'Tanrı parçacığı' nasıl anlaşılır ve açıklanır?

CERN tarafından kullanıma sunulan bu tarihsiz görüntü, enerjisi (kırmızı kulelerle gösterilen) CMS elektromanyetik kalorimetrede ölçülen iki yüksek enerjili fotonu içeren tipik bir aday olayı göstermektedir. Sarı çizgiler, çarpışmada üretilen diğer parçacıkların ölçülen izleridir. Soluk mavi hacim, CMS kristal kalorimetre namlusunu gösterir. Dünyanın en büyük atom parçalayıcısındaki bilim adamları, 4 Temmuz 2012 Çarşamba günü, uzun zamandır aranan Higgs bozonu ile 'tutarlı' olarak adlandırdıkları yeni bir atom altı parçacığın keşfini alkışlamak ve ayakta alkışlamak için - popüler olarak 'Tanrı parçacığı' olarak bilinirler. evrendeki tüm maddelere boyut ve şekil veren şeyin ne olduğunu açıklamaya yardımcı olur. (AP Photo/CERN) YALNIZCA EDİTÖRÜN KULLANIMI - ZORUNLU KREDİ -

Gazeteciler 'keşif' ve 'atılım' gibi sözcükleri kullanmayı severler, ancak bilim adamları bu tür sözcüklere sinerler. Nobel ödüllü fizikçi tarafından yaratılan bir terim olan “Tanrı Parçacığı” tabirinden özellikle rahatsız olabilirler. Leon Lederman atom altı dünyanın nasıl çalıştığını açıklamanın bir yolu olarak - onu kimin yarattığını değil.

Bilim adamları farklı bir tabir kullanırlar, Higgs bozonu ve aşağıdakine benzer açıklamalar sunun CERN genel müdürü Rolf Heuer Çarşamba sabahı Cenevre yakınlarındaki bir basın toplantısında konuştu. :

'Higgs bozonu ile uyumlu bir parçacığın keşfi, yeni parçacığın özelliklerini belirleyecek ve muhtemelen evrenimizin diğer gizemlerine ışık tutacak daha büyük istatistikler gerektiren daha ayrıntılı çalışmaların yolunu açıyor.'

Gazetecilerin 'Bilim adamları, evreni anlamanın anahtarı olan Tanrı Parçacığı'nı keşfettiler' gibi şeyler söylemeye eğilimli olmalarına şaşmamalı.

Hayır, henüz değil.

Tanrı Parçacığı

Lederman açıkladı parçacık, 'Kozmik senfoniyi düzenlediğine inanıyorum.'

Lederman, “Tanrı Parçacığı” tabirini nasıl elde ettiğini de açıkladı. “adlı bir gazetede İki Parçacığın Hikayesi ve Nihai Tişört ,' açıkladı:

Bu bozon, bugün fiziğin durumu için o kadar merkezidir, maddenin yapısına dair nihai anlayışımız için o kadar önemlidir, ancak o kadar zor ki, ona bir takma ad verdim: Tanrı Parçacığı. Neden Tanrı Parçacığı? İki sebep. Bir, yayıncı aramamıza izin vermedi
Kötü doğası ve yol açtığı masraf göz önüne alındığında, bu daha uygun bir isim olsa da, o Lanet Parçacık. Ve iki, başka bir kitapla bir tür bağlantı var, çok daha eski bir kitap…

İnsanların tek bir dili paylaştığı ve maddenin simetrik olduğu bir zamanı çağrıştırdığını söylediği bir pasaj olan Yaratılış 11:1-9 adlı İncil kitabına atıfta bulunuyordu. Sonra, karmaşıklaştı.

Lederman, atomların kütlelerini nasıl aldıklarını açıklayabilecek bu parçacığı araştıran bilim adamlarından biriydi. Bir bakıma en küçük şeyi, atom altı parçacıkları anlama çabasıdır, böylece en büyük şeyi, evreni anlayabiliriz.

Lederman, bilim adamlarının bir gizemi çözmenin eşiğinde olduklarını açıklayabilecekleri bir gün olan bu günü hayal ettiği yeni bir Genesis 11'in kendi versiyonunu yazdı:

“Ve bütün evren birçok dilden ve birçok konuşmadan oluşuyordu. Ve vaki oldu ki, doğudan seyahat ederlerken, Waxahachie diyarında bir ova buldular ve orada oturdular. Ve birbirlerine, 'Gidin, çarpışmaları zamanın başlangıcına kadar uzanabilecek bir Dev Çarpıştırıcı yapalım' dediler. Bükmek için süper iletken mıknatısları vardı ve parçalamak için protonları vardı.

Ve Rab, insan çocuklarının inşa ettiği hızlandırıcıyı görmek için indi. Ve Rab dedi: İşte, insanlar benim kafamı karıştırıyor. Ve Rab içini çekti ve dedi. Gidin, aşağı inelim ve orada onlara Tanrı Parçacığı'nı verin ki yarattığım evrenin ne kadar güzel olduğunu görsünler.'

— Çok Yeni Ahit, 11:1

Gazetecilik mayınları

Tanrı Parçacığı gibi sözcükleri kullanmaya başladığınızda, teoloji (bir inanç sistemi) ile tekrarlanabilen kanıtlanabilir gerçekler sistemi olan bilimi karıştırmaya başlarsınız.

'Keşif' gibi kelimeler kullandığınızda, daha önce hiç bilmediğimiz bir şeyi şimdi bildiğimizi ima ediyorsunuz. Bazıları Higgs parçacığını bulmanın bir dinozor ayak izini bulmaya benzediğini söyledi; ŞEY'in kendisi değil, bir kalıntı veya iz buldunuz.

Ancak açık olalım, bu çalışmaya katılan bilim adamları bile büyük ve önemli bir şeyi bilmeye çok yakın olduklarına inanıyorlar.

CERN tarafından kullanıma sunulan bu tarihsiz görüntü, enerjisi (kırmızı kulelerle gösterilen) CMS elektromanyetik kalorimetrede ölçülen iki yüksek enerjili fotonu içeren tipik bir aday olayı göstermektedir. Sarı çizgiler, çarpışmada üretilen diğer parçacıkların ölçülen izleridir. Soluk mavi hacim, CMS kristal kalorimetre namlusunu gösterir. (AP Fotoğrafı/CERN)

Yine de “keşif” yanıltıcı bir kelimedir. Bu duyuru, daha çok, son aylarda hızlanan, onlarca yıllık bir anlayış sızıntısı gibiydi.

Birkaç gün önce Amerikalı bilim adamları, Tanrı parçacığını bulduklarını söylemeye yakın olduklarını söylediler. Yakın ama tam değil.

Mart ayında geri , Amerikalı bilim adamları hemen hemen aynı şeyi bildirdiler, 40 yıldan fazla bir süredir verileri inceledikten sonra, Tanrı parçacığını izole ettiklerini söylemeye oldukça yakınlardı.

Altı ay önce, Aralık 2011'de iki Avrupalı ​​grup aşağı yukarı aynı şeyi buldu.

Ancak bu hafta, raporlar yepyeni görünen bir şeyi, yani bir 'keşif'i selamlıyor.

Bir rapor dedi ki, “Bugün bilim adamları “önemli” keşfi selamladı…”

New York Times dedi bilim adamları, 'tüm dünyayı dünya gibi arayan yeni bir atom altı parçacık keşfettiler. Higgs bozonu temel parçacıkların neden kütleye sahip olduğunu ve aslında evrendeki çeşitliliğin ve yaşamın varlığını anlamak için potansiyel bir anahtar.”

Bilim adamları neyi aradılar ve ne buldular?

Küçük başlayalım. Elektronlar, protonlar ve nötronlar gibi atom altı parçacıklar atomları oluşturur. Atomlar molekülleri oluşturur. Moleküller su, ahşap, kimyasallar ve kauçuk gibi maddeleri yapmak için birbirine yapışır.

Bir de fizikçilerin bozon dediği şeyler var. Bozonlar, fotonlar gibi parçacıklardır, ancak diğer parçacıklarla aynı tepkiyi vermezler. Diğer parçacıkların geçinmesine yardımcı oluyor gibi görünüyorlar. Fotonların kütlesi yoktur, sadece enerjileri vardır. Diğer parçacıkların, örneğin protonların kütlesi vardır.

Ama bu en küçük parçacıklar, bozonlar nereden geldi? Peter Higgs (dolayısıyla Higgs bozonu) adlı bir bilim adamı, belki de başkalarının etkileşime girdiği anahtar bir parçacık olduğunu öne sürdü. Bilim adamları bu parçacığı çözebilselerdi, elektronlara, protonlara ve nötronlara kütlelerini, maddelerini neyin verdiğini anlayabilirlerdi.

CNN'den Nick Thompson şu analojiyi sundu:

“Evreni bir parti gibi hayal edin. Partide nispeten bilinmeyen konuklar, fark edilmeden odadan hızla geçebilir; daha popüler konuklar daha sonra odadaki hareketlerini yavaşlatacak insan gruplarını (Higgs bozonları) çekecek.

'Higgs alanında hareket eden parçacıkların hızı aynı şekilde çalışır. Bazı parçacıklar daha büyük Higgs bozon kümelerini çekecek ve bir parçacık ne kadar çok Higgs bozonu çekerse kütlesi o kadar büyük olacaktır.'

Bilim adamları bu hafta büyük duyurularını yaptıklarında, bunu bir atılım veya keşif olarak adlandırmamaya çok dikkat ettiler. Açıkça herkesin umduğu bu olsa da, Higgs bozonunu bulduklarını iddia etmediler.

Wall Street Journal'ın hikayesi, duyurunun ne kadar dikkatli yapıldığını gösteriyor:

'Deneylerden birinin sözcüsü Joe Incandela, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ndeki (CERN) bilim adamlarına yeni parçacığın kesinlikle bir bozon ve şimdiye kadar bulunan en ağır bozon olduğunu söyledi. “

'Bunun sonuçları çok önemli ve tam da bu nedenle tüm çalışmalarımızda ve çapraz kontrollerimizde son derece titiz olmalıyız.'

Bugünün duyurusunu yapan çalışma, bilim adamlarının ürünüdür. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı , İsviçre ve Fransa sınırında yer almaktadır. Çarpıştırıcı, bilim adamlarının 'hadronlar' olarak adlandırılan iki atom altı parçacık demetini - protonlar veya kurşun iyonları - birbirleriyle çarpışmalarını sağlamak için patlattıkları bir tür yarış pisti olan bir yeraltı boru hattıdır.

Fikir her zaman, atomları bir araya getirerek, evren başladığında meydana gelmiş olabilecek sözde 'Büyük Patlama' patlamasını tekrarlayabilecekleri olmuştur.

Amerikalılar onlarca yıldır bu çarpıştırıcı işine dahil oldular. Ancak geçen yıl, Enerji Bakanlığı Fermilab Tevatron Bütçe sıkıntıları nedeniyle Batavia, Illinois yakınlarında çarpıştı.

Peki, tüm bunlar neden önemli?

(Siz fizik meraklıları için küçük bir kelime oyunu.)

Parçacık biliminin, evrenin nasıl çalıştığını açıklamanın ötesinde somut faydaları vardır.

İlaç artık kanseri teşhis etmek ve tedavi etmek için parçacık bilimini kullanıyor. Dünya çapındaki büyük hastanelerde bulabileceğiniz MRI'lar süper iletken mıknatıs teknolojisini kullanır.

Milli Güvenlik büyük nakliye kasalarının içine bakmak için parçacık fiziğini kullanır.

Dünya çapında Ağ “CERN bilimcisi Tim Berners-Lee … parçacık fizikçilerine üniversitelerde ve laboratuvarlarda küresel olarak dağılmış meslektaşlarla hızlı ve etkili bir şekilde iletişim kurmaları için bir araç sağlamak için” oluşturuldu.

Enerji Bakanlığı web sitesi süper çarpıştırıcısının hayatımıza dokunduğu diğer yollara işaret ediyor:

• Gıda sterilizasyonu
• Tıbbi izotop üretimi
• Kanser tedavilerinin simülasyonu
• Nükleer silahların güvenilirlik testi
• Nakliye konteynırlarının taranması
• PET ve MRI görüntülemenin önerilen kombinasyonu
• Arşiv kayıtlarında iyileştirilmiş ses kalitesi
• paralel hesaplama
• Malzemelerin güçlendirilmesi için iyon implantasyonu
• Epoksi ve plastiklerin kürlenmesi
• Veri madenciliği ve simülasyon
• Uluslararası ilişkiler
• Nükleer atık dönüşümü
• Karmaşık tesislerin uzaktan çalıştırılması

Bu hikayeyle neler yapabilirsiniz?

Yani bu hikayeye dokunmak istiyorsunuz ve editörünüzün gözleri kafasının arkasına doğru dönüyor. Şimdi ne var?

İlk önce, hikayeyi doğru yapın. Bu haftanın duyurusunu, yeni bir çığır açan keşif olarak abartmayın. Tanrı parçacığı olarak adlandırıldığı için onu teolojik bir tartışma olarak oynamayın.

İkincisi, hikayeyi ciddiye alın. Parçacık fiziği, üstesinden gelmeniz için çok korkutucu gelebilir. Ancak halkı etkileyen yerel uygulamalar etrafınızda. Yerel hastanenizin nükleer tıp bölümüne ve liman güvenliğine bakın.

Üçüncüsü, yerel üniversiteleriniz keşif sürecine nasıl dahil oluyor? Öğrenciler, hızlandırılmış keşif çağında yaşamak için ne kadar heyecanlılar? En iyi bilim öğrencileriyle konuşun ve onlara yaşamları boyunca neyi keşfetmeyi umduklarını sorun.

Dördüncüsü, Birleşik Devletler'in sizin bölgenizde fen eğitiminin durumu nedir?

Amerika'nın tekrar süper çarpıştırıcı gibi büyük fikirlere yatırım yapmanın yollarını bulacağı bir çağda mı yaşıyoruz merak ediyorum. Sırada ne olduğu hakkında hiçbir fikrimiz olmadan Uzay Mekiği programını nakavt ettik. Daha sonra öğrenmek ve keşfetmek istediklerimiz için biraz vizyona, eylem planına ve finansmana sahip olmak güzel olmaz mıydı? Kongre ve Başkan adaylarına bunu sorun.

Eminim senin de fikirlerin vardır. Bunları yorumlar bölümünde paylaşın.