Tip:
Highlight text to annotate it
X
Załóżmy, że chcesz odkryć cząstkę. Po pierwsze, musisz-
Oczywiście! Dzięki za przeprowadzenie nas przez ten fakt, John. Jeśli mamy być szczerzy, powinniśmy powiedzieć,
że matematyczny model dla Higgsa został odkryty w latach 60-tych, ale sama cząstka
nie została odk- nie została potwierdzona do 2012. W rzeczywistości, bozon Higgsa nie jest nawet
pierwszą nową cząstką, która została... "odsłonięta" w LHC: cząstka Ksi-b,
w zasadzie ciężka wersja neutronu, została znaleziona kilka miesięcy wcześniej.
Zapewne nie słyszeliście o tym wiele, ponieważ Ksi-b jest tylko kombinacją kwarków, o których
istnieniu już wiemy, więc nie jest to tak ekscytujące. To znaczy, jeśli wiesz o serze
i wiesz o krakersach, wtedy odkrycie "sera z krakersami," choć tak rozkoszne,
nie postawi w pionie twojego wszechświata.
Ale model standardowy fizyki cząstek przewiduje równiesz coś poza serem i
krakersami - to jest, mniej więcej jedna z bazyliona kolizji powinna produkować bozon Higgsa,
który wtedy rozpada się na codzienne cząstki jak elektrony i fotony, które są tymi
samymi okruchami, które łapiemy w detektorze cały czas.
Ta walka między niewielka szansą, że kolizja wyprodukuje cząstkę Higgsopodobną
a pozostałym trylzylionem innych kolizji, które produkują podobne okruchy jest powodem dla którego
potrzebujemy ogromnych maszyn jak LHC. Były wcześniejsze akceleratory,
które miały wystarczającą ilość energii, by wytworzyć bozony Higgsa - ale nie mogły
przeprowadzić wystarczającej ilości kolizji, by być pewnym, że na prawdę widzimy bozon Higgsa, a nie
zbiór okruchów, które wyglądają jakby pochodziły od bozonu Higgsa.
To trochę jak próbowanie dowiedzenia się, czy 20-ścianowa kostka fałszywa. Może podejrzewasz,
że prawdopodobieństwo wyrzucenia trójki jest dwukrotnie większe niż wyrzucenia jakichkolwiek innych numerów. Ale jak możesz to
Sprawdzić? Cóż, to brzmi prosto - po prostu rzuć kostką kilka razy i jeśli zobaczysz dodatkowe
trójki, jest fałszywa, prawda?
Nie tak szybko. Dla przykładu, jeśli rzucisz kostką dziesięć razy, jest całkiem duża szansa,
że nie dostaniesz żadnych trójek! Jest tak, ponieważ nawet jeśli wyrzucenie trójki jest dwa razy
bardziej prawdopodobnie niż innych numerów, jest jeszcze sporo innych numerów, które mógłbyś
wyrzucić. Więc losoba szansa i duże numery mogą być niespodziewanie złudne - nawet jeśli rzucisz
kostką sto razy i dostaniesz więcej trójek, wciąż jest jedna na pięćdziesiąt szansa,
że kostka jest w porządku, a ty dostałeś wynik przez przypadek. Jak bardzo chcesz
zakładać, że na prawdę masz dowód na nową cząstkę, jeśli jest jedna na pięćdziesiąt szansa,
że twój wynik jest po prostu losową fluktuacją, a cząstka nie istnieje? Co
jeśli nagroda Nobla jest celem - jak pewnym chcesz być? Jedna na tysiąc? Jedna
na dziesięć tysięcy?
Właściwie, fizycy są jeszcze bardziej rygorystyczni. Nie powiedzą, że "odkryli" cząstkę
dopóki szanse, że dostali by takie same wyniki nawet jeśli cząstka NIE istnieje
nie są mniejsze niż jedna na milion… Więc jeśli chcesz przekonać fizyków cząstek, że
odkryłeś lewą kość, musisz nią rzucić ponad pięćset pięćdziesiąt razy
by ich zadowolić! A to tylko po to, by sprawdzić, czy dwudziesto ścienna kostka jest fałszywa – jest o wiele
więcej niż dwadzieścia możliwych rezultatów przy kolizjach wysoko energetycznych cząstek, więc
by być pewnym ogłaszania dowodu na nową cząstkę w LHC, potrzebujesz około
600 milionów kolizji… Każdej sekundy… Przez dwa lata. Dopiero wtedy możesz odkorkować
wino, by pójść ze swoim serem i krakersami, i ogłosić pomyślne odkry– to znaczy, pomyślne
naukowe sprawdzanie faktów.