Proszę, nie buduj kolejnego Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Oto kilka pomysłów na baseball do badań fizyki. Teoria wysokich energii była dziedziną wielkich osiągnięć w XX wieku, a jej sukces był napędzany przez szereg geniuszy fizyki, którzy otrzymali wsparcie i fundusze na siedem kolejnych dekad zderzaczy cząstek. Te zderzacze rozbijają materię o siebie i odkrywają cząstki po tym, jak cząstki wypłyną z erupcji. Geniusze zbudowali Model Standardowy, aby wyjaśnić cząstki. Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), znajdujący się w Szwajcarii, był ukoronowaniem ich epoki, odnajdując ostatnią wymaganą cząstkę – bozon Higgsa – do skompletowania modelu.

Dziś prawie wszyscy ci geniusze odeszli, a ich następcy pogrążyli się w różnych formach matematycznej supersymetrii. Słyszałem o niektórych jej pomysłach: teoria strun, teoria M, D-Branes itp. Fajnie się o tym czyta. Ale problem polega na tym, że tak nie jest wyjaśnić byle co. Teoria wysokich energii stała się bardzo akademicka i matematyczna. Einstein przyjął czterowymiarową czasoprzestrzeń, ponieważ potrzebował czterech wymiarów, aby zrozumieć świat tak, jak go widzimy. Teoria strun wymaga 11 wymiarów – A może 10, 12 lub 26. Niektóre z nich mogą znajdować się na stronie chttps://news.google.com/https://news.google.com/https://news.google.com/https://news.google.com/urled. Dlaczego? Wydaje się, że ponieważ w abstrakcyjnej matematyce dzieją się eleganckie rzeczy.

Supersymetria nie jest ścisłą i wydajną teorią, połączoną ze sobą w celu wyjaśnienia obserwacji. To skomplikowany bałagan modeli matematycznych, które mogą wyjaśnić wszystko lub w ogóle nic. Sabine Huseinfelder, fizyk teoretyczny, który pracował w tej dziedzinie, Daje doskonały przegląd sytuacji. Ona nie zadaje ciosów. LHC nie może tak naprawdę przetestować supersymetrii, która może ewoluować, aby dopasować się do wszystkiego.

To prowadzi nas do LHC i jego hipotetycznego następcy, Nazwij to LHC++. LHC znalazł Higgsa. Nie miała jednak nic do powiedzenia na temat supersymetrii czy teorii strun. Sabine zwraca uwagę, że żaden wynik LHC nigdy nie może być wykluczenie Super symetria. Co gorsza, LHC++ też nie może tego wykluczyć. Jedyną nadzieją na nowy, ogromny zderzacz jest to, że wydarzy się on na nowej i nieoczekiwanej cząstce.

(Źródło: vchalup / Adobe Stock)

To nie jest straszny pomysł w próżni. Nauka czasami robi postęp, gdy naukowcy natrafiają na zupełnie nowe i nieoczekiwane zjawiska. Ethan Siegel przedstawia sprawę Z tego powodu zbudować LHC++. Uważa, że ​​argumenty przeciwko niemu są oszukańcze lub złożone w złej wierze. Jednak myli się co do tego. Rozumowanie ekonomiczne i naukowe opowiada się za innym podejściem.

LHC++ kosztowałby znacznie więcej Dziesiątki miliardów dolarów. Całkiem możliwe, że cena będzie aż tak zawyżona 100 miliardów dolarów. Wydawanie tylu pieniędzy na maszynę do robienia zdjęć w ciemności to błąd. Kiedy nie masz zbyt wiele do zrobienia, a Twoje zasoby są ograniczone, najlepiej zająć się problemami, z którymi się borykasz Wiem tam. tych Rzeczy doprowadzą Cię do nowych odkryć. Rewolucyjny sukces dwudziestowiecznej fizyki rozpoczął się właśnie w ten sposób.

Wielu wybitnych naukowców pod koniec XIX wieku spekulowało, że fizyka jest tak prawie koniec. Pozostało tylko kilka zagadek. Dwie z tych dobrze znanych tajemnic to natura promieniowania ciała doskonale czarnego i stała prędkość światła. Oba zjawiska zostały zbadane i zmierzone, ale nie można ich wyjaśnić. Einstein i inni skupili się na znalezieniu rozwiązań tych nierozstrzygniętych problemów. Odpowiedzi prowadzą bezpośrednio do rozwoju mechaniki kwantowej i teorii względności: dwóch podstawowych teorii współczesnej fizyki.

Obecnie w fizyce jest wiele znanych problemów. Można by sfinansować 100 miliardów dolarów (w dosłownym tego słowa znaczeniu) 100 000 mniejszych eksperymentów fizycznych. Na Ziemi może być za mało laboratoriów fizycznych, aby przeprowadzić tyle eksperymentów! Ethan wskazuje, że w nowych eksperymentach przesuwamy granice jak temperatury rzędu milionowych części stopnia. To wielkie przedsięwzięcie: mogłoby się ono podjąć kilku badaczy, wykorzystując jedynie ułamek środków, które zostały uwolnione przez niebudowanie LHC++. Niektóre ze 100 000 prób mogą to zrobić Znajdź możliwą fizykę Poza modelem standardowym w sprytny sposób To nie wymaga rocznego PKB małego kraju.

Wręcz przeciwnie, można zebrać 100 miliardów dolarów i wydać na jeden gigantyczny projekt, aby rozwiązać znany problem w prawdziwym świecie. Być może powinniśmy wysłać pieniądze i związany z nimi talent techniczny, aby rozwiązać problem energii termojądrowej. ITER, najbardziej obiecująca maszyna do syntezy termojądrowej na świecie, to ogromny eksperyment (i nadbudżet). Jednak 100 miliardów dolarów mogłoby sfinansować od jednego do pięciu dodatkowych ITER-ów. Lub może wspierać setki alternatywnych wysiłków w celu wygenerowania praktycznej energii syntezy jądrowej.

Pieniądze i zdolności umysłowe, które zostałyby wydane w Wielkim Zderzaczu Hadronów, mogłyby być znacznie lepiej wykorzystane do rozwiązania jednego, kilku lub wielu znanych problemów naukowych i praktycznych na świecie. Po drodze na pewno pojawi się nowa i nieznana fizyka, jak to zawsze bywa, gdy atakujesz problemy, których wcześniej nie można było rozwiązać. Jedynym dobrym argumentem za LHC++ może być zatrudnianie inteligentnych ludzi. Co do moich sznurków. To się po prostu nie zgadza.