Brian Cox a CERN részecskegyorsítójáról.

Ez itt a Nagy Hadronütköztető. Egy 27 kilométer kerületű gyűrű, amely a valaha megkísérelt legnagyobb tudományos kísérlet. Több mint 10 000 fizikus és mérnök fogott össze, a világ 85 országából több évtizeden keresztül, hogy megépítsék ezt a szerkezetet. Azt csináljuk, hogy felgyorsítunk protonokat -- vagyis, hidrogén atommagokat -- körülbelül 99.999999 százalékára a fénysebességnek. Rendben? Ezzel a sebességgel mennek körbe és a 27 kilométert 11000-szer teszik meg másodpercenként. És összeütköztetjük őket egy másik, ellenkező irányba haladó protonnyalábbal. Hatalmas detektorok belsejében ütköztetjük őket.

Ezek alapvetően digitális fényképezőgépek. És ez az, amin én dolgozok, az ATLAS. Valamennyire érzékelhető a mérete -- ha észrevesszük ezeket az EU szabvány méretű embereket alatta.

(Nevetés)

Hogy érzékeljük a méreteket: 44 méter széles, 22 méter átmérőjű, 7000 tonna. A belsejében újra létrehozzuk a világegyetem keletkezése utáni milliárdod másodperc előtti körülményeket -- másodpercenként 600 milliószor a detektor belsejében -- óriási számok. És ha látjátok ott azokat a fém darabokat -- azok hatalmas mágnesek, amelyek elhajlítják az elektromosan töltött részecskéket, így mérhető a sebességük. Ez egy évvel ezelőtt készült kép. Azok a mágnesek ott bent vannak. És ismét, egy EU szabvány méretű valódi ember, így kaphattok valami fogalmat az arányokról. És ott a belsejében hozzuk létre azokat a mini ősrobbanásokat, valamikor ez év nyarán.

Valójában ma reggel kaptam egy emailt, hogy épp ma fejeztük be az ATLAS utolsó darabjának építését. Tehát a mai nappal készen van. Szeretném azt mondani, hogy így terveztem a TED-re, de nem. Tehát a mai nappal befejeztük.

(Taps)

Igen, ez egy csodálatos teljesítmény. Kérdezhetnéd: "Miért?" Miért hozzunk létre olyan körülményeket, amelyek a világegyetem keletkezése utáni milliárdod másodperc előtt léteztek? Nos, a részecske fizikusok enyhén szólva ambiciózusak. A részecskefizika célja megérteni, hogy miből épül föl és hogyan kapcsolódik össze minden. És a "minden" alatt természetesen azt értem, hogy te és én, a Föld, a Nap, a galaxisunk száz milliárd napja és a száz milliárd galaxis a látható világegyetemben. Abszolút minden.

Most esetleg mondhatnád, "Ok, de miért nem elég ha csak megnézzük? Ha akarod tudni, hogy miből épülök föl, csak nézz rám." Nos, azt találtuk, hogy amint visszatekintünk az időben, hogy a világegyetem egyre forróbb és forróbb, sűrűbb és sűrűbb, és egyszerűbb és egyszerűbb lesz. Jelenleg ennek nem ismerem az okát, de úgy tűnik, hogy ez a helyzet. Tehát régen a világegyetem korai időszakában, úgy gondoljuk, hogy az nagyon egyszerű és könnyen érthető volt. Ez az összes komplexitás, az összes csodálatos dolog -- az emberi agy -- csupán egy öreg, kihűlt és bonyolult világegyetem tulajdonsága. Kezdetekben, az első egy milliárdod másodpercben, úgy hisszük, vagyis úgy figyeltük meg, hogy nagyon egyszerű volt.

Majdnem olyan, mint ... képzelj el egy hópelyhet a kezedben és nézz rá, egy hihetetlenül bonyolult, gyönyörű dolog. De amint felmelegszik, egy kis pocsolyányi vízzé olvad, és akkor láthatnád, hogy igazából miből készült H2O, vízből. Így ehhez hasonló értelemben nézünk vissza az időben, hogy megértsük miből is készült a világegyetem. A mai napig úgy tudjuk, hogy a következő dolgokból áll. Csupán 12 anyagi részecske, amelyeket a természet négyféle erővel kapcsol össze. Ezek a rózsaszín dolgok a kvarkok, ezekből állnak a protonok és a neutronok, amelyek a testedben lévő atommagokat alkotják. Az elektron -- az a dolog, ami az atommag körül kering -- amit egyébként az elektromágneses erő tart a pályáján, amit ez a dolog hordoz, a foton. A kvarkokat gluonoknak nevezett másik valamik tartják össze.

És ezek a srácok itt a gyenge kölcsönhatást képezik, ez valószínűleg a legkevésbé ismert. De nélküle a nap nem sütne. És amikor a nap süt, rengeteg jön ki belőle ezekből a dologokból, amit neutrínónak hívunk. Valójában, ha csak a körmödre nézel -- az körülbelül egy négyzetcentiméternyi -- úgy 60 milliárd, a napból származó, neutrínó halad át egy másodperc alatt a tested minden négyzetcentiméterén. De nem érzed őket, mivel a gyenge kölcsönhatás helyesen van elnevezve. Nagyon rövid távon és nagyon gyengén hat, tehát egyszerűen csak átrepülnek rajtad.

Ezeket a részecskéket nagyjából a múlt század alatt fedezték fel. Az elsőt, az elektront 1897-ben fedezték fel, és az utolsót, amit a tau neutrínónak hívnak 2000-ben. Valójában csak -- azt akartam mondani, hogy itt a szomszédban Chicagoban. Tudom, hogy ez egy nagy ország, Amerika, nem? Csak itt a közelben. A világegyetemhez képest csak a szomszédban.

(Nevetés)

Szóval, ezt a dolgot 2000-ben fedezték fel, tehát ez egy viszonylag modern kép Az egyik legcsodálatosabb dolognak igazából azt találom, hogy egyáltalán felfedeztük őket ahhoz képest, hogy valójában mennyire aprók. Tudják, ezek csak egy lépésnyi méretűek az egész megfigyelhető világegyetemből. Tehát 100 milliárd galaxis, 13.7 milliárd fényévnyi távolságához -- képest mint Monterey mérete, valójában ugyanolyan, mint Monterey ezekhez a dolgokhoz képest. Teljesen, tökéletesen parányiak, és mégis már legtöbbjüket felfedeztük.

Az egyik jeles elődöm a Manchester Egyetemen, Ernest Rutherford, az atommag felfedezője mondta egyszer: "Minden ami tudomány, az vagy fizika vagy bélyeggyűjtés." Nos, nem hiszem, hogy sértegetni akarta a tudományos világ többi részét, habár Új-Zélandról származott, szóval nem kizárt.

Nevetés

Ő ezalatt azt értette, hogy amit eddig tettünk, az igazából bélyeg gyűjtés. Rendben, felfedeztük a részecskéket, de amíg meg nem érted a minta mögött álló okokat -- tudod, hogy miért is épül úgy fel, ahogy felépül-- valójában csak bélyeget gyűjtöttél -- nem pedig tudományt műveltél. Szerencsénkre a rendelkezésünkre áll valószínűleg a legnagyobb tudományos eredménye a 20. századnak amely alátámasztja ezt a mintát. Ezek, ha úgy tetszik a részecskefizika Newton törvényei. Úgy hívjuk, hogy a "standard modell" -- gyönyörűen egyszerű matematikai egyenlet. Egy póló elejére is ragaszthatnánk, mintegy jelét az eleganciának. Ez az.

(Nevetés)

Egy kicsit hamis voltam, mert kibővítettem minden dicsőséges részletével. Ez az egyenlet lehetővé teszi, hogy mindent kiszámoljunk -- kivéve a gravitációt -- ami a világegyetemben történik. Tehát ha tudni akarjuk, hogy miért kék az ég, miért tartanak össze az atommagok -- elvileg ha van egy elég nagy számítógépünk -- hogy miért olyan alakú a DNS, mint amilyen. Elvileg képesek vagyunk kiszámolni mindezt ebből az egyenletből.

De van egy probléma. Látja valaki, hogy mi lehet az? Egy üveg pezsgő jár annak aki megmondja nekem. Megkönnyítem a dolgot azzal, hogy kinagyítom az egyik sort. Alapvetően minden egyes tag egyes részecskékre utal. Tehát a W-k a W-kre utalnak, és arra ahogy összetartanak. Ezek a gyenge kölcsönhatás hordozói, a Z-k, ugyanúgy. De van ott egy extra szimbólum ebben az egyenletben: H. Igen, H. A H jelöli a Higgs-részecskét. A Higgs-részecskét még nem fedeztük fel. De szükségesek -- szükségesek, hogy ezek a matematikai összefüggések működjenek. Így minden tökéletesen részletes számítás, amit ezzel a csodálatos egyenlettel elvégezhetünk nem lesz lehetséges egy extra kicsi darab nélkül. Szóval ez egy előrejelzés -- az előrejelzése egy új részecskének.

Mit tesz ez? Nos, eléggé sok időnk volt jó analógiákat kidolgozni. Még az 1980-as években, amikor pénzt szerettünk volna az LHC-hoz az Egyesült Királyság kormányától, Margaret Thatcher akkor azt mondta: "Ha maguk el tudják magyarázni olyan nyelven, hogy a politikusok is megértsék, hogy mi a fenét is csinálnak maguk, megkapják a pénzt. Tudni akarom mit csinál a Higgs-részecske." És ezzel az analógiával jöttünk elő, ami működni látszik. Tehát, a Higgs-részecske azt csinálja, hogy tömeget ad az elemi részecskéknek. És a lényeg az, hogy az egész világegyetem -- és ez nem csak a világűrt jelenti, hanem engem is, és önöket is -- az egész világegyetem tele van valamivel, amit Higgs-mezőnek hívunk. Higgs-részecskék, ha úgy tetszik.

Az analógia szerint, ezek az emberek a szobában a Higgs-részecskék. Most amikor egy másik részecske elkezd mozogni a világegyetemben, kölcsönhatásba lép a Higgs-részecskékkel. Ám képzeljük el, hogy egy népszerűtlen valaki átmegy a szobán. Mindenki figyelmen kívül hagyja. Ők gyorsan átjutnak a szobán, alapvetően a fény sebességével. Nincs tömegük. Most képzeljünk el valaki hihetetlen fontos és népszerű és intelligens embert, amint átmegy a szobán. Emberekkel lesznek körbevéve, és a szobán való áthaladásuk akadályozva van. Olyan, mintha nehezebbé válnának. Megnő a tömegük. És ez pontosan az, ahogyan a Higgs-mechanizmus működik. Az elmélet szerint az elektronok és kvarkok a testünkben és a világegyetemben ami körbevesz minket nehezek, egy bizonyos értelemben, és tömegük van, mert körbeveszik őket a Higgs-részecskék. Kölcsönhatásba lépnek a Higgs-mezővel.

Ha ez az elmélet igaz, akkor fel kell fedeznünk ezeket a Higgs-részecskéket az LHC-nál. Ha pedig nem igaz -- mert ez egy különösen csavaros mechanizmus, bár ez volt a legegyszerűbb amire gondolni tudtunk - akkor bármi is végzi el a Higgs-részecskék munkáját, tudjuk, hogy annak fel kell bukkannia az LHC-ban. Szóval ez az egyik fő oka annak, hogy megépítettük ezt a gépet. Örülök, hogy felismerik Margaret Thatchert. Igazából arra gondoltam, hogy kulturálisan relevánsabbá teszem, ám -- (Nevetés) no mindegy. Tehát ez az egyik dolog. Ez alapvetően egy garantált eredmény az LHC-től.

Van több, egyéb dolog is. Hallhattak a részecskefizika sok problémájáról. Ezeknek az egyike: a sötét anyag, sötét energia. Van egy másik probléma az, hogy a természet kölcsönhatásai - nagyon is gyönyörű, valójában - ahogy megyünk vissza az időben, úgy tűnik mintha változna az erősségük. Nos, valóban változik. Így az elektromágneses kölcsönhatás, az erő amely összetart bennünket, egyre erősebb lesz ahogy magasabb hőmérsékleten vagyunk. Az erős kölcsönhatás, amely az atommagot tarja össze, gyengül. Amit látunk, az a standard modell -- ki lehet számolni, hogy miként változnak -- a kölcsönhatások -- a három kölcsönhatás, a gravitáción kívül -- szinte úgy látszik, hogy találkoznak egy pontban. Olyan, mintha lenne egy gyönyörű szuperkölcsönhatás-féle, az idők kezdetén. De csak éppen eltévesztik egymást.

Létezik egy elmélet, amelyet szuperszimmetriának nevezünk, ez megduplázza a részecskék számát a standard modellben. Ez így elsőre nem hangzik úgy, mint egy egyszerűsítés. De valójában ezt az elméletet használva észrevettük, hogy a természet kölcsönhatásai az Ősrobbanás idején egyesülnek. Igazán szép jóslat. A modell nem azért készült, hogy ezt magyarázza, de úgy látszik ezt teszi. Ezenfelül azok a szuperszimmetrikus részecskék nagyon valószínű jelöltjei a sötét anyagnak. Tehát egy nagyon vonzó elmélet, ez tényleg élvonalbeli fizika. És ha fogadnék rá, akkor pénzt tennék rá, -- egy eléggé tudománytalan módon -- hogy ezek a dolgok úgyszintén felbukkannak az LHC-ban. Sok más dolog van, amelyeket az LHC felfedezhet.

Ám ebben az utolsó néhány percben szeretnék egy másik nézőpontot adni arról, hogy mit is gondolok -- igazán mit is jelent a részecskefizika számomra -- a részecskefizika és a kozmológia. És úgy hiszem ez az, ami egy nagyszerű elbeszélést nyújtott nekünk - majdnem egy teremtéstörténetet, ha jobban tetszik - a világegyetemről, modern tudósok tollából az elmúlt néhány évtized során. És szerintem megérdemli, Wade Davis előadásának szellemében, hogy feltegyük oda a csodálatos teremtéstörténetek mellé, amelyeket a magas Andok és a fagyos észak lakói magukénak tudnak. Ez egy hasonlóan csodálatos teremtéstörténet.

A történet így hangzik: tudjuk, hogy a világegyetem 13.7 milliárd éve keletkezett egy végtelenül forró, sűrű állapotból, sokkal kisebből, mint egyetlen atom. Elkezdett tágulni körülbelül a másodperc millió milliárd milliárd milliárd milliárdod része alatt -- azt hiszem jól mondtam -- az Ősrobbanás után. A gravitáció elválasztódott a többi erőtől. A világegyetem ekkor elkezdett exponenciálisan tágulni, ezt nevezzünk felfúvódásnak. Az első másodperc mintegy milliárdod részében a Higgs-mező bekapcsolt, és a kvarkoknak, a gluonoknak, valamint az elektronoknak amelyekből mindannyian felépülünk, tömegük lett. A világegyetem tovább tágult és hűlt. Néhány perccel később, már volt hidrogén és hélium a világegyetemben. Ennyi. A világegyetem akkor 75 százalék hidrogén és 25 százalék hélium volt. Ma is az.

Tovább tágult körülbelül 300 millió évig. Aztán a fény elkezdett áthaladni a világegyetemen. Elég nagy volt ahhoz, hogy a fény számára áttetsző legyen és ezt látjuk ma is a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban, amit George Smoot úgy írt le, hogy mintha Isten arcába tekintenénk. 400 millió év eltelte után az első csillagok létrejöttek, és az a hidrogén és hélium elkezdett főni a nehezebb kémiai elemekké. Tehát az élet elemei - a szén, az oxigén és a vas, az alkotó elemeink mindegyike - azokban az első generációs csillagokban főttek, amelyek az üzemanyagból kifogyván felrobbantak, visszadobva ezeket az elemeket a világegyetembe. Aztán újra összeomlottak egy másik csillagok és bolygók alkotta generációba.

És némelyik bolygón, ahol az az oxigén, amely az első generációs csillagokban készült, egyesült a hidrogénnel és vizet alkottak, folyékony vizet a felszínen. Legalább egyen, és talán egyetlen egyen ezen bolygók közül a primitív élet kialakult, amely tovább fejlődött millió évek alatt olyan dolgokká, amelyek két lábon jártak és lábnyomot hagytak olyan három és fél millió évvel ezelőtt Tanzánia saras síkjain, és végül egy másik világban hagyták a lábnyomukat. Majd megépítették ezt a civilizációt, ezt a csodálatos képet, amely a sötétséget fénybe borította, és láthatod a civilizációt az űrből. Ahogy egyik nagy hősöm, Carl Sagan mondta, ezek azok a dolgok -- és valójában, nem csak ezek, hanem ahogy körbenéztem -- ezek azok a dolgok, mint a Szaturn V rakéták, a Szputnyik, a DNS, az irodalom és a tudomány -- ezek azok a dolgok amelyeket a hidrogén atom tett amikor 13.7 milliárd év állt a rendelkezésére.

Abszolút figyelemre méltó. És a fizika törvényei. Ugye? Tehát a fizika törvényei -- gyönyörű egyensúlyban vannak. Ha a gyenge kölcsönhatás csak egy kicsit is különböző lett volna, akkor a szén és az oxigén nem lett volna stabil a csillagok szívében, és nem lenne belőlük egy sem a világegyetemben. És azt hiszem ez egy - egy csodálatos és jelentős történet. 50 éve nem tudtam volna elmondani ezt a történetet, mert nem tudtunk róla. Emiatt érzem azt, hogy a civilizáció, amiben, ahogy mondom, ha hisznek a tudományos teremtéstörténetben, pusztán a fizikai törvények eredményeként és néhány hidrogénatomból alakult ki - akkor azt hiszem, számomra mindenképpen, úgy érzem hihetetlenül értékes vagyok.

Tehát ez az LHC. Az LHC amikor be lesz kapcsolva ezen a nyáron, biztosan megírja a következő fejezetet abban a könyvben. És én természetesen óriási izgalommal várom, hogy be legyen indítva. Köszönöm.

(Taps)