I slutningen af sidste år, to forskellige værktøjer på en massiv subatomare partikel-accelerator, som er kendt for os som Large hadron Collider (LHC), så noget. Ingen ved, hvad der har forårsaget den voldsomme stigning af data — det kom fra et par af fotoner, der kolliderede i detektorerne på samme tid med den samme energi. Ved at studere sådanne kollisioner i den modsatte retning, fysik finde ud af detaljer om død og henfald af større partikler. Normalt er.
Men på det tidspunkt var det ikke så enkelt. Nye “di-foton overskydende” — uforudsigelige og uventede — kunne tyde på en partikel, der er fire gange tungere end den tungeste kendte partikler, top-kvark, og seks gange tungere end den berømte Higgs-bosonen. Det kan indikere eksistensen af en relativ tung Higgs eller gravitonen er stadig en teoretisk partikel, der sender tyngdekraften. Eller det kunne være noget helt nyt, en forløber for den nye fysik.
Godt, er der intet — den statistiske fejl af the phantom genereret af maskinen.
Efter lanceringen af LHC i April skal give svaret. Men partikel fysik — en utålmodige mennesker. I forventning af nye data, de arbejder hårdt, afskalning ud hundredvis af værker på ejendommen arXiv.org i et forsøg på at forklare, men statistisk insignifikante data. Ny partikel? Hvad ville det betyde? Hvad skal det være?
Selvfølgelig, fysik kan bare vente til havet vejr og ingen damp. Men de ikke vil.
Det chok, det nye
“Det er den ånd af teoretisk fysik, siger Jean Judes, en teoretisk fysiker ved CERN og forfatter til et af de værker, der har forårsaget den største sensation. — Du tager data til din rådighed, og derefter begynde at tænke på, hvis de passer ind under din opfattelse af Universet.”
Så kan du begynde at tænke, hvordan at afprøve disse ideer. Få flere oplysninger. Se, hvordan de svarer til de oprindelige ideer og måske ændre dem. “Om og om, siger Judis, — indtil du får den sande historie om vores Univers”.
Men fysik ikke hoppe på hver anomali, som en Gravhund på en hamster. Mærkeligt dyk og spidser i de data, der vises konstant, og endnu fysik er ikke smidt hver gang skrive operation, sagde Michele Redi, en teoretisk fysiker ved National Institute of nuclear physics i Firenze, og en af forfatterne Iudica. “Men denne sag lugter anderledes,” siger han.
Første glimt viste data fra to forskellige instrumenter. Dette er i sig selv angiver, at gyldigheden af den begivenhed, der er artefaktet på en eller anden måde. Men hvad der er vigtigere, og det andet, hvis disse resultater er reelle, de kan bladre i, eller i det mindste at udvide Standard model, det teoretiske grundlag, der blev udviklet i 1970’erne, og som forklarer den interaktion af partikler. “Standard-model for elementarpartikler har været meget succesfulde i at beskrive samspillet af alle partikler, som vi direkte observeret i naturen, siger Rob McPherson, talsmand i ATLAS instrumentet, en af de to detektorer, som fange signal. Men for nogle spørgsmål, svar hun giver.”
Standard-modellen er god, og så langt, eksperimentel fysik har bekræftet dens længde og bredde. Men hun forklarer ikke det hele, der er huller og mysterier som mørkt stof, antistof og gravitation.
Derfor, fysikere er desperat venter på Standard modellen af den knitrende ild i sømmene. Dette ville give dem en chance for at udvikle en ny version — og bygge en ny forståelse af Universet. I den ende, de fleste moderne teoretikere har ikke fungeret i 70-erne, og jeg husker, at den spænding, der var i de tidlige faser af udviklingen CM.
Race
For mange år chancen for at vende Standard model virkede yderst tvivlsom. Det ser ud til, at TANKEN lossepladser megatons af data på det gamle fysik-og ingen nye ikoner. “Kort sagt, ingen i vores felt, og en ounce af håb syntes at være værdsat, siger Redi. Men sammen med den kraftige stigning December 15, ændrede alt sig. Lugten af den nye fysik pege på det faktum, at her er det, lige rundt om hjørnet, lige inden for arms rækkevidde. Redi og hans kolleger har arbejdet i døgndrift for at vælge det og derefter vælge “udgiv” først.
Mihajlo Bakovic fra det Katolske Universitet i Belgien, der skrev et værk om feber ramte forskere: “det Overskydende af di-fotoner, lyser det mørke stof”. Han er godt klar over, at dette er kun en øvelse i spekulation. “Først og fremmest grunden til, at de teoretiske fysikere laver noget i fysik, er, at det er sjovt, siger Bakovic. Er den eneste grund til, hvorfor vi er her — for at opfylde vores børns forventninger om Universet.”
En del af det sjove, men der er mulighed for at være den første til at opdage noget nyt. De fleste videnskabelige opdagelser — jeg er ked af, at videnskab er en rutine, hverdagen. Meget sjældent ændre paradigme. Og endnu mindre ofte dette skift sker i det offentlige, når resultaterne selv bliver bedt om at fortolke. Hvis forskerne vente på en bekræftelse af en byge af data, uden at deltage i den teoretisering, vil de ikke være i stand til at være den første. “Ejerskabet af ideer i vores dag defineret af dagen — måske en time — levering arbejde, siger Bakovic, så folk føler behovet for at offentliggøre deres spekulationer over resten.”
Når en kollega sendte Moderne kronologisk historie om, hvor meget arbejde, han og hans kolleger-teoretikere kastede på arXiv i løbet af denne tid (fra 10 Marts blev 276), han har også dykket i data. “Jeg blev ramt af det faktum, at kurven så overraskende regelmæssig, og jeg tænkte, hvis jeg kan se sin form, siger han. — Så jeg begyndte at gøre det samme som andre fysik: spil med data i et forsøg på at lave en model.”
Under den daglige besøg, Bakovic pillede med statistikker, der forsøger at finde en matematisk repræsentation, som vil vise, hvor mange papirer, som er opstået over tid, og forudsiger, hvordan dette vil ændre sig i fremtiden. Det viste sig, at vi kun behov for to antagelser: at folks interesse i det overskydende af di-fotoner og antallet af ideer, som har tilbage til at skrive, vil falde, efterhånden som tiden går. “Jeg troede, der ville være perfekt til at vise, at noget, der virker meget svært, på grund af menneskelig adfærd, er det muligt at simulere meget simpel matematik,” siger han.
Bakovic kom til den konklusion, at indtil 10 juni, bør du modtage omkring 310 papirer. I Forordet til det arbejde, han takkede de Belgiske jernbaner, fordi de gav ham et behageligt miljø på vejen, hvor arbejdet blev udført, og hyppige forsinkelser af tog tilføjet tid. Bakovic vurderer chancerne for, at eksistensen af en ny partikel i 20%.
Redi er en smule mere optimistisk. “Det er meget svært at sige, og mange nægter at satse, siger han. Men jeg kan lide dette spil, så hvis jeg var nødt til at satse penge på, ville jeg sige, at sandsynligheden er 50%”.
Judis nægtede at satse. Angiveligt han ser ikke ind i en krystalkugle og ser fremtiden.
MacPherson, tværtimod, hvis man kigger på fortiden. Han så disse “hints” af fysik ud over Standard modellen i flere årtier. “Indtil nu har de alle forsvandt med en mere præcis analyse og yderligere data,” siger han. Large electron-positron Collider så, hvad der af nogle menes at være antydninger af Higgs. Men det skete ikke. De data, der var endnu bedre (mere signifikant) end i den seneste samling, siger McPherson, men blev et tilfældigt udsving i baggrunden. Efter at Higgs forblev uopdaget for mere end et årti.
I sit arbejde, Bakovic analyseret mønstre af offentliggørelse efter otte andre high-profil situationer i fysik. Den første bølge (og relaterede dokument), er ikke signalerede succes i fremtiden. På hans liste var BICEP2 observation i støtte af kosmisk inflation, og også som dokumentation for flytning af neutrinoer hurtigere end lyset — både begivenheder, der viste sig at være tom.
Anyway, ingen vil tabe, siger Bakovic. Hvis splash ville være et Lykketræf, at alle vil få gavn af diskussion og mental gymnastik. “Hvis en fysiker klager over, at det er spild af tid, han har valgt den forkerte profession,” siger han.
Relevante værktøjer TANK vil være tilbage til arbejdet i April. Sommeren vil blive indsamlet så mange data som TANKEN er indsamlet for hele 2015, og ved udgangen af sommeren — to gange. MacPherson siger, at de håber på at få det endelige svar ved begyndelsen af den Internationale konference om høj energi fysik i August.