Paul Sparks
0 
1253
230
De sier at livet imiterer kunst, men pilen går begge veier. Langt oftere imiterer kunst livet. Det var det som skjedde i en fersk episode av hit-TV-showet "The Big Bang Theory." I episoden - "The Confirmation Polarization" - får Sheldon og Amy en e-post fra Fermilab. To forskere hadde bekreftet Amy og Sheldons teori kalt Super Asymmetry. Forskerne studerte en subatomær partikkel kalt kaons, og målingen og prediksjonen (hvordan den skal oppføre seg i teorien) var uenig. De kalte målingen sin for å mislykkes før de innså at Amy og Sheldons papir, som ble publisert bare noen måneder før, forklarte avviket. De to forskerne ble fløyet (i økonomi pluss ... mer om det senere) til Caltech for å møte Amy og Sheldon.
Fermilab-forskerne søker etter Nobelprisen, og fordi ikke mer enn tre personer kan motta prisen, prøver de å kutte Amy ut av bildet. De forteller Sheldon hvis han kan få presidenten i Caltech til å nominere de tre til Nobel, kombinert med nominasjonen fra sjefen for Fermilab, ville de ha en sterk sak for å motta æren. Sheldon bestemmer at hvis Amy ikke blir med på nominasjonen, at han heller ikke vil være med på det, og han forteller det til presidenten, som forklarer hvordan dette vil resultere i en kamp med Fermilab; han legger til at han har ryggen. Episoden ender med at situasjonen ikke er løst.
Så denne episoden ble gjort oppmerksom på meg fordi… vel… Fermilab. Fermilab er et virkelig sted. Jeg kjører til den hver morgen i Batavia, Illinois. Og det er et fantastisk sted å jobbe hvis du er fascinert av den subatomære verdenen, som jeg er, og det betyr at jeg får kjøre til jobb hver dag med et smil. Men jeg trodde folk kunne være interessert i å lære om hva som var sant og hva som ikke var i denne episoden. [Bilde: Inne i verdens beste fysikklaboratorier]
La meg starte med å si at jeg liker "The Big Bang Theory" mye. Og forfatterne prøver å ikke streite for langt unna ekte vitenskap i episodene sine. Faktisk er David Saltzberg fra UCLA både en forskningssamarbeider av meg og en vitenskapelig konsulent for showet. Han sørger for at forfatterne ikke inkluderer noe vitenskapelig emne som er for outlandish og ubestridelig.
Noen mennesker klager om hvordan forestillingen representerer forskerne på en tegneserieskapende måte, og det er sannhet i kritikken. Sheldon er bare over toppen, og de fleste forskere opptrer ikke slik. (Selv om sannheten er kjent, jeg kjenner en enkelt person som minner meg om Sheldon. Jeg nekter å identifisere ham på grunn av at alle som har møtt ham er enige med meg.) Leonard er mye mer tro på livet, selv om til og med hans karakter er litt mer sosialt å være uten virkelighet. Forskere er stort sett ganske normale mennesker, med normale liv. De er bare smarte og veldig fokuserte på arbeidet sitt. (Eller antar at jeg kunne vært mer som Leonard enn jeg vil innrømme. Jeg avviser å spørre noen på grunn av at jeg ikke vil vite svaret.)
Så hvor mye stemmer episoden? Til å begynne med er det ingen reell teori som heter Super Asymmetry. Imidlertid er det en teori kalt supersymmetri, som er en veldig populær utvidelse av standardmodellen for partikkelfysikk - vår beste nåværende teori om subatomisk materie. Selv om det ikke har vært noen eksperimentell bekreftelse av supersymmetri - som antyder at hver partikkel som er identifisert i standardmodellen har en supersymmetrisk partner, er det vel ansett at det finnes over 10.000 vitenskapelige artikler om emnet. Så bortsett fra den poetiske lisensen på navneendringen, vil vi gi dem den. [The Big Bang Theory: How Universe Began]
Hva med eksperimentet? Kunne to karer på et laboratorium som Fermilab bekrefte en teori som Super Asymmetri ved bruk av kaoner? Vel, det er absolutt mulig at direkte målinger av kaons kan være uenige i spådommene, og at det er nødvendig med en ny teori for å forklare avviket. Så vi gir dem den. Men moderne eksperimentelle grupper har mer enn to personer på seg. Min egen forskningsgruppe (som tester ideen om den virkelige verdens supersymmetri) involverer rundt 3000 forskere trukket fra hele verden. Denne eksperimentelle gruppen, kalt Compact Muon Collaboration, eller CMS, bruker data samlet inn på CERN-laboratoriet i Europa. CERN er Fermilabs søsterlaboratorium, og det er vert for Large Hadron Collider, som akselererer stråler av protoner til nær lysets hastighet, og kolliderer dem inne i et 5-etasjers høyt vitenskapelig apparat, kalt CMS-detektor.
CMS-samarbeidet består av forskere fra rundt 200 forskningsinstitutter. Fermilab CMS-gruppen består av rundt 100 forskere og enda flere ingeniører, teknikere og datamaskiner. Hvis CMS oppdaget supersymmetri, ville kreditten ikke gå til bare to forskere fra Fermilab.
Og hva med nobelprisen?
Det er absolutt sant at mottak av Nobelprisen er det fysiske fysiske hemmelige målet. Men det var mye galt med beskrivelsen i TV-episoden. For eksempel hadde Amy og Sheldons papir kommet ut bare noen måneder før, og det var bare en måling som bekreftet funnet. Det er absolutt ingenting som hvordan det virkelig ville skje. Til å begynne med er det hundrevis av artikler skrevet som forutsier nye fysiske fenomener. Det tar ganske god tid å sammenligne prediksjonen med data; og det tar enda mer tid å utelukke alle de andre spådommene. I tillegg, hvis Super Asymmetry var ekte, ville det gi forutsigelser som måtte bekreftes med andre målinger. Alt dette arbeidet vil ta mye tid. Men la oss kritisere dette til "TV-tid", som i TVI-TV-programmene når en DNA-test blir gjort på 10 minutter. Så jeg skal sjenerøst gi dem denne.
En stor del av plottet fokuserer på hvem som ville fått Nobelprisen, hvis den ble tildelt. Og dette er en blandet veske. Det er sant at Nobelen kan dra til høyst tre personer. Men nominasjonsprosessen er annerledes. Medlemmer av det svenske vitenskapsakademiet kan nominere, i likhet med tidligere nobelprisvinnere og noen utmerkede professorer som blir bedt om anbefalinger. Så det er mulig at Fermilab-direktøren er på den listen. Jeg vet ikke at det er han, men han har absolutt den internasjonale statusen som skal inviteres. Imidlertid er det lite sannsynlig at presidenten for Caltech er på listen. Vi kaller det en splittelse.
Da Sheldon avviste å bli nominert uten Amy, er det historisk presedens. For Nobelprisen i fysikk i 1903 hadde Marie og Pierre Curie utført et omfattende arbeid innen det nyoppdagede radioaktivitetsområdet. Gitt tidens og kvinnens status på den tiden, var den første nominasjonen bare for Pierre, til tross for at Marie var parets intellektuelle leder. Pierre skrev komiteen og avviste å bli nominert uten at Marie ble co-nominert. Han seiret og de to delte Nobelprisen med Henri Becquerel, en annen legende om studier av tidlig stråling. Så det aspektet av episoden var veldig sant.
Episoden hadde en blanding av fiksjon, sannhet og nesten sannhet, men det fikk meg til å lure på hva slags forskning på Fermilab som faktisk kan få Nobelprisen. Ser jeg i fortiden, er det 1995-funnet av toppkvarken, selv om jeg tror at den er usannsynlig. Men fremover er det flere eksperimenter som kan kvalifisere en dag. For tiden studerer et eksperiment kalt g-2 (G minus 2) på Fermilab hvordan subatomære partikler som kalles muoner vingler når de settes i et magnetfelt. Muoner er som lubne, ustabile elektroner, og tidligere målt og spådd oppførsel er uenig på en pirrende måte. G-2-eksperimentet vil fastslå om avviket betyr et funn. Hvis det er et funn, kan det godt føre til en nobelpris. Å bringe historien tilbake til episoden "The Big Bang Theory", en foreslått forklaring på det for tiden observerte avviket er supersymmetri.
Så er det noen fremtidige eksperimenter. DUNE vil studere oppførselen til nøytrinoer og antimateriale nøytrinoer for å se etter forskjeller. Hvis de oppfører seg annerledes, kan det være forklaringen på hvorfor universet er laget av materie og ikke like deler av materie og antimaterie. Det ville være en Nobel. Og så er det mu2e (muon til elektron forfall) eksperimentet, som ser etter en bestemt type muon forfall. Hvis observert, er det en annen Nobel.
Og naturligvis leter Fermilab-forskere etter mørk materie og mørk energi, mystiske stoffer som overgår vanlig stoff med et forhold på 20 til en og vil avgjøre universets utvikling og fremtid. Dette er fruktbart grunnlag for Nobelpriser også. Det kan godt hende at episodens spådom om en nobelpris for Fermilab vil skje i ånd, om ikke i det virkelige liv. Hvis du er interessert i å lære mer om Fermilabs fremtidige forskningsprogram og disse mulige fremtidige nobelprisene, har jeg til og med laget en video om det.
Jeg antar at jeg burde fortelle deg om den ene tingen i "Bekreftelsespolarisasjonen"det ringte helt usant. Fermilab-forskerne fløy økonomi pluss. Pfffftttt… total tull. For oss er det trener hele veien. Hvis en reisende forsker vil ha noen dyrebare tommer benplass, må de pony opp forskjellen. De skulle ikke engang erte slik. Det var bare dårlig.
Vitenskap på TV er sjelden helt riktig, og det er OK. Det meste av TV er ment å være underholdende. Men det er fint når de kan innlemme litt ekte vitenskap i det. Det kan få barn som er interessert i vitenskap. Dette er ment å være den siste sesongen av "The Big Bang Theory", og jeg vil være trist å se at den går.
- De 11 største ubesvarte spørsmålene om Dark Matter
- Wacky Physics: The Coolest Little Particles in Nature
- Drømmende bilder avslører skjønnhet i fysikk
Don Lincoln er fysikkforsker på Fermilab. Han er forfatteren av "The Large Hadron Collider: The Extraordinary Story of the Higgs Boson and Other Stuff That Will Blow Your Mind"(Johns Hopkins University Press, 2014), og han produserer en serie vitenskapsutdanning videoer. Følg etter ham på Facebook. Meningene som kommer til uttrykk i denne kommentaren er hans.
Don Lincoln bidro med denne artikkelen til Ekspertstemmer: Op-Ed & Insights. Opprinnelig publisert på .