Браян Кокс за суперускорителя на CERN

Това е Големият Адронен Ускорител с обиколка от 27 километра той е най-големият научен експеримент опитван някога. Над 10 000 физици и инжeнери от 85 страни от целия свят се събраха за няколко десетилетия, за да построят тази машина. Това което правим, е да ускоряваме протони -- водородни ядра -- до около 99,999999 процента от скоростта на светлината. Ясно? При тази скорост, те обикалят тези 27 километра 11 000 пъти в секунда. И ги сблъскваме с друг лъч от протони движещи се срещуположно. Сблъскваме ги в гигантски детектори,

които по същество са цифрови камери. И това е този, по който aз работя, ATLAS. Може да придобиете представа за размера -- вижте тези eвропейски стандартен размер хора отдолу.

(Смях)

Може да придобиете представа за размера му: 44 метра широк, 22 метра в диаметър, 7000 тона. Ние пресъздаваме условията, които са били по-малко от милиардната от секундата след като Bселената е създадена -- до 600 милиона пъти в секунда в този детектор -- огромни числа. Aко виждате тези метални части там -- това са огромни магнити, които изкривяват електрически заредени частици, за да може да се измери колко бързо се движат. Това е снимка от преди около година. Това там са магнитите. И отново - eвропейски стандартен размер истински човек, за да може да придобиете представа за мащаба. И това е където тези мини-Големи Взривове ще бъдат създадени, някъде през лятото тази година.

Всъщност, тази сутрин получих и-мейл в който ми казаха че тъкмо сме приключили, днес, с построяването на последната част от ATLAS. Така че от днес е завършен. И ми се иска да кажа че го планирах за TED, но не съм. Така че е завършен от днес.

(Аплодисменти)

Да, това е чудесно постижение. Може би се питате, "Защо? Защо да се създават условията, които са били при по-малко от милиардна от секундата след като Вселената е създадена?" Ами, физиците на елементарни частици не са нищо, ако не са амбициозни. И целта на физиците на елементарни частици е да разберат от какво е създадено всичко, и как всичко се свръзва. И под "всичко" имам в предвид, разбира се, себе си и вас, Земята, Слънцето, стотиците милиарди слънца в нашата галактика, и стотиците милиарди галактики в наблюдаемата Вселена. Абсолютно всичко.

Сега може да кажете, "Ами, добре, защо просто не погледнем към тях? Разбирате ли? Ако искате да разберете от какво съм направен, нека погледнем към мен." Ами, ще открием, като погледнем назад във времето, Вселената става все по-гореща и по-гореща, по-плътна и по-плътна, и по-проста и по-проста. Сега, няма истинска причина да съм наясно за това, но изглежда, че това е така. Така, ние вярваме че далеч назад в ранните времена на Вселената, тя е била много проста и разбираема. Цялата тази сложност, целият път до тези чудесни неща -- човешките мозъци -- са резултат на стара студена и сложна Вселена. Назад в началото, в първата милиардна от секундата, вярваме, или наблюдаваме, че е била много проста.

почти като ... представете си снежинка в ръката си, като я погледнете тя е изключително сложна, красив обект. Но като я нагреете, тя ще се стопи в капка вода, и ще може да видите, че всъщност тя е направена просто от H2O, вода. Така, в същия смисъл, поглеждаме назад във времето, за да разберем от какво е направена Вселената. И към днешна дата, тя е направена от тези неща. Просто 12 частици материя, свързани помежду си от силите на природата. Кварките, тези розови нещица, са нещата които изграждат протоните и неутроните, от които са направени атомните ядра във вашето тяло. Електрона -- нещото което обикаля атомното ядро -- задържано в орбита чрез електромагнитна сила, която се носи от това нещо - фотона. Кварките са свързани помежду си от други неща наречени глуони.

И тези неща, тук, те са слабата ядрена сила, вероятно най-слабо познатата. Но без нея Слънцето няма да грее. Когато Слънцето грее, получаваме изобилни количества от тези неща, наречени неутрино, които се изливат от там. Всъщност, ако погледнете към нокътa на палеца си -- голям около един квадратен сантиметър -- има някъде към 60 милиарда неутрино за секунда от Слънцето, преминаващи през всеки квадратен сантиметър от тялото ви. Но вие не ги усещате, защото слабата сила е правилно наименована. Има много къс обсег и е много слаба, така че те просто прелитат през вас.

Тези частици са били открити главно през последния век. Първата, електрона, е открита през 1897, и последната, това нещо наречено тау неутрино през 2000 година. Всъщност просто -- щях да кажа, просто нагоре по пътя в Чикаго. Знам че е голяма страна, Америка, нали? Просто нагоре по пътя. Отнесено към Вселената, е просто нагоре по пътя.

(Смях)

Та, това нещо е било открито през 2000 година, значи е относително скорошно събитие. Едно от чудесните неща, всъщност е, че сме открили всички тях, като осъзнаем колко малки са те. Разбирате ли, по размер те са частица от цялата наблюдаема Вселена Значи 100 милиарда галактики, 13,7 милиарда светлинни години далеко -- частица от разстоянието до Монтерей, всъщност, това е почти същото като от Монтерей до тези неща. Абсолютно, изящно мъничък, и все пак сме открили почти целия комплект.

Та, един от моите най-видни ръководители в Манчестърския Университет - Ернест Ръдърфорд, откривателя на атомното ядро веднъж каза, "Цялата наука е или физика или колекциониране на марки." Аз не мисля. че той искаше да обиди останалите от науките, въпреки че той е от Нова Зеландия, така че е възможно.

(Смях)

Но това което имаше в предвид, беше че това което правим, наистина е като да колекционираме марки -- ОК, открихме частиците, но докато не разберем прилежащата причина за този модел -- защо е построен по този начин -- това, което правим наистина е колекциониране на марки -- не правим наука. За щастие, имаме вероятно едно от най-великите научни постижения на 20-ти век което подкрепя този модел. Това са, например, Нютоновите закони на физиката на елементарните частици. Това се казва "Стандартен модел" - красиво и просто математическо уравнение. Може да си го сложите на тениска, което винаги е емблема на елегантност. Това е то.

(Смях)

Бях малко неискрен, понеже го поразширих до всичките му величествени детайли. Това уравнение обаче ви позволява да изчислите всичко -- различно от гравитацията -- което се случва във Вселената. Така че ако искате да знаете защо небето е синьо, защо атомните ядра се задържат едно за друго -- по принцип, ако имате достатъчно мощен компютър -- защо ДНК-то е с формата с която е. По принцип, е възможно да го изчислите от това уравнение.

Но има един проблем. Може ли някой да види къде е? Бутилка шампанско, за този който ми каже. Ще ви улесня като разбия една от линиите. В основата си, всеки от тези изрази се отнася към някоя от частиците. Значи всяко от тези W-та се отнася към W-тата, и как те се задържат помежду си. Тези носители на слабата сила, Z-товете, също. Но има и един допълнителен символ в това уравнение: H. Точно така, H. H се отнася за Хигс частицата. Хигс частиците не са открити. Но те са необходими -- необходими са, за да може тази математика да работи. Така че всички изящно детайлни изчисления, които можем да направим с това чудесно уравнение, няма да бъдат възможни без тази допълнителна част. Така че това е предвиждане -- предвиждане за нова частица.

Какво прави тя? Ами, доста време ни трябваше да намерим добър аналог. През 80-те години, когато поискахме парите за ГАУ от правителството на Великобритания, Маргарет Тачър, по това време каза, "Ако вие момчета ми обясните, на език, който политик може да разбере, какво по дяволите правите, ще имате парите. Аз искам да знам какво прави тази Хигс частица." И ние излязохме с тази аналогия, която изглежда работи. Така, това което Хигс частицата прави е, че дава маса на фундаменталните частици. Работата е там, че цялата Вселена -- и това не означава просто космоса, означава също мен, и във вас -- цялата Вселена е пълна с нещо наречено поле на Хигс. Хигс частици, ако искате.

Аналогията е, че тези хора в стаята са Хигс частици. Когато частица се движи през Вселената, тя може да взаимодейства с Хигс частиците. Но си представете, някои, които не са особено популярни, че преминават през стаята Тогава всички ги игнорират. Те просто преминават през стаята много бързо, по същество със скоростта на светлината. Те са безтегловни. Сега си представете някои невероятно важни, популярни и интелигентени, да влязат в стаята. Биват заобградени от хора, и преминаването през стаята е възпрепятствано. Това е почти като да станат тежки. Стават масивни И това е точно начинът, по който Хигс механизмът работи. Работата е тази, че електроните и кварките във вашето тяло и във Вселената, която виждаме около нас са тежки по същност, и масивни, защото са заобградени от Хигс частици. Те взаимодействат с Хигс полето.

Ако това е вярно, тогава трябва да открием тези Хигс частици в ГАУ. Ако не е вярно - защото това е доста сложен механизъм, въпреки че е най-простия, за който можем да си мислим -- тогава, това което върши работата на Хигс частиците знаем, че трябва да се покаже в ГАУ. Това е една от основните причини за която построихме тази гигантска машина. Радвам се, че разпознахте Маргарет Тачър. Всъщност, мислех да го направя по-културно съответстващо, но -- (Смях) както и да е. Та това е едно. Това е по същество гаранция за това, което ГАУ ще намери.

Има и много други неща. Чували сте за много от големите проблеми във физиката на елементарните частици. Един от тези за които сте чували е: тъмната материя, тъмната енергия. Има друг проблем, който е че силите в природата -- доста е красив, всъщност -- изглежда, че назад във времето, силата им сякаш се променя. Добре де, силата им се променя. Така електромагнитната сила, силата която ни държи, става по-силна при по-високи температури. Силната сила, силната ядрена сила, която задържа ядрата заедно, става по-слаба. И това което виждате е стандартния модел -- може да изчислите тези промени -- силите -- трите сили, освен гравитацията -- изглежда, че почти се съединяват в една точка. Това е почти, като че ли е имало един красив вид супер-сила, назад в началото на времето. Но те се разминават.

Сега има теория наречена суперсиметрия, която дублира броя на частиците в стандартния модел. Което на пръв поглед не звучи като опростяване. Но всъщност, с тази теория, намираме че силите в природата изглежда се обединяват, назад към Големия Взрив. Абсолютно красиво предсказание. Модела не е построен да прави това, но изглежда го прави. Също, тези суперсиметрични частици са много силни кандидати за тъмната материя. Доста завладяваща теория това е наистина модерна физика. Ако ще залагаме пари на това, аз бих заложил по много ненаучен начин -- че тези неща също ще дадат плод в ГАУ. Още много други неща могат да бъдат открити в ГАУ.

Но през оставащите няколко последни минути, искам да ви покажа една различна перспектива, за това което мисля -- какво физиката на елементарните частици наистина означава за мен -- физиката на елементарните частици и на космологията. Това, което мисля е, че ни дава великолепен разказ -- почти история на сътворението, ако искате -- за Вселената, от модерната наука през последните няколко десетилетия. Бих казал че заслужава, в духа на разказа на Уейд Дейвис, да бъде сложена при тези чудесни истории за сътворението на хората от високите Анди и замръзналия север. Това е история за сътворението, която мисля е също толкова великолепна.

Историята е такава: ние знаем, че Вселената започва преди 13,7 милиарда години в извънредно горещо и плътно състояние, много по-малка от един атом. Започва да се разширява през милион милиард милиард милиард милиардната от секундата -- мисля че го казах правилно -- след Големия Взрив. Гравитацията се разделя от останалите сили. Тогава Вселената преминава през експотенциално разширяване наречено надуване. При около първата милиардна от секундата или там някъде, Хигс полето навлиза, и кварките и глуоните, и електроните които ни съставят, получават маса. Вселената продължила да се разширява и изстива. След няколко минути, вече имало водород и хелий във Вселената. Това е всичко. Вселената е била 75 процента водород, и 25 процента хелий. И е такава и днес.

Продължила е да се разширява около 300 милиона години. Тогава светлината е започнала да пътува през Вселената. Била е достатъчно голяма, за да е прозрачна за светлината, и това е, което виждаме в космическия микровълнов фон, което Джордж Смут описва, като да гледаш в лицето на Господ. След около 400 милиона години се формирали първите звезди, и този водород, и този хелий тогава започнали да се сготвят в по-тежки елементи. Та елементите на живота -- въглерод, кислород и желязо, всички елементи, които са нужни, за да бъдем създадени -- са сготвени в тези първи поколения от звезди, които, когато са свършили горивото си, са експлодирали, и са изхвърлили тези елементи обратно във Вселената. Тогава те се свили отново в друго поколение от звезди и планети.

И на някои от тези планети, кислородът който бил създаден в това първо поколение от звезди се слял с водорода за да формира вода, течна вода на повърхността. На поне една, и на може би само една от тези планети, се появил примитивен живот, който еволюирал през милионите години в неща, които ходели изправени и оставяли отпечатъци, преди около три и половина милион години в калните равнини на Танзания, и евентуално оставили следи на друг свят. И създали тази цивилизация, тази великолепна гледка, която превръща тъмнината в светлина, и можете да видите цивилизацията от космоса. Както един от моите велики герои, Карл Сейгън, каза, това са нещата -- и всъщност, не само това, но гледайки наоколо -- това са нещата, като ракетата Сатурн V, и Спутник, и ДНК-то, и литературата и науката -- това са нещата, които правят водородните атоми когато са им дадени 13,7 милиарда години.

Абсолютно забележително. И законите на физиката. Нали? Та, точните закони на физиката -- те са красиво балансирани. Ако слабата сила беше малко по-различна, тогава въглерода и кислорода нямаше да бъдат стабилни в сърцата на звездите, и те нямаше да съществуват във Вселената. И аз мисля, че това е -- великолепна и значителна история. преди 50 години нямаше да мога да разкажа тази история, защото не я знаехме. Това наистина ме кара да чувствам, че тази цивилизация -- която, както я разказвам, ако вярвате в научната история на сътворението, се е появила чисто като резултат от законите на физиката, и на няколко водородни атома -- тогава мисля, поне за себе си че ме кара да се чувствам невероятно ценен.

Та това е ГАУ. ГАУ със сигурност, когато бъде включен през лятото, ще допише следващата глава от тази книга. И аз със сигурност ще гледам напред с огромно вълнение да бъде включен. Благодаря.

(Аплодисменти)