Phillip Hopkins
0 
2672
573
De siger, at livet efterligner kunst, men pilen går begge veje. Langt oftere imiterer kunst livet. Det er, hvad der skete i en nylig episode af hit-tv-showet "The Big Bang Theory." I episoden - "The Confirmation Polarization" - modtager Sheldon og Amy en e-mail fra Fermilab. To forskere havde bekræftet Amy og Sheldons teori kaldet Super Asymmetry. Forskerne studerede en subatomær partikel kaldet kaons, og måling og forudsigelse (hvordan den skulle opføre sig i teorien) var uenige. De kaldte deres måling for en fiasko, indtil de indså, at Amy og Sheldons papir, der blev offentliggjort kun få måneder før, forklarede uoverensstemmelsen. De to forskere blev fløjet (i økonomi plus ... mere om det senere) til Caltech for at møde Amy og Sheldon.
Fermilab-forskerne er interesseret i en Nobelpris, og fordi ikke mere end tre personer kan modtage prisen, prøver de at skære Amy ud af billedet. De fortæller Sheldon, hvis han kan få præsidenten for Caltech til at nominere de tre til Nobel, kombineret med nomineringen fra lederen af Fermilab, ville de have en stærk sag for at modtage æren. Sheldon beslutter, at hvis Amy ikke er med i nomineringen, at han heller ikke vil være med på det, og han fortæller det til præsidenten, der forklarer, hvordan dette vil resultere i en kamp med Fermilab; han tilføjer, at han har deres ryg. Episoden slutter med, at situationen ikke er løst.
Så denne episode blev bragt til mig opmærksomhed, fordi… ja… Fermilab. Fermilab er et rigtigt sted. Jeg kører til det hver morgen i Batavia, Illinois. Og det er et fantastisk sted at arbejde, hvis du er fascineret af den subatomære verden, som jeg er, og det betyder, at jeg kommer til at køre på arbejde hver dag med et smil. Men jeg troede, at folk måske var interesseret i at lære om, hvad der var sandt, og hvad der ikke var i denne episode. [Billede: Inde i verdens vigtigste fysiklaboratorier]
Lad mig starte med at sige, at jeg kan lide "The Big Bang Theory" meget. Og forfatterne prøver ikke at forvildes for langt væk fra ægte videnskab i deres episoder. Faktisk er David Saltzberg fra UCLA både en forskningssamarbejder af mig og en videnskabelig konsulent til showet. Han sørger for, at forfatterne ikke inkluderer noget videnskabeligt emne, der er for outlandish og ubestridelig.
Nogle mennesker mumler om, hvordan showet repræsenterer videnskabsmændene på en tegneserievenlig måde, og der er sandhed i kritikken. Sheldon er bare langt over toppen, og de fleste forskere handler ikke rigtig sådan. (Selvom sandheden fortælles, jeg kender en enkelt person, der minder mig om Sheldon. Jeg nægter at identificere ham med den begrundelse, at alle, der har mødt ham, er enige med mig.) Leonard er meget mere tro på livet, selvom selv hans karakter er lidt mere socialt uden kendskab til virkeligheden. Forskere er for det meste temmelig normale mennesker med normale liv. De er bare smarte og meget fokuserede på deres arbejde. (Eller antages, at jeg kunne være mere som Leonard, end jeg gerne vil indrømme. Jeg nægter at spørge nogen på grund af, at jeg ikke vil vide svaret.)
Så hvor meget rummer episoden sandt? Til at begynde med er der ingen reel teori kaldet Super Asymmetry. Der er dog en teori kaldet supersymmetri, som er en meget populær udvidelse af standardmodellen for partikelfysik - vores bedste nuværende teori om subatomisk stof. Selvom der ikke har været nogen eksperimentel bekræftelse af supersymmetri - som foreslår, at hver partikel, der er identificeret i standardmodellen, har en supersymmetrisk partner - betragtes det godt nok, at der findes over 10.000 videnskabelige artikler om emnet. Så bortset fra den poetiske licens ved navneændringen, giver vi dem den. [The Big Bang Theory: How Universe Began]
Hvad med eksperimentet? Kunne to fyre på et laboratorium som Fermilab bekræfte en teori som Super Asymmetri ved hjælp af kaoner? Det er bestemt muligt, at direkte målinger af kaoner kunne være uenige i forudsigelser, og at der er behov for en ny teori for at forklare denne uoverensstemmelse. Så vi giver dem den. Men moderne eksperimentelle grupper har mere end to mennesker på sig. Min egen forskningsgruppe (som nøje tester ideen om den virkelige verden supersymmetri) involverer omkring 3.000 forskere trukket fra hele verden. Denne eksperimentelle gruppe, kaldet Compact Muon Collaboration, eller CMS, bruger data indsamlet på CERN-laboratoriet i Europa. CERN er Fermilabs søsterlaboratorium, og det er vært for den store Hadron Collider, der accelererer stråler af protoner til nær lysets hastighed og kolliderer dem inde i et 5-etagers højt videnskabeligt apparat, kaldet CMS-detektor.
CMS-samarbejdet består af forskere fra omkring 200 forskningsinstitutter. Fermilab CMS-gruppen består af omkring 100 forskere og endnu flere ingeniører, teknikere og computerfolk. Hvis CMS opdagede supersymmetri, ville kreditten ikke gå til kun to forskere fra Fermilab.
Og hvad med Nobelprisen?
Det er bestemt rigtigt, at modtagelse af Nobelprisen er det fysiske fysiske hemmelige mål. Men der var meget galt med beskrivelsen i TV-episoden. For eksempel var Amy og Sheldons papir kun kommet ud et par måneder før, og der var kun en måling, der bekræfter fundet. Det er absolut intet som, hvordan det virkelig ville ske. Til at begynde med er der hundreder af papirer skrevet, der forudsiger nye fysiske fænomener. Det tager lidt tid at sammenligne forudsigelse med data; og det tager endnu mere tid at udelukke alle de andre forudsigelser. Hvis Super Asymmetry endvidere var reel, ville det fremsætte forudsigelser, der skulle bekræftes med andre målinger. Alt dette arbejde ville tage meget tid. Men lad os kritisere dette op til "tv-tid", som i CSI-tv-shows, når en DNA-test udføres på 10 minutter. Så jeg vil generøst give dem denne.
En stor del af plottet fokuserer på, hvem der ville få Nobelprisen, hvis den blev tildelt. Og dette er en blandet taske. Det er sandt, at Nobelen kan gå til højst tre mennesker. Men nomineringsprocessen er anderledes. Medlemmer af det svenske videnskabelige akademi kan nominere, ligesom tidligere nobelprisvindere og nogle fremtrædende professorer, der bliver bedt om henstillinger. Så det er muligt, at Fermilab-direktøren er på den liste. Jeg ved ikke, at det er han, men han har bestemt den internationale statur, der skal inviteres. Det er dog usandsynligt, at præsidenten for Caltech er på listen. Vi kalder det en split.
Da Sheldon afviste at blive nomineret uden Amy, er der historisk præcedens. Til Nobelprisen i fysik i 1903 havde Marie og Pierre Curie udført omfattende arbejde inden for det nyopdagede felt af radioaktivitet. I betragtning af den tid, kvindenes æra og status, var den oprindelige nominering kun for Pierre, på trods af at Marie var parets intellektuelle leder. Pierre skrev udvalget og afviste at blive nomineret uden at Marie blev co-nomineret. Han sejrede og de to delte Nobelprisen med Henri Becquerel, en anden legende om tidlige strålingsundersøgelser. Så det aspekt af episoden var meget sandt.
Episoden havde en blanding af fiktion, sandhed og næsten sandhed, men det fik mig til at undre mig over, hvilken slags forskning på Fermilab der rent faktisk kunne få Nobelprisen. Når man ser på fortiden, er der 1995-opdagelsen af den øverste kvark, selvom jeg tror, at den ene er usandsynlig. Men ser frem til, er der flere eksperimenter, der kan kvalificere sig en dag. For tiden studerer et eksperiment kaldet g-2 (G minus 2) på Fermilab, hvordan subatomære partikler, der kaldes muoner, vingler, når de placeres i et magnetfelt. Muoner er som lubne, ustabile elektroner, og tidligere målt og forudsagt opførsel er uenig på en fristende måde. G-2-eksperimentet vil bestemme, om uoverensstemmelsen betyder en opdagelse. Hvis det er en opdagelse, kan det meget vel føre til en Nobelpris. At bringe historien tilbage til episoden "The Big Bang Theory", en foreslået forklaring af det aktuelt observerede uoverensstemmelser er supersymmetri.
Så er der nogle fremtidige eksperimenter. DUNE vil studere neutrinos og antimateriale neutrinos opførsel for at se efter forskelle. Hvis de opfører sig anderledes, kan det være forklaringen på, hvorfor universet er lavet af stof og ikke lige dele af stof og antimaterie. Det ville være en Nobel. Og så er der eksperimentet mu2e (muon til elektronfald), der ser efter en bestemt type muon-henfald. Hvis det observeres, er det en anden Nobel.
Og naturligvis er Fermilab-forskere på udkig efter mørkt stof og mørk energi, mystiske stoffer, der overgår almindeligt stof med et forhold på 20 til en og vil bestemme universets udvikling og fremtid. Det er også frugtbare grunde til Nobelpriser. Det kan godt være, at episodens forudsigelse af en Nobelpris for Fermilab vil ske i ånd, hvis ikke i det virkelige liv. Hvis du er interesseret i at lære mere om Fermilabs fremtidige forskningsprogram og disse mulige fremtidige Nobelpriser, lavede jeg endda en video om det.
Jeg formoder, at jeg skulle fortælle dig om den ene ting i "Bekræftelsespolarisationen"det ringede totalt falsk. Fermilab-forskerne fløj økonomi plus. Pfffftttt… total vrøvl. For os er det coach hele vejen. Hvis en rejsende videnskabsmand ønsker et par dyrebare tommer benrum, er de nødt til at ponere forskellen. De skulle ikke engang drille sådan. Det var bare middel.
Videnskab på tv er sjældent nøjagtigt rigtigt, og det er OK. Det meste af tv skal være underholdende. Men det er rart, når de kan indarbejde noget rigtig videnskab i det. Det kan få børn interesseret i videnskab. Dette formodes at være den sidste sæson af "The Big Bang Theory", og jeg vil være ked af at se, at det går.
- De 11 største ubesvarede spørgsmål om Dark Matter
- Skør fysik: De fedeste små partikler i naturen
- Drømmende billeder afslører skønhed i fysik
Don Lincoln er fysikforsker hos Fermilab. Han er forfatteren af "Den store Hadron Collider: Den ekstraordinære historie om Higgs Boson og andre ting, der vil sprænge dit sind"(Johns Hopkins University Press, 2014), og han producerer en række videnskabsuddannelser videoer. Følg ham på Facebook. Synspunkterne i denne kommentar er hans.
Don Lincoln bidrog med denne artikel til Ekspertstemmer: Op-Ed & indsigt. Oprindeligt offentliggjort den .