I slutet av förra året, två olika verktyg på en massiv subatomär partikel accelerator, som är känd för oss som Large hadron Collider (LHC), såg något. Ingen vet vad som har orsakat en våg av data — den kom från ett par av fotoner som kolliderat i detektorer på samma tid, med samma energi. Genom att studera sådana kollisioner i motsatt riktning, fysik hitta information om död och förfall av större partiklar. Vanligtvis.
Men på den tiden var det inte så enkelt. Nya di-photon överskott” — oförutsägbara och oväntade — kan tyda på att en partikel är fyra gånger tyngre än den tyngsta kända partikeln, toppkvarken, och sex gånger tyngre än den berömda Higgs boson. Det kan tyda på förekomsten av ett relativt tung Higgs eller gravitonen är fortfarande en teoretisk partikel som överför allvar. Eller kan det vara något helt nytt, ett förebud om en ny fysik.
Tja, ingenting — den statistiska fel av phantom som alstras av maskinen.
Efter lanseringen av LHC i April ska ge svaret. Men partikel-fysik — en otålig människor. I väntan på nya uppgifter, de arbetar hårt, sprita ut hundratals verk på webbplatsen arXiv.org i ett försök att förklara men statistiskt signifikanta data. Ny partikel? Vad skulle det betyda? Vad ska det vara?
Naturligtvis, fysik kan bara vänta på havet väder och ingen ånga. Men de vill inte.
Chocken av det nya
“Det är anden i teoretisk fysik, säger Jean Judes, är en teoretisk fysiker vid CERN och författare av ett av de verk som orsakat det största sensation. — Du tar data till ditt förfogande, och sedan börja tänka, om de passar under din syn på Universum.”
Sedan kan du börja tänka på hur att testa dessa idéer. Få mer data. Se hur de motsvarar den ursprungliga idéer och kanske förändra dem. “På och på, säger Judis, tills du får den sanna historien om vårt Universum”.
Men fysik inte hoppa på varje anomali, som en Tax på en hamster. Konstigt dalar och toppar i de data som ska visas hela tiden, och ännu fysik är inte kastas varje gång skriva drift, säger Michele Redi, är en teoretisk fysiker vid National Institute of nuclear physics i Florens och en av författarna Iudica. “Men i det här fallet luktar annorlunda, säger han.
För det första, skurar visade data från två olika instrument. Detta i sig visar giltigheten av händelse som är en artefakt, på något sätt. Men ännu viktigare, och det andra, om dessa resultat är verkliga och att de kan vända eller åtminstone att förlänga Standard modell, den teoretiska grunden som utvecklades på 1970-talet, och som förklarar samspelet mellan partiklar. “Standardmodellen för elementarpartiklar har varit mycket framgångsrik i att beskriva samspelet mellan alla partiklar, som vi direkt kan observeras i naturen, säger Rob McPherson, talesperson för ATLAS instrument, en av de två detektorer, som fångar signalen. Men för vissa frågor de svar hon ger.”
Standard modell är bra, och så långt, experimentell fysik har bekräftat dess längd och bredd. Men hon förklarar inte allt: det finns luckor och mysterier som mörk materia, antimateria och gravitation.
Därför, fysiker är desperat väntar på standardmodellen av den sprakande i sömmarna. Detta skulle ge dem en chans att utveckla en ny version — och bygga upp en ny förståelse av Universum. I slutet, mest moderna teoretiker har inte fungerat på 70-talet och jag minns spänningen som var i de tidiga stadierna av utveckling CM.
Lopp
För många år chansen att vända Standard modell verkade mycket tveksamt. Det verkar som om TANKEN tippar megaton data på den gamla fysik och inga nya ikoner. “Enkelt uttryckt, ingen i vårt område och ett uns av hopp verkade vara kär, säger Redi. Men tillsammans med den kraftiga ökningen December 15, förändrades allt. Lukten av ny fysik peka på det faktum att det här runt hörnet, precis inom räckhåll. Redi och hans kollegor har arbetat dygnet runt för att välja det och “publicera”.
Mihajlo Bakovic från Catholic University i Belgien, som skrev ett arbete om febern slog forskare: “Överskottet av di-fotoner lyser upp den mörka materian”. Han är väl medveten om att detta bara är en övning i spekulation. “Först av allt, anledningen till teoretisk fysiker gör något i fysik, är att det är kul, säger Bakovic. Är den enda anledningen till varför vi är här — för att möta våra barns förväntningar om Universum.”
En del av det roliga, dock finns det möjlighet att vara först med att upptäcka något nytt. Majoriteten av vetenskapliga upptäckter — jag är ledsen, vetenskap är en rutin, vardag. Mycket sällan ändra paradigm. Och ännu mindre ofta denna förändring sker i det offentliga, när de själva resultaten är ombedd att tolka. Om forskarna vänta på bekräftelse av en explosion av data, utan att delta i att teoretisera, de kommer inte att kunna vara den första. “Ägandet av idéer i vår tid definieras av dagen — kanske en timme — leverans arbete, säger Bakovic, så att folk känner ett behov av att offentliggöra sina spekulationer över resten.”
När en kollega skickade Bukovica kronologisk berättelse om hur mycket arbete som han och hans kolleger teoretiker kastade på arXiv under denna tid (från och med den 10 Mars var 276), också han dök in data. “Jag slogs av det faktum att kurvan såg förvånansvärt regelbundna, och jag tänkte att om jag kan se sin form, säger han. — Så började jag att göra samma sak som andra fysik: spela med data i ett försök att göra en modell.”
Under de dagliga besök, Bakovic fifflat med statistik, försöker hitta en matematisk representation som visar hur många papper har dykt upp över tid, och förutspår hur detta kommer att förändras i framtiden. Det visade sig att vi bara behöver två antaganden: att människors intresse för överskottet av di-fotoner och antalet idéer som har kvar att skriva kommer att minska allt eftersom tiden går. “Jag trodde att det skulle vara perfekt att visa att något som verkar mycket svårt, på grund av mänskligt beteende, är det möjligt att simulera väldigt enkel matematik, säger han.
Bakovic kom fram till att fram till juni 10, bör du ta emot ca 310 papper. I Förordet till arbetet, han tackade den Belgiska järnvägen eftersom de försåg honom med en bekväm miljö på väg, där arbetet utfördes, och ofta förseningar av tåg lagt tid. Bakovic bedömer chanserna att förekomsten av en ny partikel i 20%.
Redi är lite mer optimistiska. “Det är väldigt svårt att säga och många vägrar att satsa, säger han. Men jag gillar det här spelet, så om jag var tvungen att satsa pengar på att jag skulle säga att sannolikheten är 50%”.
Judis vägrade att satsa. Förmodligen för att han inte tittar in i en kristallkula och ser framtiden an.
MacPherson, tvärtom, att titta på det förflutna. Han såg sådana “råd” av fysik bortom standardmodellen för flera decennier. “Tills nu har de alla försvunnit med mer exakt analys och kompletterande uppgifter, säger han. Stora elektron-positron Collider såg vad vissa ansåg vara inslag av Higgs. Men det hände inte. De uppgifter som var ännu bättre (mer betydande än den senaste spiken, säger McPherson, men var en slumpmässig variation i bakgrunden. Efter att Higgs förblev oupptäckta för mer än ett decennium.
I sitt arbete, Bakovic analyseras mönster för publicering efter åtta andra uppmärksammade situationer i fysik. Den första våg (och relaterade dokument) är inte signalerat att lyckas i framtiden. På hans lista var BICEP2 observation i stöd av kosmisk inflation, och även som bevis i flödet av neutriner snabbare än ljuset — både händelser som visade sig vara tom.
Hur som helst, ingen kommer att förlora, säger Bakovic. Om splash skulle vara en Lyckträff, alla kommer att dra nytta av diskussion och mental gymnastik. “Om en fysiker klagar på att det är ett slöseri med tid, han valde fel yrke, säger han.
Lämpliga verktyg TANK kommer att vara tillbaka till arbetet i April. Sommaren kommer att samlas in så mycket data som TANKEN är samlat för hela 2015, och vid slutet av sommaren — två gånger. MacPherson säger att de hoppas på att få det slutgiltiga svar i början av den Internationella konferensen om högenergifysik i augusti.