TEDxBerlin
James Beacham: How we explore unanswered questions in physics
James Beacham: Como exploramos perguntas não respondidas na física
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James Beacham busca respostas para as mais importantes perguntas não respondidas da física usando o maior experimento científico já construído, o Grande Colisor de Hádron do CERN. Nesta palestra divertida e acessível sobre como a ciência acontece, Beacham nos leva em uma jornada através de dimensões extra-espaciais na busca de partículas fundamentais ainda não descobertas (com uma explicação para os mistérios da gravidade) e detalhes para continuar a exploração.
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
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00:13
There is something about physics
0
1087
4185
Existe algo na física
00:17
that has been really bothering me
since I was a little kid.
since I was a little kid.
1
5296
4000
que tem realmente me incomodado
desde que eu era criança.
desde que eu era criança.
00:23
And it's related to a question
2
11010
1809
E está relacionado a uma pergunta
00:24
that scientists have been asking
for almost 100 years,
for almost 100 years,
3
12843
3244
que os cientistas vêm fazendo
há quase 100 anos,
há quase 100 anos,
sem achar uma resposta.
00:28
with no answer.
4
16111
1169
00:31
How do the smallest things in nature,
5
19108
3010
Como as menores coisas da natureza,
00:34
the particles of the quantum world,
6
22142
2153
as partículas do mundo quântico,
00:36
match up with the largest
things in nature --
things in nature --
7
24319
3031
estão relacionadas
às maiores coisas da natureza,
às maiores coisas da natureza,
00:39
planets and stars and galaxies
held together by gravity?
held together by gravity?
8
27374
3247
planetas, estrelas, galáxias
mantidas juntas pela gravidade?
mantidas juntas pela gravidade?
00:43
As a kid, I would puzzle
over questions just like this.
over questions just like this.
9
31250
2773
Quando criança, eu ficava intrigado
com questões como essa.
com questões como essa.
00:46
I would fiddle around
with microscopes and electromagnets,
with microscopes and electromagnets,
10
34047
2892
Eu ficava dando voltas
com microscópios e eletromagnetos,
com microscópios e eletromagnetos,
00:48
and I would read
about the forces of the small
about the forces of the small
11
36963
2195
e lia sobre as forças das pequenas coisas
00:51
and about quantum mechanics
12
39182
1334
e sobre mecânica quântica
00:52
and I would marvel at how well
that description matched up
that description matched up
13
40540
3564
e me maravilhava com como aquela descrição
coincidia com nossa observação.
coincidia com nossa observação.
00:56
to our observation.
14
44128
1170
00:58
Then I would look at the stars,
15
46220
1583
Então eu olhava para as estrelas
00:59
and I would read about how well
we understand gravity,
we understand gravity,
16
47827
2524
e lia sobre como entendíamos
bem a gravidade,
bem a gravidade,
e eu tinha certeza que devia
haver uma forma elegante
haver uma forma elegante
01:02
and I would think surely,
there must be some elegant way
there must be some elegant way
17
50375
3350
01:05
that these two systems match up.
18
53749
2645
de esses dois sistemas coincidirem.
01:09
But there's not.
19
57021
1401
Mas não há.
01:11
And the books would say,
20
59673
1160
E os livros diziam: "Sim, entendemos muito
sobre esses dois domínios separadamente,
sobre esses dois domínios separadamente,
01:12
yeah, we understand a lot
about these two realms separately,
about these two realms separately,
21
60857
3183
mas quando tentamos
conectá-los matematicamente,
conectá-los matematicamente,
01:16
but when we try to link
them mathematically,
them mathematically,
22
64064
2610
01:18
everything breaks.
23
66698
1330
tudo se desfaz.
01:20
And for 100 years,
24
68674
1310
E por 100 anos
01:22
none of our ideas as to how to solve
this basically physics disaster,
this basically physics disaster,
25
70008
5028
nenhuma das nossas ideias
para solucionar esse desastre físico
para solucionar esse desastre físico
01:27
has ever been supported by evidence.
26
75060
1814
foi apoiada por evidências.
01:30
And to little old me --
27
78271
1654
E para a criança que eu era,
01:31
little, curious, skeptical James --
28
79949
1810
o pequeno, curioso e cético James,
01:33
this was a supremely unsatisfying answer.
29
81783
2868
essa era uma resposta
extremamente não satisfatória.
extremamente não satisfatória.
01:38
So, I'm still a skeptical little kid.
30
86011
2233
Então, ainda sou uma criança cética.
01:40
Flash-forward now
to December of 2015,
to December of 2015,
31
88268
3810
Vamos avançar para dezembro de 2015,
01:45
when I found myself smack in the middle
32
93029
2474
quando me vi revolucionando
o mundo da física.
o mundo da física.
01:47
of the physics world
being flipped on its head.
being flipped on its head.
33
95527
2940
01:51
It all started when we at CERN
saw something intriguing in our data:
saw something intriguing in our data:
34
99999
3320
Tudo começou quando vimos algo
intrigante em nossos dados, no CERN:
intrigante em nossos dados, no CERN:
01:55
a hint of a new particle,
35
103343
2274
o indício de uma nova partícula,
01:57
an inkling of a possibly extraordinary
answer to this question.
answer to this question.
36
105641
4216
uma insinuação de uma possível
e extraordinária resposta a essa questão.
e extraordinária resposta a essa questão.
02:03
So I'm still a skeptical
little kid, I think,
little kid, I think,
37
111777
2127
Então ainda sou uma criança cética,
02:05
but I'm also now a particle hunter.
38
113928
2133
mas agora também sou
um caçador de partículas.
um caçador de partículas.
02:08
I am a physicist at CERN's
Large Hadron Collider,
Large Hadron Collider,
39
116085
3463
Sou físico no Grande Colisor
de Hádrons do CERN, o LHC,
de Hádrons do CERN, o LHC,
02:11
the largest science
experiment ever mounted.
experiment ever mounted.
40
119572
3471
o maior experimento
científico já construído.
científico já construído.
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
Um túnel de 27 km, na fronteira
entre a França e a Suíça,
entre a França e a Suíça,
02:19
buried 100 meters underground.
42
127436
1850
100 metros abaixo do solo.
02:21
And in this tunnel,
43
129310
1154
E nesse túnel
02:22
we use superconducting magnets
colder than outer space
colder than outer space
44
130488
3953
usamos ímãs supercondutores
mais frios que o espaço sideral
mais frios que o espaço sideral
02:26
to accelerate protons
to almost the speed of light
to almost the speed of light
45
134465
3061
para acelerar prótons
até quase a velocidade da luz
até quase a velocidade da luz
02:29
and slam them into each other
millions of times per second,
millions of times per second,
46
137550
3877
e fazê-los colidir uns nos outros
milhões de vezes por segundo,
milhões de vezes por segundo,
02:33
collecting the debris of these collisions
47
141451
2826
coletando os vestígios dessas colisões
02:36
to search for new, undiscovered
fundamental particles.
fundamental particles.
48
144301
3971
em busca partículas fundamentais
ainda não descobertas.
ainda não descobertas.
02:40
Its design and construction
took decades of work
took decades of work
49
148727
2464
Seu projeto e construção
consumiu décadas de trabalho
consumiu décadas de trabalho
02:43
by thousands of physicists
from around the globe,
from around the globe,
50
151215
3032
de milhares de físicos de todo o mundo,
02:46
and in the summer of 2015,
51
154271
2541
e em meados de 2015,
02:48
we had been working tirelessly
to switch on the LHC
to switch on the LHC
52
156836
3424
trabalhamos incansavelmente
para conectar o LHC
para conectar o LHC
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
à maior energia que humanos já usaram
em um experimento de colisão.
em um experimento de colisão.
02:57
Now, higher energy is important
54
165735
2523
Energia máxima é importante
03:00
because for particles,
there is an equivalence
there is an equivalence
55
168282
2187
porque, para as partículas,
há uma equivalência
há uma equivalência
03:02
between energy and particle mass,
56
170493
2201
entre a energia e a massa das partículas,
03:04
and mass is just a number
put there by nature.
put there by nature.
57
172718
2461
e a massa é só um número
colocado lá pela natureza.
colocado lá pela natureza.
03:08
To discover new particles,
58
176068
1318
Para descobrir novas partículas,
precisamos atingir números maiores.
precisamos atingir números maiores.
03:09
we need to reach these bigger numbers.
59
177410
2122
03:11
And to do that, we have to build
a bigger, higher energy collider,
a bigger, higher energy collider,
60
179556
3254
Para isso precisamos construir um colisor
de energia maior e mais potente,
de energia maior e mais potente,
03:14
and the biggest, highest
energy collider in the world
energy collider in the world
61
182834
2565
e o maior e mais potente colisor do mundo
03:17
is the Large Hadron Collider.
62
185423
1466
é o Grande Colisor de Hádrons.
03:20
And then, we collide protons
quadrillions of times,
quadrillions of times,
63
188271
4899
Então colidimos prótons
quadrilhões de vezes
quadrilhões de vezes
03:25
and we collect this data very slowly,
over months and months.
over months and months.
64
193194
4284
e coletamos esses dados,
lentamente, por vários meses.
lentamente, por vários meses.
03:30
And then new particles might show up
in our data as bumps --
in our data as bumps --
65
198813
4335
Então novas partículas podem aparecer
em nossos dados como saliências,
em nossos dados como saliências,
03:35
slight deviations from what you expect,
66
203172
2445
pequenos desvios do que se espera,
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
pequenos agrupamentos de pontos de dados
que tornam uma linha tênue não tão tênue.
que tornam uma linha tênue não tão tênue.
03:42
For example, this bump,
68
210379
1721
Por exemplo, esta saliência,
03:45
after months of data-taking in 2012,
69
213010
2533
que depois de meses
de coleta de dados em 2012,
de coleta de dados em 2012,
03:47
led to the discovery
of the Higgs particle --
of the Higgs particle --
70
215567
2129
levou à descoberta da partícula de Higgs,
03:49
the Higgs boson --
71
217720
1205
o bóson de Higgs,
03:50
and to a Nobel Prize
for the confirmation of its existence.
for the confirmation of its existence.
72
218949
3365
e a um Prêmio Nobel
pela confirmação da sua existência.
pela confirmação da sua existência.
03:55
This jump up in energy in 2015
73
223972
3558
Esta subida brusca de energia em 2015
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
representou a melhor chance
que já tivemos, como espécie,
que já tivemos, como espécie,
04:03
of discovering new particles --
75
231944
1477
de descobrir novas partículas,
04:05
new answers to these
long-standing questions,
long-standing questions,
76
233445
2112
novas respostas a questões tão antigas,
04:07
because it was almost
twice as much energy as we used
twice as much energy as we used
77
235581
3097
porque era quase duas vezes
a quantidade de energia que usamos
a quantidade de energia que usamos
04:10
when we discovered the Higgs boson.
78
238702
1922
quando descobrimos o bóson de Higgs.
04:12
Many of my colleagues had been working
their entire careers for this moment,
their entire careers for this moment,
79
240648
3741
Muitos dos meus colegas trabalharam
toda sua carreira por este momento,
toda sua carreira por este momento,
e, sinceramente,
para o pequeno e curioso James,
para o pequeno e curioso James,
04:16
and frankly, to little curious me,
80
244413
2076
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
este foi o momento que esperei
por toda minha vida.
por toda minha vida.
04:21
So 2015 was go time.
82
249447
1731
Então esse foi o momento!
04:24
So June 2015,
83
252654
2210
Em junho de 2015,
o LHC foi acionado novamente.
04:27
the LHC is switched back on.
84
255722
2659
04:31
My colleagues and I held our breath
and bit our fingernails,
and bit our fingernails,
85
259040
2877
Meus colegas e eu prendemos
a respiração e roemos as unhas,
a respiração e roemos as unhas,
e finalmente vimos
a primeira colisão de prótons
a primeira colisão de prótons
04:33
and then finally we saw
the first proton collisions
the first proton collisions
86
261941
2511
04:36
at this highest energy ever.
87
264476
1956
à mais alta energia já utilizada.
04:38
Applause, champagne, celebration.
88
266456
2076
Aplausos, espumante, comemoração.
04:40
This was a milestone for science,
89
268556
3596
Esse foi um marco para a ciência,
04:44
and we had no idea what we would find
in this brand-new data.
in this brand-new data.
90
272176
4622
e não tínhamos ideia
do que encontraríamos nesses novos dados.
do que encontraríamos nesses novos dados.
04:51
And then a few weeks later,
we found a bump.
we found a bump.
91
279990
2178
E algumas semanas depois,
encontramos uma saliência.
encontramos uma saliência.
04:56
It wasn't a very big bump,
92
284192
1676
Não era uma saliência enorme,
mas era grande o suficiente
para franzir a sombrancelha.
para franzir a sombrancelha.
04:58
but it was big enough to make
you raise your eyebrow.
you raise your eyebrow.
93
286952
2512
05:01
But on a scale of one to 10
for eyebrow raises,
for eyebrow raises,
94
289488
2251
Numa escala de um a dez
para sombrancelhas franzidas,
para sombrancelhas franzidas,
05:03
if 10 indicates that you've
discovered a new particle,
discovered a new particle,
95
291763
2610
se dez indica a descoberta
de uma nova partícula,
de uma nova partícula,
era um franzido de nível quatro.
05:06
this eyebrow raise is about a four.
96
294397
1727
05:08
(Laughter)
97
296148
1150
(Risos)
05:10
I spent hours, days, weeks
in secret meetings,
in secret meetings,
98
298432
5211
Passei horas, dias, semanas
em reuniões secretas,
em reuniões secretas,
argumentando com meus colegas
sobre essa pequena saliência,
sobre essa pequena saliência,
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
cutucando-a e espetando-a
com nossas varetas experimentais
com nossas varetas experimentais
05:21
to see if it would withstand scrutiny.
101
309311
1977
para ver se resistiria a um escrutínio.
05:23
But even after months
of working feverishly --
of working feverishly --
102
311988
3461
Mas mesmo depois
de meses de trabalho febril,
de meses de trabalho febril,
05:27
sleeping in our offices
and not going home,
and not going home,
103
315473
2432
dormindo no trabalho, sem ir para casa,
05:29
candy bars for dinner,
104
317929
2077
jantando barras de chocolate
05:32
coffee by the bucketful --
105
320030
1570
e tomando baldes de café --
05:33
physicists are machines
for turning coffee into diagrams --
for turning coffee into diagrams --
106
321624
4243
físicos são máquinas
de transformar café em diagramas --
de transformar café em diagramas --
05:37
(Laughter)
107
325891
1399
(Risos)
05:39
This little bump would not go away.
108
327314
2536
essa pequena saliência não sumiu.
05:42
So after a few months,
109
330704
2138
Então depois de alguns meses
05:44
we presented our little bump to the world
with a very clear message:
with a very clear message:
110
332866
3710
apresentamos nossa pequena saliência
ao mundo, com uma mensagem bem clara:
ao mundo, com uma mensagem bem clara:
essa pequena saliência
é interessante, mas não é definitiva,
é interessante, mas não é definitiva,
05:49
this little bump is interesting
but it's not definitive,
but it's not definitive,
111
337457
2711
05:52
so let's keep an eye on it
as we take more data.
as we take more data.
112
340192
3329
então vamos ficar de olho nela,
enquanto coletamos mais dados.
enquanto coletamos mais dados.
05:55
So we were trying to be
extremely cool about it.
extremely cool about it.
113
343872
2291
Estávamos tentando pegar leve com ela.
05:59
And the world ran with it anyway.
114
347463
2188
E ainda assim o mundo se apropriou dela.
06:02
The news loved it.
115
350383
1632
Os noticiários amaram.
06:04
People said it reminded
them of the little bump
them of the little bump
116
352735
2555
As pessoas disseram que ela
lembrava a pequena saliência
lembrava a pequena saliência
06:07
that was shown on the way
toward the Higgs boson discovery.
toward the Higgs boson discovery.
117
355314
3423
mostrada durante o processo
de descoberta do bóson de Higgs.
de descoberta do bóson de Higgs.
06:10
Better than that,
my theorist colleagues --
my theorist colleagues --
118
358761
3128
Melhor do que isso, meus colegas teóricos,
06:14
I love my theorist colleagues --
119
362548
2317
amo meus colegas teóricos,
06:16
my theorist colleagues wrote
500 papers about this little bump.
500 papers about this little bump.
120
364889
3612
meus colegas teóricos escreveram
500 artigos sobre essa pequena saliência.
500 artigos sobre essa pequena saliência.
06:20
(Laughter)
121
368525
1455
(Risos)
06:22
The world of particle physics
had been flipped on its head.
had been flipped on its head.
122
370574
3966
Isso revolucionou o mundo
da física das partículas.
da física das partículas.
06:27
But what was it about this particular bump
123
375745
4242
Mas o que havia
com essa saliência em especial
com essa saliência em especial
06:32
that caused thousands of physicists
to collectively lose their cool?
to collectively lose their cool?
124
380011
4090
que fez com que milhares de físicos
coletivamente saíssem do sério?
coletivamente saíssem do sério?
06:37
This little bump was unique.
125
385596
1436
Essa pequena saliência era única.
06:40
This little bump indicated
126
388198
1369
Ela indicava que estávamos vendo
um enorme e inesperado número de colisões,
um enorme e inesperado número de colisões,
06:41
that we were seeing an unexpectedly
large number of collisions
large number of collisions
127
389591
3022
06:44
whose debris consisted
of only two photons,
of only two photons,
128
392637
3331
cujos vestígios consistiam
em apenas dois fótons,
em apenas dois fótons,
06:47
two particles of light.
129
395992
1244
duas partículas de luz.
06:49
And that's rare.
130
397260
1237
E isso é raro.
06:51
Particle collisions are not
like automobile collisions.
like automobile collisions.
131
399069
2620
Colisões de partículas não são
como colisões de automóveis.
como colisões de automóveis.
06:53
They have different rules.
132
401713
1519
Elas têm regras diferentes:
quando duas partículas colidem,
quando duas partículas colidem,
06:55
When two particles collide
at almost the speed of light,
at almost the speed of light,
133
403256
2650
quase na velocidade da luz,
o controle passa ao mundo quântico.
o controle passa ao mundo quântico.
06:57
the quantum world takes over.
134
405930
1421
06:59
And in the quantum world,
135
407375
1260
E no mundo quântico essas duas partículas
podem criar brevemente uma nova partícula,
podem criar brevemente uma nova partícula,
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
que dura uma pequena fração de segundo
antes de se dividir em outras partículas
antes de se dividir em outras partículas
07:06
before splitting into other particles
that hit our detector.
that hit our detector.
138
414680
2881
que atingem nosso detetor.
Imaginem uma colisão de automóvel
na qual os carros somem com o impacto,
na qual os carros somem com o impacto,
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
uma bicicleta aparece em seu lugar...
07:15
(Laughter)
141
423307
1071
(Risos)
07:16
And then that bicycle explodes
into two skateboards,
into two skateboards,
142
424402
2461
e então essa bicicleta explode
em dois skates, que atingem nosso detetor.
em dois skates, que atingem nosso detetor.
07:18
which hit our detector.
143
426887
1181
07:20
(Laughter)
144
428092
1379
(Risos)
07:21
Hopefully, not literally.
145
429495
1953
Espero que não literalmente.
Eles são muito caros.
07:23
They're very expensive.
146
431472
1342
07:26
Events where only two photons
hit out detector are very rare.
hit out detector are very rare.
147
434191
3748
Eventos em que apenas dois fótons
atingem nosso detetor são muito raros.
atingem nosso detetor são muito raros.
07:29
And because of the special
quantum properties of photons,
quantum properties of photons,
148
437963
3722
E devido a essa propriedade
quântica especial dos fótons,
quântica especial dos fótons,
07:33
there's a very small number
of possible new particles --
of possible new particles --
149
441709
3788
há um número muito pequeno
de novas partículas possíveis,
de novas partículas possíveis,
07:37
these mythical bicycles --
150
445521
1497
essas bicicletas míticas,
07:39
that can give birth to only two photons.
151
447042
2243
que podem originar apenas dois fótons.
07:41
But one of these options is huge,
152
449812
2836
Mas uma dessas opções é enorme,
07:44
and it has to do with
that long-standing question
that long-standing question
153
452672
2836
e tem a ver com aquela antiga questão
07:47
that bothered me as a tiny little kid,
154
455532
2522
que me incomodava quando eu era
uma pequena criança,
uma pequena criança,
07:50
about gravity.
155
458078
1360
sobre a gravidade.
07:53
Gravity may seem super strong to you,
156
461946
2672
A gravidade pode parecer
superforte para vocês,
superforte para vocês,
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
mas na verdade ela é incrivelmente fraca,
comparada com outras forças da natureza.
comparada com outras forças da natureza.
08:00
I can briefly beat gravity when I jump,
158
468766
2631
Posso ganhar da gravidade
brevemente, quando pulo,
brevemente, quando pulo,
08:04
but I can't pick a proton out of my hand.
159
472390
2843
mas não posso tirar
um próton da minha mão.
um próton da minha mão.
08:08
The strength of gravity compared
to the other forces of nature?
to the other forces of nature?
160
476463
3216
A força da gravidade comparada
a outras forças da natureza?
a outras forças da natureza?
08:12
It's 10 to the minus 39.
161
480480
2190
É 10 elevado a menos 39.
08:14
That's a decimal with 39 zeros after it.
162
482694
2537
É um decimal com 39 zeros
depois da vírgula.
depois da vírgula.
08:17
Worse than that,
163
485255
1157
Pior do que isso, todas as outras
forças conhecidas da natureza
forças conhecidas da natureza
08:18
all of the other known forces of nature
are perfectly described
are perfectly described
164
486436
3027
são perfeitamente descritas
pelo chamado Modelo Padrão,
pelo chamado Modelo Padrão,
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
que é a melhor descrição que temos
da natureza em pequena escala,
da natureza em pequena escala,
e, francamente, uma das conquistas
de maior sucesso da humanidade;
de maior sucesso da humanidade;
08:27
and quite frankly,
167
495007
1156
08:28
one of the most successful
achievements of humankind --
achievements of humankind --
168
496187
4177
a não ser pela gravidade,
que não consta no Modelo Padrão.
que não consta no Modelo Padrão.
08:32
except for gravity, which is absent
from the Standard Model.
from the Standard Model.
169
500388
4012
08:36
It's crazy.
170
504424
1150
É uma loucura.
08:38
It's almost as though most
of gravity has gone missing.
of gravity has gone missing.
171
506046
3100
É como se a maior parte
da gravidade estivesse faltando.
da gravidade estivesse faltando.
08:42
We feel a little bit of it,
172
510394
1667
Nós sentimos um pouco dela,
08:44
but where's the rest of it?
173
512085
1676
mas onde está o resto?
Ninguém sabe.
08:45
No one knows.
174
513785
1282
08:48
But one theoretical explanation
proposes a wild solution.
proposes a wild solution.
175
516003
4403
Mas uma explicação teórica
propõe uma solução selvagem.
propõe uma solução selvagem.
08:54
You and I --
176
522120
1339
Todos nós,
mesmo vocês no fundo,
08:55
even you in the back --
177
523483
1578
08:57
we live in three dimensions of space.
178
525085
2145
vivemos em um espaço tridimensional.
08:59
I hope that's a
non-controversial statement.
non-controversial statement.
179
527254
2557
Espero que essa colocação
não seja controversa.
não seja controversa.
09:01
(Laughter)
180
529835
1829
(Risos)
Todas as partículas conhecidas também
existem em um espaço tridimensional.
existem em um espaço tridimensional.
09:03
All of the known particles also live
in three dimensions of space.
in three dimensions of space.
181
531688
3438
09:07
In fact, a particle is just another name
182
535150
2190
De fato, partícula é só um outro nome
09:09
for an excitation
in a three-dimensional field;
in a three-dimensional field;
183
537364
3009
para uma agitação
em um campo tridimensional;
em um campo tridimensional;
09:12
a localized wobbling in space.
184
540397
1920
uma oscilação localizada no espaço.
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
E, mais importante, toda a matemática
usada para descrever essas coisas
usada para descrever essas coisas
09:18
assumes that there are only
three dimensions of space.
three dimensions of space.
186
546841
3073
assume que só existem três dimensões.
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
Mas matemática é matemática, podemos
flertar com ela o quanto quisermos.
flertar com ela o quanto quisermos.
E as pessoas vêm brincando
com dimensões extras no espaço
com dimensões extras no espaço
09:25
And people have been playing around
with extra dimensions of space
with extra dimensions of space
188
553343
3166
há muito tempo, mas esse sempre tem sido
um conceito matemático abstrato.
um conceito matemático abstrato.
09:28
for a very long time,
189
556533
1155
09:29
but it's always been an abstract
mathematical concept.
mathematical concept.
190
557712
2585
Quero dizer, olhem ao redor...
você aí no fundo, olhe ao redor...
você aí no fundo, olhe ao redor...
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
claramente existem apenas
três dimensões de espaço.
três dimensões de espaço.
09:38
But what if that's not true?
193
566954
1559
Mas e se isso não for verdade?
09:42
What if the missing gravity is leaking
into an extra-spatial dimension
into an extra-spatial dimension
194
570109
6255
E se a gravidade faltante estiver vazando
para uma dimensão extraespacial
para uma dimensão extraespacial
09:48
that's invisible to you and I?
195
576388
1956
invisível para nós?
09:51
What if gravity is just as strong
as the other forces
as the other forces
196
579355
3094
E se a gravidade for tão forte
quanto as outras forças,
quanto as outras forças,
09:54
if you were to view it in this
extra-spatial dimension,
extra-spatial dimension,
197
582473
3141
se for vista nessa dimensão extraespacial,
09:57
and what you and I experience
is a tiny slice of gravity
is a tiny slice of gravity
198
585638
2900
e o que nós experienciamos
é uma pequena parcela da gravidade
é uma pequena parcela da gravidade
10:00
make it seem very weak?
199
588562
1897
que faz ela parecer muito fraca?
10:04
If this were true,
200
592158
1175
Se isso fosse verdade,
teríamos que expandir
nosso Modelo Padrão das partículas
nosso Modelo Padrão das partículas
10:05
we would have to expand
our Standard Model of particles
our Standard Model of particles
201
593357
2748
para incluir uma partícula extra,
10:08
to include an extra particle,
a hyperdimensional particle of gravity,
a hyperdimensional particle of gravity,
202
596129
4086
uma partícula
hiperdimensional de gravidade,
hiperdimensional de gravidade,
um gráviton especial que existe
em dimensões extraespaciais.
em dimensões extraespaciais.
10:12
a special graviton that lives
in extra-spatial dimensions.
in extra-spatial dimensions.
203
600239
2995
Vejo a expressão nos rostos de vocês.
10:15
I see the looks on your faces.
204
603258
1465
10:16
You should be asking me the question,
205
604747
1819
Vocês deveriam estar me perguntando:
"Como diabos vamos testar
essa ideia maluca de ficção científica,
essa ideia maluca de ficção científica,
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
presos como estamos em três dimensões?"
10:24
The way we always do,
208
612773
1282
Da forma que sempre fazemos,
colidindo dois prótons...
colidindo dois prótons...
10:26
by slamming together two protons --
209
614079
2139
10:28
(Laughter)
210
616242
1152
(Risos)
10:29
Hard enough that
the collision reverberates
the collision reverberates
211
617418
2564
Forte o suficiente
para a colisão reverberar
para a colisão reverberar
em alguma dimensão extraespacial
que possa estar ali,
que possa estar ali,
10:32
into any extra-spatial dimensions
that might be there,
that might be there,
212
620006
2691
criando momentaneamente
esse gráviton hiperdimensional
esse gráviton hiperdimensional
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
que depois retorna rapidamente
para as três dimensões do LHC
para as três dimensões do LHC
e libera dois fótons,
10:41
and spits off two photons,
215
629748
1822
10:44
two particles of light.
216
632278
1338
duas partículas de luz.
10:47
And this hypothetical,
extra-dimensional graviton
extra-dimensional graviton
217
635417
2910
E esse gráviton
extradimensional hipotético
extradimensional hipotético
10:50
is one of the only possible,
hypothetical new particles
hypothetical new particles
218
638351
3707
é uma das poucas novas
partículas hipotéticas possíveis
partículas hipotéticas possíveis
10:54
that has the special quantum properties
219
642082
2135
com as propriedades quânticas especiais
10:56
that could give birth to our little,
two-photon bump.
two-photon bump.
220
644241
4236
que podem originar a nossa pequena
saliência de dois fótons.
saliência de dois fótons.
11:02
So, the possibility of explaining
the mysteries of gravity
the mysteries of gravity
221
650000
5820
Então, a possibilidade de explicar
os mistérios da gravidade
os mistérios da gravidade
e de descobrir
dimensões extras do espaço...
dimensões extras do espaço...
11:07
and of discovering extra
dimensions of space --
dimensions of space --
222
655844
3498
talvez agora vocês entendam
11:11
perhaps now you get a sense
223
659366
1592
11:12
as to why thousands of physics geeks
collectively lost their cool
collectively lost their cool
224
660982
4124
por que milhares de físicos tenham
ficado coletivamente empolgados
ficado coletivamente empolgados
com nossa pequena saliência
de dois fótons.
de dois fótons.
11:17
over our little, two-photon bump.
225
665130
1882
Uma descoberta desse tipo faria
com que os compêndios fossem reescritos.
com que os compêndios fossem reescritos.
11:19
A discovery of this type
would rewrite the textbooks.
would rewrite the textbooks.
226
667036
2900
11:22
But remember,
227
670739
1152
Mas lembrem-se, a mensagem
dos experimentalistas que realmente
dos experimentalistas que realmente
11:23
the message from us experimentalists
228
671915
1724
estavam trabalhando
naquele momento, foi bem clara:
naquele momento, foi bem clara:
11:25
that actually were doing
this work at the time,
this work at the time,
229
673663
2239
11:27
was very clear:
230
675926
1154
precisamos de mais dados.
11:29
we need more data.
231
677104
1174
Com mais dados,
11:30
With more data,
232
678302
1519
11:31
the little bump will either turn into
a nice, crisp Nobel Prize --
a nice, crisp Nobel Prize --
233
679845
4024
ou a pequena saliência vai se tornar
um lindo e delicioso Prêmio Nobel...
um lindo e delicioso Prêmio Nobel...
11:35
(Laughter)
234
683893
1760
(Risos)
11:37
Or the extra data will fill in
the space around the bump
the space around the bump
235
685677
2964
ou os dados extra irão preencher
o espaço ao redor da saliência
o espaço ao redor da saliência
11:40
and turn it into a nice, smooth line.
236
688665
1866
e transformá-la
em uma linha linda e suave.
em uma linha linda e suave.
Então coletamos mais dados,
11:43
So we took more data,
237
691515
1218
e muitos meses depois,
com cinco vezes a quantidade de dados,
com cinco vezes a quantidade de dados,
11:44
and with five times the data,
several months later,
several months later,
238
692757
2577
11:47
our little bump
239
695358
1690
nossa pequena saliência
11:49
turned into a smooth line.
240
697072
2348
se transformou em uma linha suave.
11:55
The news reported on a "huge
disappointment," on "faded hopes,"
disappointment," on "faded hopes,"
241
703217
3484
As notícias relataram
um "enorme desapontamento",
um "enorme desapontamento",
"esperanças desvanecidas"
e físicos de partículas "tristes".
e físicos de partículas "tristes".
11:58
and on particle physicists "being sad."
242
706725
2510
12:01
Given the tone of the coverage,
243
709259
1811
Com o tom da cobertura,
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
vocês pensariam que tínhamos decidido
desligar o LHC e ir pra casa.
desligar o LHC e ir pra casa.
12:06
(Laughter)
245
714606
1150
(Risos)
12:08
But that's not what we did.
246
716628
1603
Mas não fizemos isso.
12:13
But why not?
247
721057
2014
Mas por que não?
12:16
I mean, if I didn't discover
a particle -- and I didn't --
a particle -- and I didn't --
248
724475
2845
Quer dizer, se não descobri
uma partícula, e não descobri,
uma partícula, e não descobri,
por que estou aqui falando com vocês?
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
Por que simplesmente não baixo
minha cabeça de vergonha
minha cabeça de vergonha
12:23
Why didn't I just hang my head in shame
250
731262
2437
e vou pra casa?
12:25
and go home?
251
733723
1224
12:31
Particle physicists are explorers.
252
739169
3351
Físicos de partículas são exploradores.
12:35
And very much of what we do
is cartography.
is cartography.
253
743421
2952
E muito do que fazemos é cartografia.
12:39
Let me put it this way: forget
about the LHC for a second.
about the LHC for a second.
254
747468
2852
Vamos colocar desta forma:
esqueçam o LHC por um segundo.
esqueçam o LHC por um segundo.
Imaginem que são exploradores do espaço
chegando a um planeta distante,
chegando a um planeta distante,
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
em busca de alienígenas.
Qual é a primeira tarefa de vocês?
12:47
What is your first task?
257
755099
1522
Orbitar imediatamente
o planeta, aterrissar,
o planeta, aterrissar,
12:49
To immediately orbit the planet,
land, take a quick look around
land, take a quick look around
258
757931
3076
dar uma rápida olhada ao redor em busca
de algum grande e óbvio sinal de vida
de algum grande e óbvio sinal de vida
12:53
for any big, obvious signs of life,
259
761031
1886
12:54
and report back to home base.
260
762941
1819
e relatar para a base.
12:56
That's the stage we're at now.
261
764784
1624
É nesse estágio que estamos, agora.
Demos uma primeira olhada no LHC
12:59
We took a first look at the LHC
262
767269
1487
em busca de alguma partícula nova,
grande e facilmente visível,
grande e facilmente visível,
13:00
for any new, big,
obvious-to-spot particles,
obvious-to-spot particles,
263
768780
2284
13:03
and we can report that there are none.
264
771088
1950
e podemos relatar que não há nenhuma.
13:05
We saw a weird-looking alien bump
on a distant mountain,
on a distant mountain,
265
773631
2673
Vimos uma estranha saliência
em uma montanha distante,
em uma montanha distante,
mas quando chegamos perto
vimos que era uma pedra.
vimos que era uma pedra.
13:08
but once we got closer,
we saw it was a rock.
we saw it was a rock.
266
776328
2170
O que fazemos, então? Simplesmente
desistimos e vamos embora?
desistimos e vamos embora?
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
Claro que não;
13:14
we would be terrible scientists if we did.
269
782791
2305
seríamos péssimos cientistas
se fizéssemos isso.
se fizéssemos isso.
13:17
No, we spend the next couple
of decades exploring,
of decades exploring,
270
785120
3613
Não, passaremos
as próximas décadas explorando,
as próximas décadas explorando,
13:20
mapping out the territory,
271
788757
1480
mapeando o território,
13:22
sifting through the sand
with a fine instrument,
with a fine instrument,
272
790261
2365
peneirando a areia
com um instrumento de precisão,
com um instrumento de precisão,
13:24
peeking under every stone,
273
792650
1458
olhando embaixo de cada pedra,
13:26
drilling under the surface.
274
794132
1554
perfurando abaixo da superfície.
13:28
New particles can either
show up immediately
show up immediately
275
796106
2593
Novas partículas
podem surgir imediatamente,
podem surgir imediatamente,
como saliências grandes e visíveis,
13:30
as big, obvious-to-spot bumps,
276
798723
2133
13:32
or they can only reveal themselves
after years of data taking.
after years of data taking.
277
800880
3941
ou podem se revelar apenas
depois de anos de coleta de dados.
depois de anos de coleta de dados.
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
A humanidade começou agora a explorar
com o LHC a esse nível de energia,
com o LHC a esse nível de energia,
13:42
and we have much searching to do.
279
810537
1791
e temos muita pesquisa a fazer.
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
Mas e se depois de 10 ou 20 anos ainda não
tivermos encontrado nenhuma partícula?
tivermos encontrado nenhuma partícula?
13:51
We build a bigger machine.
281
819053
1695
Construímos uma máquina maior.
13:52
(Laughter)
282
820772
1574
(Risos)
Pesquisamos em níveis
mais altos de energia.
mais altos de energia.
13:54
We search at higher energies.
283
822370
1690
13:56
We search at higher energies.
284
824476
1570
Pesquisamos em níveis
ainda mais altos de energia.
ainda mais altos de energia.
13:58
Planning is already underway
for a 100-kilometer tunnel
for a 100-kilometer tunnel
285
826946
3053
Já está sendo planejado um túnel
de 100 km que vai colidir partículas
de 100 km que vai colidir partículas
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
a um nível de energia
dez vezes maior que o LHC.
dez vezes maior que o LHC.
14:05
We don't decide where
nature places new particles.
nature places new particles.
287
833612
2337
Nós não decidimos onde a natureza
coloca novas partículas.
coloca novas partículas.
Só decidimos continuar explorando.
14:08
We only decide to keep exploring.
288
836366
1646
Mas e se mesmo com um túnel de 100 km
14:10
But what if, even after
a 100-kilometer tunnel
a 100-kilometer tunnel
289
838036
2558
14:12
or a 500-kilometer tunnel
290
840618
1860
ou de 500 km
14:14
or a 10,000-kilometer
collider floating in space
collider floating in space
291
842502
2841
ou um colisor de 10 mil km
flutuando no espaço
flutuando no espaço
entre a Terra e a Lua,
14:17
between the Earth and the Moon,
292
845367
1578
14:18
we still find no new particles?
293
846969
3062
ainda não tivermos encontrado
novas partículas?
novas partículas?
Então talvez estejamos fazendo
a física das partículas de forma errada.
a física das partículas de forma errada.
14:23
Then perhaps we're doing
particle physics wrong.
particle physics wrong.
294
851597
2694
14:26
(Laughter)
295
854315
1791
(Risos)
14:28
Perhaps we need to rethink things.
296
856130
1957
Talvez seja preciso
repensar algumas coisas.
repensar algumas coisas.
14:31
Maybe we need more resources,
technology, expertise
technology, expertise
297
859127
3262
Talvez sejam necessários
mais recursos, tecnologia e expertise
mais recursos, tecnologia e expertise
14:34
than what we currently have.
298
862413
1508
do que temos atualmente.
Já usamos inteligência artificial
e aprendizado de máquina em partes do LHC,
e aprendizado de máquina em partes do LHC,
14:36
We already use artificial intelligence
and machine learning techniques
and machine learning techniques
299
864610
3341
14:39
in parts of the LHC,
300
867975
1153
mas imaginem projetar
um experimento de física das partículas
um experimento de física das partículas
14:41
but imagine designing
a particle physics experiment
a particle physics experiment
301
869152
2406
14:43
using such sophisticated algorithms
302
871582
1669
com algoritmos tão sofisticados
que ensinassem a si próprios
que ensinassem a si próprios
14:45
that it could teach itself to discover
a hyperdimensional graviton.
a hyperdimensional graviton.
303
873275
3168
como descobrir
um gráviton hiperdimensional.
um gráviton hiperdimensional.
14:48
But what if?
304
876467
1157
E se?
A última pergunta:
14:49
What if the ultimate question:
305
877648
1445
e se nem a inteligência artificial ajudar
a responder nossas perguntas?
a responder nossas perguntas?
14:51
What if even artificial intelligence
can't help us answer our questions?
can't help us answer our questions?
306
879117
3473
E se essas perguntas,
há séculos sem resposta,
há séculos sem resposta,
14:54
What if these open questions,
for centuries,
for centuries,
307
882614
2111
estiverem destinadas
a continuarem assim no futuro?
a continuarem assim no futuro?
14:56
are destined to be unanswered
for the foreseeable future?
for the foreseeable future?
308
884749
2669
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
E se as coisas que me incomodam
desde que eu era pequeno
desde que eu era pequeno
estiverem destinadas a continuarem
sem resposta por toda minha vida?
sem resposta por toda minha vida?
15:02
is destined to be unanswered
in my lifetime?
in my lifetime?
310
890395
2523
15:06
Then that ...
311
894395
1156
Então...
15:08
will be even more fascinating.
312
896282
2094
isso será ainda mais fascinante.
15:12
We will be forced to think
in completely new ways.
in completely new ways.
313
900144
3225
Seremos forçados a pensar
de formas completamente novas.
de formas completamente novas.
15:16
We'll have to go back to our assumptions,
314
904361
2058
Teremos que retornar a nossas hipóteses,
15:18
and determine if there was
a flaw somewhere.
a flaw somewhere.
315
906443
2339
e determinar se houve
alguma falha em algum ponto.
alguma falha em algum ponto.
Precisaremos encorajar mais pessoas
a unirem-se a nós no estudo da ciência,
a unirem-se a nós no estudo da ciência,
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
15:24
since we need fresh eyes
on these century-old problems.
on these century-old problems.
317
912820
3062
pois precisaremos de novos olhares
sobre esses problemas seculares.
sobre esses problemas seculares.
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
Eu não tenho as respostas
e ainda estou buscando por elas.
e ainda estou buscando por elas.
Mas alguém que talvez esteja
no ensino médio, agora,
no ensino médio, agora,
15:31
But someone -- maybe
she's in school right now,
she's in school right now,
319
919064
2329
15:33
maybe she's not even born yet --
320
921417
1684
que talvez ainda nem tenha nascido,
pode por fim nos levar a ver a física
de uma forma completamente nova,
de uma forma completamente nova,
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
e mostrar que talvez só estejamos
fazendo as perguntas erradas.
fazendo as perguntas erradas.
15:44
Which would not be the end of physics,
323
932112
2410
O que não seria o fim da física,
mas um novo começo.
15:46
but a novel beginning.
324
934546
1406
15:49
Thank you.
325
937204
1150
Obrigado.
15:50
(Applause)
326
938378
2541
(Aplausos)
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