En enande kraft | natur

En enande kraft | natur

Anonim

Frågorna som ska undersökas vid Large Hadron Collider ger en chans att återföra allmänhetens intresse för de grundläggande principerna för universumet där vi lever.

The Large Hadron Collider (LHC) som håller på att slutföras utanför Genève, Schweiz, är ett bevis på två av de största mänskliga egenskaperna: en fascination för universums funktionssätt och en förmåga att samarbeta för att uppnå delade mål. Efter att maskinen - nu mittpunkten i Europas partikel-fysiklaboratorium, CERN - börjar tas i drift nästa år, borde den tillåta experimentalister för första gången på decennier att flamma banor till områden där den bosatta teorin står tyst (se sidan 269).

Fysikerna som utforskar denna nya värld kommer att göra det som ett enhetligt globalt samhälle. Även om CERN i stort sett är en europeisk prestation, där kontinenten kan vara mycket stolt, har LHC och dess närvarande detektorer fått bidrag i kontanter eller slag från mer eller mindre varje land med förmågan att delta i denna typ av gränsvetenskap. LHC sätter därför ett nytt högvattenmärke i det ointresserade globala samarbetet.

Men det är viktigt att skilja ointresserade från ointresserade. Världens nationer investerar inte i LHC eftersom de nödvändigtvis förväntar sig avkastning som liknar de fysiker som levererades under det tjugonde århundradet (tydligt och fruktansvärt inom kärnvapenområdet). Samtidigt blir det uppenbart att sådana investeringar i fysik inte längre framkallar den spänningen de en gång gjorde bland allmänheten.

"Framsteg inom partikelfysiken kan verka alltmer långt bort från idéer som resonerar i den gemensamma fantasin."

Intresset för framstegen vid LHC: s omedelbara föregångare - Large Electron Positron Collider vid CERN och Tevatron vid USA: s Fermilab - sjunker ganska brant när man lämnar områdena med högenergifysik. Även om allmänheten gillar tanken på att forskare gör grundläggande framsteg, kan framstegen inom partikelfysik verka alltmer långt bort från idéer som resonerar i den gemensamma fantasin. Under det första hälften av det tjugonde århundradet var kärnan, relativiteten, kvantiteten och osäkerhetsprincipen snabbt genomtänkt med kulturell betydelse långt bortom deras vetenskapliga sammanhang. Spårssymmetrier och Higgs-bosonen har ännu inte fått så bredare, symbolisk betydelse.

Många fysiker kommer att anse det som fantasifullt att föreslå att de borde - inte minst för att de betydelser som blev förknippade med sådana begrepp utanför fysikens rike ofta har varit långt bort från eller i direkt motsägelse av deras vetenskapliga betydelse.

Samtidigt är det svårt att be människor att spendera de stora belopp som behövs för att utforska gränserna för partikelfysik om de inte har någon känsla av investeringar i de frågor som den ställer. Här erbjuder LHC en möjlighet att återupprätta en resonans mellan partikelfysik och den bredare kulturen som den ligger i. Det finns ett starkt fall att universum består av en stor del av 'mörk' materia och energi, ganska till skillnad från beståndsdelar som vi kan observera direkt (se sidorna 240 och 245). Det är möjligt att observationer gjorda av LHC: s detektorer talar direkt till naturen hos dessa, kanske till och med producerar i laboratoriet en del av den mörka materien som verkar dominera galaxernas spiral och kluster.

Upptäckten av de dolda beståndsdelarna i universum är en stor uppgift och har en fantasifull appell som är värdig den globala ansträngningen som pågår vid CERN. Och ett starkare band mellan studien av grundläggande krafter och partiklar å ena sidan, och universums struktur och historia å andra sidan, vädjar också för partikelfysikens framtid på andra sätt. Fantastiska även om maskiner som LHC är, de kommer nödvändigtvis att vara få och långt mellan. Det är viktigt att ha alternativa vägar framåt som är mindre resurskrävande. Astrofysik med partikelsmaksättning ger många möjligheter längs dessa linjer, liksom småskaliga experiment som letar efter fenomen som neutrinolös dubbel-beta-sönderfall (se sidan 232).

CERNs storhet kommer delvis från de ihopkopplade uppdragen om enhetlighet som den inleds på - en teoretisk förening av fysikens fenomen och en praktisk förening av världens vetenskapliga ambitioner. Att förena de mycket stora med de mycket små bidrar till spänningen som skapas, och bör förena världens fantasi, vilket hjälper till att återställa den uppskattade positionen som vår kultur har reserverat för grundläggande fysik.

Författare

kommentarer

Genom att skicka en kommentar samtycker du till att följa våra villkor och gemenskapsriktlinjer. Om du finner något missbruk eller som inte överensstämmer med våra villkor eller riktlinjer ska du markera det som olämpligt.