映画館で3Dメガネを外したことがありますか?
画像がぼやけて見えて、何が起こっているのかを正確に把握するのが難しい場合があります。
これは、3D メガネが各レンズの異なるフィルターを使用して、それぞれの目で見る光の色を制御することにより、私たちの脳をだまして 3D 画像を形成するためです。
時々、別の視点から物事を見ると、物事がより明確になり、理解しやすくなると言うこともできます。
これはまさに、宇宙について私たちが抱いている最も基本的な疑問のいくつかに答えようとする私の研究に役立ったアプローチです。
これを別の文脈で言い換えると、私の脳性麻痺のせいで私の声が聞き取りにくいと感じている人がいて、TED で講演する上で乗り越えられない壁になっているのがわかりました。
たとえコミュニケーションが困難な人々が聴衆に向かって話すための別の方法があると知ったとしても、この無味乾燥なコンピューター化された音声には生命力がなく、皆さんを眠らせてしまうのではないかと考えて、私はその方法を使うのを躊躇するかもしれません。 5分以内に。
あるいは、イギリス人のいかがわしい女性の合成音声を、受け入れられるべきものだと考え、このトークにジョークやギャグを散りばめ、時には貧弱なコミュニケーション支援者を犠牲にして、うまくいけば、あなたを笑わせて、私が望むものに夢中にさせ続けることもできます。についてお伝えします。
幸いなことに、私は 2 番目のオプションを選択しました。
そして、私はあなたに何を話したいのですか？
私がここに来たのは、私たちが宇宙全体、存在するすべての 96% を完全に置き忘れてしまったということです。
靴下が足りないのがすごいですね。
私は素粒子物理学者で、スイスの CER で大型ハドロン衝突型加速器からのデータを分析して、宇宙に関する最も基本的な疑問に答えています。
学校では、私は典型的なオタクな子で、科学研究室に入るために他の授業を終わらせたいだけでした。
私の研究は現在、前世紀における科学研究の最大の成果の 1 つであると心から信じていることに焦点を当てています。
宇宙のすべての既知の粒子の特性と挙動を記述する科学モデル。素粒子物理学者には想像力がないため、私たちはそれを標準モデルと呼んでいます。
私にとって、非常に強力なモデルを 1 つ持つことは、科学が最も基本的なレベルで自然を記述することにほぼ等しいと言えます。
標準模型について初めて聞いたとき、本当に衝撃を受け、物理学の研究に集中する情熱が湧きました。
しかし、他の学生とは少し違った考え方をしなければならないこともわかっていました。
たとえば、教えられた実践的なテクニックを理解していることを試験で証明しなければなりませんでした。
私には障害があるため、実験器具を手に取って使用できるほど手を制御することができません。
そのため、実質的に他の人の手を借りる必要がありました。
実験を行うための装置の使い方について、助手に非常に細かく指示する練習をしました。
できる限り明確に与える必要がある一連の指示の観点から実験を観察することで、どうすれば実習で良いパフォーマンスを発揮できるかを理解するために必要な考え方を身につけることができ、実際にそうすることができました。
このような問題を別の視点から見ることができると認識したことで、身体的な限界に負けずに、科学研究の実践的な側面を習得することに粘り強く取り組むことができました。
現在、大型ハドロン衝突型加速器を使った研究では、標準模型の研究に使用されるデータを分析するために多くのコードを作成する必要があります。
自分で入力するのは時間がかかりすぎて大変なので、アシスタントに入力してもらいたい内容を口述筆記します。
自分の作品を書くのではなく話すには、少し違った考え方が必要です。特に、受けている教育がすべて、物事をすぐに書き留めることができる人に向けられている場合はそうです。
しかし、私は基本的に他の人と同じ行動をしていると自分に言い聞かせることが、物理学への情熱を追求する方法を理解するのに役立つことに気づきました。
私がどのように研究を行っているかがわかったので、私のお気に入りのモデルに戻りましょう。この話が終わったら、できればあなたのお気に入りのモデルにも戻りましょう。
残念ながら、ちょっとした大きな問題があるからです。
標準モデルは宇宙の 4% しか記述しません。
その理由を理解するには、銀河の自転速度を調べる必要があります。
ニュートンの法則によれば、それらの中に他の種類の巨大な物質が存在しない場合、それらは単に飛び散ってそれらを一つにまとめます。
この失われた質量は暗黒物質と呼ばれ、それが宇宙の 23% を占めることが観測されています。
では、残りはどうでしょうか？
そうですね、宇宙の膨張が重力によって減速するのではなく加速しているという発見は、重力に逆らう力の存在を示しています。
私たちはこの力を暗黒エネルギーと呼び、宇宙の残りの 73% を占めています。
標準モデルには暗黒物質も暗黒エネルギーも含まれていません。
つまり、宇宙の驚くべき 96% は、私たちがまったく知らないことなのです。
したがって、宇宙のすべての粒子を説明できると考えていた私のお気に入りのモデルは、当初考えていたほど包括的ではないことがわかりました。
では、これらの存在しない粒子を発見するために、標準モデルによってすでに記述されている粒子を別の方法で見る方法はあるのでしょうか?
とらえどころのない粒子が存在することを証明するために、このようなとらえどころのない粒子の何らかの写真を撮影できる検出器を設計するために、私たちは頭を悩ませているのではないかと思うかもしれません。
確かに、欠けているものを見つけたい場合は、それが取るべき一般的なアプローチですよね?
間違っている。
実際には、私たちが何をしても、これらの失われた粒子が検出器と相互作用することはないという事実を受け入れる必要があります。
しかし、それでゲームオーバーではありません。
私が実験室実験を自分で行うことを諦めず、代わりに誰かの手を使ったのと同じように、私たちは検出できる粒子を使って、そこにあると思われる隠れている粒子をスパイします。
大型ハドロン衝突型加速器では、粒子を光速に非常に近い速度まで加速し、粒子が互いに衝突し、膨大な量のエネルギーを放出します。
私たちは、あなたや私を含め、私たちの周りにあるすべての物質を構成する原子に含まれる陽子を使用します。
しかし、本当に興味深い物理学が起こるのは、これらの陽子が正面から衝突するときです。
膨大な量のエネルギーが放出され、最初の陽子とは根本的に異なる粒子が生成されます。
これは、2 つのリンゴを互いにぶつけて、チェリーの山のように、まったく別のものに変化することを期待した場合に似ています。
非常に洗練された検出器を使用すると、どのような種類の粒子が作られたかを知ることができますが、それはすでにわかっている種類だけです。
それでは、これらの他の謎の粒子をどのように見つけられるのでしょうか?
幸いなことに、基本的な自然法則が私たちを助けてくれて、これらの粒子の衝突を別の視点から研究できるようになりました。
エネルギーは生成も破壊もできず、伝達されるだけです。
衝突前後の粒子のエネルギーを合計すると、それらが等しいことがわかります。
私たちは衝突に入る陽子のエネルギーを知っており、出てくる粒子のエネルギーを非常に高感度に測定します。
これら 2 つのエネルギーが同一でない場合、警鐘が鳴り始めます。
おそらく、私たちの自然理解を支える原則の 1 つであるエネルギー保存が間違っているのかもしれません。
あるいは、誰もが期待しているように、失われたエネルギーは検出器をすり抜けた粒子によって盗まれた可能性があり、今日の物理学で私たちが抱えている最も基本的な疑問のいくつかを解くのに役立つかもしれません。
さて、あなたが私に何を尋ねようとしているのかはわかりました。
欠けている粒子はもう見つかりましたか?
残念ながら、そうではありません。
これを、私たちが宇宙の基本的な構成要素を完全に理解できるという希望を失う理由と見る人もいるかもしれません。
しかし、発見すべきことがまだたくさん残っているため、基礎物理学を行うのにおそらく今が最もエキサイティングな時期であると私は信じています。
しかし、科学における最も刺激的な質問について考えることは別として、状況を別の視点から見ることにオープンであることは、個人的な規模で適用する場合に最も意味があることがわかりました。
たとえどんなに困難であっても、それぞれの人や状況のポジティブな部分を見つけ出し、それを自分自身だけでなく周囲の人々の可能性を引き出すために活用することを奨励します。
これは現時点で私たち全員が恩恵を受けることができるものだと感じています。
探しているものがすぐに見つかるとか、簡単に見つかるとは限りません。
しかし、私にとっては、この考え方が今日の地位に到達するのに役立ち、私を前進させ続けています。
今日私たちの周りの世界を見ると、明らかな答えのない大きな疑問に囲まれています。
おそらく、新しい考え方を受け入れ、同じ視点を持たない他の人々に対して真にオープンになることで、私たち全員が直面している問題に対する新しい解決策を発見できるかもしれません。
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