year.
37
90000
2000
kleine Urknalle erzeugt werden.
01:50
And actually, this morning, I got an email
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92000
2000
Übrigens habe ich heute Morgen eine E-Mail erhalten,
01:52
saying that we've just finished, today,
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94000
2000
in der steht, dass wir heute
01:54
building the last piece of ATLAS.
40
96000
2000
den letzten Teil von ATLAS fertiggestellt haben.
01:56
So as of today, it's finished. I'd like to say
41
98000
2000
Was bedeutet, dass er ab heute betriebsbereit ist.
01:58
that I planned that for TED,
42
100000
2000
Ich würde ja gerne behaupten, ich hätte das für TED so geplant,
02:00
but I didn't. So it's been completed as of today.
43
102000
3000
aber das stimmt nicht. Also, seit heute ist er vollständig.
02:03
(Applause)
44
105000
4000
(Applaus)
02:07
Yeah, it's a wonderful achievement.
45
109000
2000
Ja, das ist eine wunderbare Leistung.
02:09
So, you might be asking, "Why?
46
111000
2000
Jetzt könnten Sie fragen: "Warum?
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Why create the conditions that were present
47
113000
2000
Warum sollte man die Bedingungen erzeugen,
02:13
less than a billionth of a second after the universe began?"
48
115000
3000
die weniger als eine Miliardstel-Sekunde nach der Entstehung des Universums herrschten?"
02:16
Well, particle physicists are nothing if not ambitious.
49
118000
3000
Nun ja, wenn Teilchenphysiker eines sind, dann ehrgeizig.
02:19
And the aim of particle physics is to understand
50
121000
3000
Und das Ziel der Teilchenphysik ist es, zu verstehen,
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what everything's made of, and how everything sticks together.
51
124000
3000
woraus alles besteht und wie alles zusammenhält.
02:25
And by everything I mean, of course,
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127000
2000
Und wenn ich sage "alles", dann meine ich natürlich
02:27
me and you, the Earth, the Sun,
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129000
3000
Sie und mich, die Erde, die Sonne,
02:30
the 100 billion suns in our galaxy
54
132000
3000
die Hundertmilliarden Sonnen in unserer Galaxie
02:33
and the 100 billion galaxies
55
135000
2000
und die Hundertmilliarden Galaxien
02:35
in the observable universe.
56
137000
2000
im beobachtbaren Universum.
02:37
Absolutely everything.
57
139000
2000
Wirklich alles.
02:39
Now you might say, "Well, OK, but why not just look at it?
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141000
2000
Jetzt könnten Sie fragen: "Na schön, aber warum untersucht man es nicht direkt?
02:41
You know? If you want to know what I'm made of, let's look at me."
59
143000
3000
Ich meine, wenn Sie wissen wollen, woraus ich bestehe, untersuchen Sie mich."
02:44
Well, we found that as you look back in time,
60
146000
3000
Nun, wir haben herausgefunden, dass, je weiter man in die Vergangenheit schaut,
02:47
the universe gets hotter and hotter,
61
149000
3000
das Universum heißer und heißer wird,
02:50
denser and denser, and simpler and simpler.
62
152000
3000
dichter und dichter, einfacher und einfacher.
02:53
Now, there's no real reason I'm aware of for that,
63
155000
2000
Dafür gibt es keinen wirklichen Grund, den ich kenne,
02:55
but that seems to be the case.
64
157000
3000
aber so scheint es zu sein.
02:58
So, way back in the early times of the universe,
65
160000
2000
In der Frühzeit der Universums,
03:00
we believe it was very simple and understandable.
66
162000
3000
so denken wir, war es sehr einfach und verständlich.
03:03
All this complexity, all the way to these wonderful things --
67
165000
3000
All diese Komplexität, bis hin zu diesen wundervollen Dingen,
03:06
human brains -- are a property of an old
68
168000
2000
menschlichen Gehirnen, ist ein Merkmal eines alten
03:08
and cold and complicated universe.
69
170000
3000
und kalten und komplizierten Universums.
03:11
Back at the start, in the first billionth of a second,
70
173000
3000
Ganz zu Anfang, in der ersten Milliardstel-Sekunde,
03:14
we believe, or we've observed, it was very simple.
71
176000
2000
denken wir, oder besser, haben wir festgestellt, war es sehr einfach.
03:16
It's almost like ...
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178000
2000
Es ist fast wie...
03:18
imagine a snowflake in your hand,
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180000
2000
stellen Sie sich eine Schneeflocke in ihrer Hand vor.
03:20
and you look at it, and it's an incredibly complicated,
74
182000
3000
Sie betrachten sie und sie ist ein unglaublich kompliziertes,
03:23
beautiful object. But as you heat it up,
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185000
3000
schönes Objekt. Aber wenn Sie sie erwärmen,
03:26
it'll melt into a pool of water,
76
188000
3000
zerfließt sie zu einem Wassertropfen
03:29
and you would be able to see that, actually, it was just made
77
191000
2000
und Sie können sehen, dass sie in Wirklichkeit
03:31
of H20, water.
78
193000
3000
bloß aus H2O bestand, aus Wasser.
03:34
So it's in that same sense that we look back in time
79
196000
2000
In diesem Sinne werfen wir einen Blick zurück in der Zeit,
03:36
to understand what the universe is made of.
80
198000
3000
um zu verstehen, woraus das Universum besteht.
03:39
And, as of today, it's made of these things.
81
201000
3000
Nach heutigem Stand besteht es aus diesen Dingen:
03:42
Just 12 particles of matter,
82
204000
2000
Gerade einmal 12 Materieteilchen,
03:44
stuck together by four forces of nature.
83
206000
3000
die von vier Grundkräften zusammengehalten werden.
03:48
The quarks, these pink things, are the things that make up protons and neutrons
84
210000
3000
Die Quarks, diese pinkfarbenen Dinger, sind die Bestandteile der Protonen und Neutronen,
03:51
that make up the atomic nuclei in your body.
85
213000
3000
die die Atomkerne in unserem Körper bilden.
03:54
The electron -- the thing that goes around
86
216000
2000
Das Elektron – das Ding,
03:56
the atomic nucleus --
87
218000
2000
das den Atomkern umkreist –
03:58
held around in orbit, by the way, by the electromagnetic force
88
220000
3000
wird übrigens durch die elektromagnetische Kraft im Orbit gehalten,
04:01
that's carried by this thing, the photon.
89
223000
2000
die von diesem Ding übertragen wird, dem Photon.
04:03
The quarks are stuck together by other things called gluons.
90
225000
3000
Die Quarks werden von anderen Teilchen zusammengehalten, die Gluonen heißen.
04:06
And these guys, here, they're the weak nuclear force,
91
228000
2000
Und diese Jungs hier sind die schwache Kernkraft,
04:08
probably the least familiar.
92
230000
2000
die vielleicht am wenigsten bekannt ist.
04:10
But, without it, the sun wouldn't shine.
93
232000
2000
Aber ohne sie würde die Sonne nicht scheinen.
04:12
And when the sun shines, you get copious quantities
94
234000
2000
Und wenn die Sonne scheint, werden Unmengen
04:14
of these things, called neutrinos, pouring out.
95
236000
3000
dieser Dinger, sogenannter Neutrinos, ausgestoßen.
04:17
Actually, if you just look at your thumbnail --
96
239000
3000
Wenn Sie mal einen Blick auf Ihren Daumennagel werfen,
04:20
about a square centimeter --
97
242000
3000
der ist etwa einen Quadratzentimeter groß.
04:23
there are something like 60 billion neutrinos per second
98
245000
3000
Und pro Sekunde fliegen etwa 60 Milliarden Neutrinos
04:26
from the sun, passing
99
248000
2000
von der Sonne
04:28
through every square centimeter of your body.
100
250000
2000
durch jeden einzelnen Quadratzentimeter Ihres Körpers.
04:30
But you don't feel them, because the weak force
101
252000
2000
Aber Sie bemerken sie nicht, da die schwache Kernkraft
04:32
is correctly named --
102
254000
2000
ihren Namen zu Recht trägt.
04:34
very short range and very weak,
103
256000
2000
Sehr geringe Reichweite und sehr schwach,
04:36
so they just fly through you.
104
258000
2000
also fliegen sie einfach durch Sie hindurch.
04:38
And these particles have been discovered
105
260000
2000
Diese Teilchen wurden so ziemlich alle
04:40
over the last century, pretty much.
106
262000
2000
im Laufe des letzten Jahrhunderts entdeckt.
04:42
The first one, the electron, was discovered in 1897,
107
264000
2000
Das erste, das Elektron, wurde 1897 entdeckt
04:44
and the last one, this thing called the tau neutrino,
108
266000
3000
und das letzte, dieses Ding hier namens Tau-Neutrino,
04:47
in the year 2000. Actually just --
109
269000
2000
im Jahr 2000. Also wirklich –
04:49
I was going to say, just up the road in Chicago. I know it's a big country,
110
271000
3000
jetzt hätte ich fast gesagt: 'direkt um die Ecke, in Chicago'. Ich weiß,
04:52
America, isn't it?
111
274000
2000
die USA sind ein großes Land.
04:55
Just up the road.
112
277000
2000
Direkt um die Ecke.
04:58
Relative to the universe, it's just up the road.
113
280000
3000
Im Verhältnis zum Universum ist das direkt um die Ecke.
05:01
(Laughter)
114
283000
2000
(Gelächter)
05:03
So, this thing was discovered in the year 2000,
115
285000
2000
Dieses Teilchen wurde also im Jahr 2000 entdeckt,
05:05
so it's a relatively recent picture.
116
287000
3000
entsprechend neu ist diese Darstellung.
05:08
One of the wonderful things, actually, I find,
117
290000
2000
Was ich wirklich bemerkenswert finde,
05:10
is that we've discovered any of them, when you realize how tiny they are.
118
292000
3000
ist, dass wir überhaupt welche von ihnen entdeckt haben, wenn man bedenkt, wie winzig sie sind.
05:13
You know, they're a step in size
119
295000
2000
Wissen Sie, das ist eine vollkommen andere Größenordnung
05:15
from the entire observable universe.
120
297000
2000
als das gesamte beobachtbare Universum.
05:17
So, 100 billion galaxies,
121
299000
2000
Hundertmilliarden Galaxien,
05:19
13.7 billion light years away --
122
301000
3000
in 13,7 Milliarden Lichtjahren Entfernung –
05:22
a step in size from that to Monterey, actually,
123
304000
3000
diese Größe verhält sich zur Größe Montereys in etwa so,
05:25
is about the same as from Monterey to these things.
124
307000
3000
wie sich die Größe Montereys zur Größe dieser Teilchen verhält.
05:28
Absolutely, exquisitely minute,
125
310000
3000
Absolut, unvorstellbar winzig,
05:31
and yet we've discovered pretty much the full set.
126
313000
3000
und trotzdem haben wir so ziemlich das ganze Sortiment gefunden.
05:35
So, one of my most illustrious forebears
127
317000
3000
Einer meiner berühmtesten Vorgänger
05:38
at Manchester University, Ernest Rutherford,
128
320000
2000
an der Manchester University, Ernest Rutherford,
05:40
discoverer of the atomic nucleus,
129
322000
2000
der Entdecker des Atomkerns,
05:42
once said, "All science is either physics
130
324000
2000
sagte einmal: "Jegliche Wissenschaft ist entweder Physik,
05:44
or stamp collecting."
131
326000
2000
oder das Sammeln von Briefmarken."
05:46
Now, I don't think he meant to insult
132
328000
3000
Nun, ich denke nicht, dass er vorhatte,
05:49
the rest of science,
133
331000
2000
die restlichen Wissenschaften zu beleidigen.
05:51
although he was from New Zealand, so it's possible.
134
333000
3000
Andererseits stammte er aus Neuseeland, also wäre es zumindest möglich.
05:54
(Laughter)
135
336000
2000
(Gelächter)
05:56
But what he meant was that what we've done, really,
136
338000
2000
Was er damit eigentlich sagen wollte, ist, dass wir
05:58
is stamp collect there.
137
340000
2000
hier im Grunde Briefmarken gesammelt haben.
06:00
OK, we've discovered the particles,
138
342000
2000
Ja, gut, wir haben die Teilchen entdeckt,
06:02
but unless you understand the underlying
139
344000
2000
aber solange man nicht die zugrunde liegende Ursache für
06:04
reason for that pattern -- you know, why it's built the way it is --
140
346000
3000
dieses Muster versteht – warum es so aufgebaut ist, wie es nun mal ist –
06:07
really you've done stamp collecting. You haven't done science.
141
349000
3000
hat man nichts anderes gemacht, als Briefmarken gesammelt, man hat keine Wissenschaft betrieben.
06:10
Fortunately, we have
142
352000
2000
Glücklicherweise untermauert
06:12
probably one of the greatest scientific achievements of the twentieth century
143
354000
3000
eine der möglicherweise größten wissenschaftlichen Errungenschaften des 20. Jahrhunderts
06:15
that underpins that pattern.
144
357000
2000
dieses Modell.
06:17
It's the Newton's laws, if you want,
145
359000
2000
Dabei handelt es sich, wenn Sie so wollen,
06:19
of particle physics.
146
361000
2000
um die Newtonschen Gesetze der Teilchenphysik.
06:21
It's called the standard model -- beautifully simple mathematical equation.
147
363000
3000
Es ist das sogenannte 'Standardmodell', eine wunderschön einfache mathematische Gleichung.
06:24
You could stick it on the front of a T-shirt,
148
366000
2000
Man könnte sie vorne auf ein T-Shirt drucken,
06:26
which is always the sign of elegance.
149
368000
3000
was immer ein Zeichen von Eleganz ist.
06:29
This is it.
150
371000
2000
Und hier haben wir sie.
06:31
(Laughter)
151
373000
2000
(Gelächter)
06:33
I've been a little disingenuous, because I've expanded it out
152
375000
2000
Da habe ich ein wenig geschummelt, weil ich sie
06:35
in all its gory detail.
153
377000
2000
hier bis ins kleinste Detail ausgeschrieben habe.
06:37
This equation, though, allows you to calculate everything --
154
379000
2000
Diese Gleichung erlaubt es allerdings, alles zu berechnen,
06:39
other than gravity -- that happens in the universe.
155
381000
3000
was im Universum vor sich geht, mit Ausnahme der Schwerkraft.
06:42
So, you want to know why the sky is blue, why atomic nuclei stick together --
156
384000
3000
Wenn Sie also wissen wollen, weshalb der Himmel blau ist oder weshalb Atomkerne zusammenhalten,
06:45
in principle, you've got a big enough computer --
157
387000
2000
sollten Sie im Prinzip, mit einem leistungsstarken Computer –
06:47
why DNA is the shape it is.
158
389000
2000
warum DNA die Form hat, die sie nun einmal hat –
06:49
In principle, you should be able to calculate it from that equation.
159
391000
3000
im Prinzip dazu in der Lage sein, die Antwort mit dieser Gleichung auszurechnen.
06:52
But there's a problem.
160
394000
2000
Aber dabei gibt es ein Problem.
06:55
Can anyone see what it is?
161
397000
3000
Kann irgendjemand erkennen, worin es besteht?
06:59
A bottle of champagne for anyone that tells me.
162
401000
3000
Eine Flasche Champagner für denjenigen, der es mir sagen kann.
07:02
I'll make it easier, actually, by blowing one of the lines up.
163
404000
2000
Ich mache es sogar noch einfacher, indem ich eine dieser Zeilen vergrößere.
07:05
Basically, each of these terms
164
407000
2000
Im Grunde genommen bezieht sich jeder dieser Ausdrücke
07:07
refers to some of the particles.
165
409000
2000
auf bestimmte Teilchen.
07:09
So those Ws there refer to the Ws, and how they stick together.
166
411000
3000
Diese Ws beziehen sich auf die Ws und wie sie zusammenhalten.
07:12
These carriers of the weak force, the Zs, the same.
167
414000
3000
Für diese Überträger der schwachen Kernkraft, die Zs, gilt das gleiche.
07:15
But there's an extra symbol in this equation: H.
168
417000
2000
Aber es gibt noch ein zusätzliches Symbol in der Gleichung, das H.
07:17
Right, H.
169
419000
2000
Ja, das H.
07:19
H stands for Higgs particle.
170
421000
2000
H steht für Higgs-Teilchen.
07:21
Higgs particles have not been discovered.
171
423000
3000
Higgs-Teilchen konnten noch nicht entdeckt werden,
07:24
But they're necessary: they're necessary
172
426000
2000
aber sie sind erforderlich – sie sind erforderlich,
07:26
to make that mathematics work.
173
428000
2000
damit diese Formel funktioniert.
07:28
So all the exquisitely detailed calculations we can do
174
430000
2000
All diese ungemein detaillierten Berechnungen, die wir
07:30
with that wonderful equation
175
432000
2000
mit dieser wunderbaren Gleichung durchführen können,
07:32
wouldn't be possible without an extra bit.
176
434000
2000
wären nicht möglich, ohne eine zusätzliche Information.
07:34
So it's a prediction:
177
436000
2000
Es handelt sich also um eine Vorhersage,
07:36
a prediction of a new particle.
178
438000
2000
die Vorhersage eines neuen Teilchens.
07:38
What does it do?
179
440000
2000
Aber was tut es?
07:40
Well, we had a long time to come up with good analogies.
180
442000
2000
Nun, wir hatten lange Zeit, um uns einen guten Vergleich auszudenken.
07:42
And back in the 1980s, when we wanted the money
181
444000
3000
Damals, in den 1980er Jahren, als wir Geld
07:45
for the LHC from the U.K. government,
182
447000
2000
für den LHC von der britischen Regierung wollten,
07:47
Margaret Thatcher, at the time, said,
183
449000
2000
sagte uns Margaret Thatcher:
07:49
"If you guys can explain, in language
184
451000
2000
"Wenn ihr Jungs mir in
07:51
a politician can understand,
185
453000
2000
für Politiker verständlicher Sprache erklären könnt,
07:53
what the hell it is that you're doing, you can have the money.
186
455000
3000
was zur Hölle ihr da treibt, könnt ihr das Geld haben.
07:56
I want to know what this Higgs particle does."
187
458000
2000
Ich möchte wissen, was dieses Higgs-Teilchen tut."
07:58
And we came up with this analogy, and it seemed to work.
188
460000
2000
Also haben wir uns diesen Vergleich einfallen lassen und er scheint funktioniert zu haben.
08:00
Well, what the Higgs does is, it gives mass to the fundamental particles.
189
462000
3000
Nun, das Higgs-Teilchen tut folgendes: Es verleiht den Elementarteilchen Masse.
08:03
And the picture is that the whole universe --
190
465000
2000
Die Vorstellung ist, dass das gesamte Universum –
08:05
and that doesn't mean just space, it means me as well, and inside you --
191
467000
3000
und das heißt nicht nur das Weltall, sondern auch ich und das, was sich in Ihrem Inneren befindet –
08:08
the whole universe is full of something called a Higgs field.
192
470000
3000
das ganze Universum ist gefüllt mit etwas, das Higgs-Feld genannt wird.
08:11
Higgs particles, if you will.
193
473000
2000
Higgs-Teilchen, wenn Sie so wollen.
08:13
The analogy is that these people in a room
194
475000
2000
Der Vergleich ist, dass die Menschen in diesem Raum
08:15
are the Higgs particles.
195
477000
2000
die Higgs-Teilchen darstellen.
08:17
Now when a particle moves through the universe,
196
479000
2000
Wenn sich nun ein Teilchen durch das Universum bewegt,
08:19
it can interact with these Higgs particles.
197
481000
3000
kann es mit diesen Higgs-Teilchen in Wechselwirkung treten.
08:22
But imagine someone who's not very popular moves through the room.
198
484000
3000
Stellen sie sich einmal vor, dass sich Personen durch den Raum bewegen, die nicht sehr beliebt sind.
08:25
Then everyone ignores them. They can just pass through the room very quickly,
199
487000
3000
Jeder wird sie ignorieren. Sie können den Raum sehr schnell durchqueren,
08:28
essentially at the speed of light. They're massless.
200
490000
3000
im Grunde mit Lichtgeschwindigkeit. Sie haben keine Masse.
08:31
And imagine someone incredibly important
201
493000
2000
Und jetzt stellen sie sich einmal vor, dass eine unglaublich wichtige
08:33
and popular and intelligent
202
495000
2000
und beliebte und intelligente Person
08:35
walks into the room.
203
497000
3000
den Raum betritt.
08:38
They're surrounded by people, and their passage through the room is impeded.
204
500000
3000
Menschen umringen sie und behindern ihren Weg durch den Raum.
08:41
It's almost like they get heavy. They get massive.
205
503000
3000
Es ist fast so, als würde sie schwer. Als gewänne sie an Masse.
08:44
And that's exactly the way the Higgs mechanism works.
206
506000
3000
Und genau so funktioniert der Higgs-Mechanismus.
08:47
The picture is that the electrons and the quarks
207
509000
2000
Die Vorstellung ist, dass die Elektronen und Quarks
08:49
in your body and in the universe that we see around us
208
511000
3000
in unserem Körper und im Universum, das wir um uns herum wahrnehmen,
08:52
are heavy, in a sense, and massive,
209
514000
2000
in gewisser Weise schwer sind und Masse haben,
08:54
because they're surrounded by Higgs particles.
210
516000
2000
weil sie von Higgs-Teilchen umgeben sind.
08:56
They're interacting with the Higgs field.
211
518000
3000
Sie treten mit dem Higgs-Feld in Wechselwirkung.
08:59
If that picture's true,
212
521000
2000
Wenn diese Vorstellung zutrifft,
09:01
then we have to discover those Higgs particles at the LHC.
213
523000
3000
dann werden wir diese Higgs-Teilchen im LHC entdecken.
09:05
If it's not true -- because it's quite a convoluted mechanism,
214
527000
2000
Wenn sie nicht zutrifft – immerhin handelt es sich um einen ziemlich verworrenen Mechanismus,
09:07
although it's the simplest we've been able to think of --
215
529000
3000
wenn auch um den einfachsten, den wir uns vorstellen konnten –
09:10
then whatever does the job of the Higgs particles
216
532000
2000
dann muss das, was auch immer
09:12
we know have to turn up
217
534000
2000
die Aufgabe des Higgs-Teilchens übernimmt,
09:14
at the LHC.
218
536000
2000
im LHC auftauchen.
09:16
So, that's one of the prime reasons we built this giant machine.
219
538000
3000
Dies ist einer der Hauptgründe, weshalb wir diese gigantische Maschine gebaut haben.
09:19
I'm glad you recognize Margaret Thatcher.
220
541000
2000
Es freut mich übrigens, dass sie Margaret Thatcher erkannt haben.
09:21
Actually, I thought about making it more culturally relevant, but --
221
543000
3000
Ich habe zunächst mit dem Gedanken gespielt, es kulturell etwas relevanter zu machen, aber –
09:24
(Laughter)
222
546000
3000
(Gelächter)
09:27
anyway.
223
549000
2000
na ja, egal.
09:29
So that's one thing.
224
551000
2000
Das ist die eine Sache.
09:31
That's essentially a guarantee of what the LHC will find.
225
553000
3000
Diese Entdeckung im LHC ist im Grunde genommen garantiert.
09:34
There are many other things. You've heard
226
556000
2000
Aber es gibt noch eine Menge anderer Dinge. Sie haben
09:36
many of the big problems in particle physics.
227
558000
2000
schon von vielen der großen Probleme der Teilchenphysik gehört.
09:38
One of them you heard about: dark matter, dark energy.
228
560000
3000
Eines, von dem Sie gehört haben, betrifft Dunkle Materie und Dunkle Energie.
09:41
There's another issue,
229
563000
2000
Da gibt es noch einen anderen Punkt.
09:43
which is that the forces in nature -- it's quite beautiful, actually --
230
565000
2000
Die physikalischen Grundkräfte – und das ist eine ziemlich schöne Sache –
09:45
seem, as you go back in time,
231
567000
2000
sie scheinen, je weiter man in der Zeit zurückgeht,
09:47
they seem to change in strength.
232
569000
2000
ihre Stärke zu ändern.
09:49
Well, they do change in strength.
233
571000
2000
Nun, ihre Stärke verändert sich tatsächlich.
09:51
So, the electromagnetic force, the force that holds us together,
234
573000
3000
Die elektromagnetische Kraft, die Kraft, die uns zusammenhält,
09:54
gets stronger as you go to higher temperatures.
235
576000
3000
wird immer stärker, je höher die Temperaturen steigen.
09:57
The strong force, the strong nuclear force, which sticks nuclei together,
236
579000
3000
Die starke Kraft, die starke Kernkraft, die die Atomkerne zusammenhält,
10:00
gets weaker. And what you see is the standard model --
237
582000
3000
wird ihrerseits schwächer. Und was man im Standardmodell erkennen kann –
10:03
you can calculate how these change -- is the forces,
238
585000
2000
man kann diese Veränderungen berechnen – ist, dass die Kräfte
10:05
the three forces, other than gravity,
239
587000
2000
– die drei Kräfte mit Ausnahme der Schwerkraft –
10:07
almost seem to come together at one point.
240
589000
2000
an einem Punkt fast zusammen zu kommen scheinen.
10:09
It's almost as if there was one beautiful
241
591000
2000
Es sieht fast aus, als gäbe es da eine herrliche
10:11
kind of super-force, back at the beginning of time.
242
593000
3000
Art Superkraft, am Anbeginn der Zeit.
10:14
But they just miss.
243
596000
2000
Aber sie gehen knapp aneinander vorbei.
10:16
Now there's a theory called super-symmetry,
244
598000
2000
Jetzt gibt es aber eine Theorie, die Supersymmetrie genannt wird,
10:18
which doubles the number of particles in the standard model,
245
600000
3000
in der die Anzahl der Teilchen des Standardmodells verdoppelt wird.
10:21
which, at first sight, doesn't sound like a simplification.
246
603000
2000
Das sieht auf den ersten Blick nicht gerade nach einer Vereinfachung aus.
10:23
But actually, with this theory,
247
605000
2000
Aber es ist wirklich so, dass mit dieser Theorie
10:25
we find that the forces of nature
248
607000
2000
die physikalischen Grundkräfte
10:27
do seem to unify together, back at the Big Bang --
249
609000
3000
sich zum Zeitpunkt des Urknalls zu vereinigen scheinen.
10:30
absolutely beautiful prophecy. The model wasn't built to do that,
250
612000
3000
Eine absolut wunderbare Vorhersage. Das Modell wurde nicht mit dem Ziel erstellt,
10:33
but it seems to do it.
251
615000
2000
dass dies passiert, aber es scheint es zu tun.
10:35
Also, those super-symmetric particles
252
617000
2000
Außerdem sind die supersymmetrischen Teilchen
10:37
are very strong candidates for the dark matter.
253
619000
2000
sehr heiße Kandidaten für die Dunkle Materie.
10:39
So a very compelling theory
254
621000
2000
Es handelt sich also um eine sehr überzeugende Theorie,
10:41
that's really mainstream physics.
255
623000
2000
die sich in der Lehrbuchphysik etabliert hat.
10:43
And if I was to put money on it, I would put money on --
256
625000
2000
Und wenn ich wetten müsste, würde ich –
10:45
in a very unscientific way -- that
257
627000
2000
in einer sehr unwissenschaftlichen Art – darauf wetten,
10:47
that these things would also crop up at the LHC.
258
629000
2000
dass diese Teilchen sich ebenfalls im LHC zeigen werden.
10:50
Many other things that the LHC could discover.
259
632000
3000
Es gibt noch viele andere Dinge, die der LHC entdecken könnte.
10:53
But in the last few minutes, I just want to give you
260
635000
3000
Aber in den wenigen verbleibenden Minuten möchte ich Ihnen
10:56
a different perspective
261
638000
2000
noch aus einem anderen Blickwinkel darlegen,
10:58
of what I think -- what particle physics
262
640000
2000
was ich denke – was mir die Teilchenphysik bedeutet,
11:00
really means to me -- particle physics and cosmology.
263
642000
3000
die Teilchenphysik und die Kosmologie.
11:03
And that's that I think it's given us a wonderful
264
645000
3000
Und das ist, dass sie uns meiner Meinung nach eine wunderbare
11:06
narrative -- almost a creation story,
265
648000
3000
Erzählung liefert, nahezu eine Schöpfungsgeschichte,
11:09
if you'd like -- about the universe,
266
651000
2000
wenn Sie so wollen, über das Universum
11:11
from modern science over the last few decades.
267
653000
3000
aus Sicht der modernen Wissenschaft im Laufe der letzten Jahrzehnte.
11:14
And I'd say that it deserves,
268
656000
2000
Und meiner Meinung nach verdient sie,
11:16
in the spirit of Wade Davis' talk,
269
658000
2000
ganz im Sinne von Wade Davis' Vortrag,
11:18
to be at least put up there with these wonderful creation stories
270
660000
3000
zumindest einen Platz unter diesen wunderbaren Schöpfungsgeschichten
11:21
of the peoples of the high Andes and the frozen north.
271
663000
4000
der Völker aus den hohen Anden oder aus dem eisigen Norden.
11:25
This is a creation story, I think, equally as wonderful.
272
667000
3000
Diese Schöpfungsgeschichte ist meiner Ansicht nach ebenso wunderbar.
11:29
The story goes like this: we know that
273
671000
2000
Die Geschichte geht so: Wir wissen, dass
11:31
the universe began 13.7 billion years ago,
274
673000
3000
das Universum vor 13,7 Milliarden Jahren begann,
11:34
in an immensely hot, dense state,
275
676000
3000
in einem unvorstellbar heißen, dichten Zustand,
11:37
much smaller than a single atom.
276
679000
2000
viel kleiner als ein einzelnes Atom.
11:39
It began to expand about
277
681000
2000
Dann begann es, sich auszudehnen,
11:41
a million, billion, billion, billion billionth
278
683000
3000
etwa eine Million-Milliarde-Milliarde-Milliarde-Milliardstel-Sekunde
11:44
of a second -- I think I got that right -- after the Big Bang.
279
686000
4000
– ich denke, so stimmts – nach dem Urknall.
11:48
Gravity separated away from the other forces.
280
690000
2000
Die Schwerkraft trennte sich von den anderen Kräften.
11:50
The universe then underwent
281
692000
2000
Dann durchlief das Universum eine Phase
11:52
an exponential expansion called inflation.
282
694000
3000
exponentieller Ausdehnung, die so genannte Inflation.
11:55
In about the first billionth of a second or so,
283
697000
2000
Etwa nach der ersten Milliardstel-Sekunde
11:57
the Higgs field kicked in, and the quarks
284
699000
2000
setzte das Higgs-Feld ein und die Quarks
11:59
and the gluons and the electrons
285
701000
3000
und Gluonen und Elektronen
12:02
that make us up got mass.
286
704000
2000
aus denen wir bestehen, erhielten Masse.
12:04
The universe continued to expand and cool.
287
706000
3000
Das Universum dehnte sich weiter aus und kühlte weiter ab.
12:07
After about a few minutes,
288
709000
2000
Nach wenigen Minuten
12:09
there was hydrogen and helium in the universe. That's all.
289
711000
3000
gab es Wasserstoff und Helium im Universum, sonst nichts.
12:12
The universe was about 75 percent hydrogen,
290
714000
3000
Das Universum bestand zu etwa 75 Prozent aus Wasserstoff
12:15
25 percent helium. It still is today.
291
717000
3000
und zu 25 Prozent aus Helium. Und so ist es heute noch.
12:18
It continued to expand
292
720000
2000
Während der nächsten 300 Millionen Jahre
12:20
about 300 million years.
293
722000
2000
dehnte es sich weiter aus.
12:22
Then light began to travel through the universe.
294
724000
2000
Dann begann das Licht seine Reise durch das Universum.
12:24
It was big enough to be transparent to light,
295
726000
2000
Das Universum war nun groß genug, um lichtdurchlässig zu sein,
12:26
and that's what we see in the cosmic microwave background
296
728000
2000
und das ist es, was wir in der kosmischen Hintergrundstrahlung beobachten können,
12:28
that George Smoot described
297
730000
2000
von der George Smoot einmal sagte,
12:30
as looking at the face of God.
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732000
2000
man blicke in das Antlitz Gottes.
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After about 400 million years, the first stars formed,
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3000
Nach etwa 400 Millionen Jahren bildeten sich die ersten Sterne
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and that hydrogen, that helium, then began to cook
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737000
2000
und in ihnen verkochten Wasserstoff und Helium
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into the heavier elements.
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zu schwereren Elementen.
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So the elements of life --
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2000
Die Elemente des Lebens,
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carbon, and oxygen and iron,
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2000
Kohlenstoff und Sauerstoff und Eisen,
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all the elements that we need to make us up --
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all die Elemente, die wir benötigen, um zu bestehen,
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were cooked in those first generations of stars,
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747000
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wurden in dieser ersten Sternengeneration zusammengekocht,
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which then ran out of fuel, exploded,
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750000
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die schließlich keinen Brennstoff mehr hatte, explodierte
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threw those elements back into the universe.
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3000
und diese Elemente zurück ins Universum schleuderte.
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They then re-collapsed into another generation
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755000
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Dann fielen sie zusammen und formten eine neue Generation
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of stars and planets.
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757000
3000
von Sternen und Planeten.
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And on some of those planets, the oxygen, which had been created
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760000
3000
Und auf einigen dieser Planten verschmolz der Sauerstoff, der in
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in that first generation of stars, could fuse with hydrogen
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3000
der ersten Sternengeneration entstanden war, mit Wasserstoff
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to form water, liquid water on the surface.
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766000
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und bildete so Wasser, flüssiges Wasser auf der Oberfläche.
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On at least one, and maybe only one of those planets,
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3000
Auf wenigstens einem und möglicherweise ausschließlich auf einem dieser Planeten
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primitive life evolved,
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2000
entwickelte sich primitives Leben,
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which evolved over millions of years into
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das sich im Laufe von Millionen von Jahren in Dinge weiterentwickelte,
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things that walked upright and left footprints
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2000
die aufrecht gingen und vor etwa 3,5 Millionen Jahren
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about three and a half million years ago in the mud flats of Tanzania,
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Fußabdrücke im Schlamm des heutigen Tansania hinterließen,
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and eventually
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und letztendlich
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left a footprint on another world.
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sogar auf einer anderen Welt.
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And built this civilization,
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2000
Sie erschufen diese Zivilisation,
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this wonderful picture,
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2000
dieses wundervolle Bild,
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that turned the darkness into light,
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3000
das Dunkelheit in Licht verwandelt
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and you can see the civilization from space.
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793000
2000
und das es ermöglicht, die Zivilisation aus dem All zu sehen.
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As one of my great heroes, Carl Sagan, said,
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795000
3000
Wie es einer meiner großen Helden, Carl Sagan, einmal sagte:
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these are the things -- and actually, not only these,
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2000
Dies sind die Dinge – und natürlich nicht nur diese,
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but I was looking around -- these are the things,
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800000
2000
ich sehe mich bloß einmal um – dies sind die Dinge,
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like Saturn V rockets, and Sputnik,
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3000
wie die Saturn V Raketen und Sputnik
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and DNA, and literature and science --
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805000
2000
und DNA und Literatur und Wissenschaft,
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these are the things that hydrogen atoms do
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807000
2000
dies sind die Dinge, die Wasserstoffatome schaffen,
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when given 13.7 billion years.
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4000
wenn man ihnen 13,7 Milliarden Jahre Zeit gibt.
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Absolutely remarkable.
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813000
2000
Absolut bemerkenswert.
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And, the laws of physics. Right?
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815000
2000
Und natürlich die physikalischen Gesetze, nicht wahr?
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So, the right laws of physics --
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2000
Ja, die richtigen physikalischen Gesetze -
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they're beautifully balanced.
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819000
2000
sie sind ganz wunderbar aufeinander abgestimmt.
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If the weak force had been a little bit different,
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Wäre die schwache Kernkraft ein wenig anders,
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then carbon and oxygen wouldn't be stable
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dann wären Kohlenstoff und Sauerstoff nicht stabil
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inside the hearts of stars,
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in den Herzen der Sterne
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and there would be none of that in the universe.
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und es gäbe nichts davon in diesem Universum.
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And I think that's
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2000
Ich halte dies für eine –
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a wonderful and significant story.
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2000
eine wundervolle und bedeutsame Geschichte.
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50 years ago, I couldn't have told that story,
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2000
Vor 50 Jahren hätte ich sie nicht erzählen können,
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because we didn't know it.
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weil wir sie da noch nicht kannten.
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It makes me really feel that
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2000
Sie weckt in mir das Gefühl,
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that civilization --
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2000
dass diese Zivilisation –
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which, as I say, if you believe
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die, wie ich sagte, wenn man
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the scientific creation story,
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der wissenschaftlichen Schöpfungsgeschichte glaubt,
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has emerged purely as a result of the laws of physics,
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ausschließlich aus den physikalischen Gesetzen
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and a few hydrogen atoms --
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und einigen Wasserstoffatomen hervorgegangen ist –
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then I think, to me anyway,
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2000
dann weckt das, zumindest in mir, das Gefühl,
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it makes me feel incredibly valuable.
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unglaublich wertvoll zu sein.
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So that's the LHC.
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Das ist also der LHC.
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The LHC is certainly, when it turns on in summer,
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Wenn er im Sommer in Betrieb genommen wird, wird der LHC ganz sicher
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going to write the next chapter of that book.
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3000
das nächste Kapitel in diesem Buch schreiben.
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And I'm certainly looking forward with
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2000
Ich freue mich bereits sehr und kann es kaum erwarten,
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immense excitement to it being turned on.
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2000
dass er eingeschaltet wird.
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Thanks.
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2000
Danke.
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(Applause)
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(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Brian Cox - PhysicistPhysicist Brian Cox has two jobs: working with the Large Hadron Collider at CERN, and explaining big science to the general public. He's a professor at the University of Manchester.
Why you should listen
Based at the University of Manchester, Brian Cox works at CERN in Geneva on the ATLAS experiment, studying the forward proton detectors for the Large Hadron Collider there. He's a professor at the University of Manchester, working in the High Energy Physics group, and is a research fellow of the Royal Society.
He's also become a vital voice in the UK media for explaining physics to the public. With his rockstar hair and accessible charm, he's the go-to physicist for explaining heady concepts on British TV and radio. (If you're in the UK, watch him on The Big Bang Machine.) He was the science advisor for the 2007 film Sunshine. He answers science questions every Friday on BBC6 radio's Breakfast Show.
Brian Cox | Speaker | TED.com