Januari 2010: Kurt Andersen di Collider Hadron Besar
Dengan Collider Hadron yang besar, para fisikawan berpikir mereka akan menemukan potongan puzzle terakhir yang mengkonfirmasi model standar dan, bahkan lebih baik, mendapatkan sekilas dari incognita terra yang luas dan menggiurkan. Mereka berharap dapat bergerak melampaui model standar cara Einstein bergerak melampaui Newton dengan teori -teori relativitasnya, bukan dengan membantah grosir fisika Newton tetapi dengan mengoreksi dan memperluasnya.
Dengan kata lain, LHC adalah mesin yang benar-benar akan membenarkan dirinya hanya jika memungkinkan terobosan pengalihan paradigma. “Saya berharap akan ada banyak momen Eureka,” kata Fabiola Gianotti, seorang fisikawan dari Milan yang mengepalai eksperimen Atlas besar LHC. (Itu akronim yang direkayasa secara terbalik adalah singkatan dari “alat LHC toroidal.”) “Apa pun,” kata John Ellis, seorang ahli fisika teoretis Inggris di CERN, “Kita harus mendapatkan Higgs dan Supersymetry. Higgs adalah roti dan mentega. Itu adalah bisnis inti kita.” Boson Higgs, dinamai menurut fisikawan Inggris Peter Higgs, yang memperkirakan keberadaannya pada 1960 -an, adalah satu -satunya partikel yang diprediksi oleh model standar yang belum ditemukan. Dan itu bukan hanya bagian tersesat, sisa yang tidak penting tetapi juga batu kunci dari seluruh struktur: bidang Higgs, yang terkait dengan boson Higgs, dibayangkan menjadi semacam “molase” subatomik yang memberikan massa pada partikel lain yang melewatinya. Konsensus di CERN adalah bahwa mungkin akan memakan waktu beberapa tahun untuk menemukan Higgs. (Sepasang fisikawan telah menyarankan, menang dan tidak masuk akal, bahwa Snafu tahun lalu adalah hasil dari beberapa entitas dari masa depan yang berusaha mencegah LHC membuat Boson Higgs-beberapa dan untuk beberapa alasan melakukan penyabot-oleh-perjalanan, Terminator-Style.)
Tapi kemudian ada pertanyaan penting tentang seberapa besar Boson Higgs ternyata. Jika masuk pada ukuran tertentu, itu berarti bahwa alam semesta stabil dan tidak ditakdirkan untuk membusuk – yang Ellis sebut sebagai “skenario bencana besar yang mungkin dibayangkan.”
Tapi bukankah temuan seperti itu – stabilitas! Alam semesta yang tidak pernah berakhir! —Apakah hasil yang menyenangkan? “Ini bagus untuk alam semesta,” Ellis mengakui, “tetapi bencana bagi fisikawan teoretis.” Profesor Higgs, yang sekarang berusia 80 tahun, setuju. “Jika Anda menemukan Higgs dan tidak ada yang lain,” katanya kepada Gillies baru -baru ini, itu akan menjadi hasil terburuk yang mungkin, “karena dengan begitu kami memiliki model standar yang lengkap – yang kami tahu salah dalam cara mendasar.” Seolah -olah kita sudah dikenal selama abad terakhir bahwa gambar alam semesta Newton cacat dan tidak lengkap, tetapi tidak pernah memiliki Einstein atau pengikutnya untuk memindahkan kita ke gambaran yang lebih besar, lebih benar. Di sisi lain, Ellis berkata, “Akan sangat menyenangkan jika kami membuktikan Higgs tidak ada. Saya ingin sekali terkejut dan terkejut. ” Artinya, dia lebih suka memiliki beberapa dekade terakhir kebijaksanaan konvensional dalam fisika yang terbalik daripada beberapa dekade berikutnya dianggap tidak meyakinkan, impoten, dan membosankan.
Selain menemukan (atau tidak menemukan) Higgs, peluang terbaik untuk momen Eureka yang mendebarkan dari LHC adalah menemukan bahwa supersymmetry ada. “Kami memiliki agama,” seorang ahli fisika Amerika dan CERN Lifer bernama Steven Goldfarb mengaku suatu hari saat makan siang, “dan itu simetri.” Karena Yin kembar dengan Yang dan Kristus dengan Antikristus, demikian pula materi memiliki anti-materi yang sama dan berlawanan, dan mereka saling menghancurkan dalam kontak-sehingga, menurut prinsip panduan simetri, pada saat Big Bang, semua masalah dan anti-materi seharusnya membatalkan diri mereka, meninggalkan apa pun di belakang. Tidak hanya itu tidak terjadi-kami adalah salah satu bukti bahwa itu tidak-tetapi 14 miliar tahun kemudian ada lebih banyak masalah daripada anti-materi di alam semesta. Sesuatu harus menjelaskan ketidakseimbangan misterius itu, dan taruhannya adalah bahwa itu adalah supersimetri, gagasan bahwa untuk setiap partikel yang diketahui ada “superpartner” yang belum diketuki-dan materi gelap itu terdiri dari superpartner itu. Ada peluang yang sangat bagus bahwa tabrakan proton di LHC akan menciptakan beberapa bit primordial itu – mungkin tahun depan, kata Jim Virdee, yang menjalankan eksperimen CMS collider, “Jika alam itu baik.” (CMS adalah singkatan dari “Compact Muon Solenoid” – jangan bertanya.) Jika itu terjadi, dalam satu stroke “kami telah menemukan 25 persen dari alam semesta,” kata Gillies.
Penemuan LHC yang akan membuat orang biasa berdiri dan memperhatikan, bagaimanapun, adalah bidikan yang lebih lama. Setelah Higgs ditemukan (atau tidak) dan partikel supersimetris dari materi gelap yang diproduksi (atau tidak), Ellis mengatakan, “Kita dapat menemukan dimensi ekstra, lubang hitam, segala macam hal aneh dan indah.”
Tunggu sebentar: lubang hitam? Ya, meskipun bukan jenis yang berteriak -teriak. Obrolan kiamat mencapai massa kritis tahun lalu ketika seorang guru sekolah menengah dan manajer botani-garden di Hawaii bernama Walter Wagner mengajukan gugatan federal untuk mencegah LHC beroperasi, dengan alasan bahwa ia mungkin menciptakan lubang hitam besar-besaran di dunia. Ini telah menjadi karier sampingan lama bagi Wagner, yang juga mencoba menghentikan Laboratorium Nasional Brookhaven agar tidak berputar sendiri, akselerator yang lebih kecil. Tapi kali ini, dengan bantuan saluran berita kabel dan web, ia memiliki platform yang jauh lebih besar, dan media arus utama secara konsisten menganggap kemungkinan kiamat dengan serius. Gugatan federal diberhentikan, tetapi itu tersisa Pertunjukan Harian untuk secara definitif menyebut sekop sekop dan loon loon. Diwawancarai oleh pertunjukan John Oliver musim semi lalu, Wagner bersikeras, secara tidak sopan, bahwa peluang LHC yang menghancurkan bumi adalah 50-50, karena itu akan terjadi atau tidak.
Jenis lubang hitam yang ada dalam pikiran Ellis adalah yang tidak berbahaya, mikroskopis dan berumur pendek, meskipun diproduksi, jika diproduksi, oleh ribuan atau jutaan setahun. “Itu akan memakan waktu,” kata Direktur Jenderal CERN, Rolf-Dieter Heuer, dan mungkin hanya ketika LHC berjalan dengan kekuatan maksimum. Tetapi jika lubang hitam mikro muncul, kata Ellis, itu akan “sangat menarik,” karena mereka akan menyiratkan adanya dimensi spasial tambahan di luar ketiganya. Menemukan dimensi baru akan menarik bagi kami warga sipil, tetapi, bagi fisikawan, ia mungkin memegang kunci untuk menciptakan, pada akhirnya, sebuah fisika terpadu yang masuk akal dari kedua kekuatan skala kecil yang menyatukan atom dan gravitasi yang menarik semua yang bisa kita lihat. Beberapa fisikawan menganggap alasan gravitasi relatif lemah adalah bahwa ia diencerkan saat masuk dan keluar dari dimensi lain yang tidak terlihat. Jika dimensi ekstra memang ditemukan di LHC, maka teori string – masih harus menjadi kandidat terkemuka untuk menjadi teori terpadu dari segalanya – tiba -tiba akan tampak jauh lebih nyata.
Maria Spiropulu, seorang ahli fisika Cal yang berafiliasi dengan teknologi Yunani yang mengenakan celana jins dan sepatu kets tanpa tali (dan dulu berada di sebuah band yang disebut anjing sniff narkoba), memancarkan kepercayaan diri tentang terobosan yang akan segera terjadi. Ketika saya mengatakan bahwa eksperimennya, CMS, sedang “mensimulasikan kondisi” di awal alam semesta, dia dengan tegas mengoreksi saya. “Tidak – kami menciptakan kembali kondisi itu. Kami akan menemukan sifat mendasar dari bagaimana alam semesta diciptakan. ” Dan bahkan Gianotti yang relatif tentatif dan rendah pun memiliki sedikit keraguan bahwa apa yang akan mereka temukan akan peringkat dengan “Copernicus, Einstein, mekanika kuantum. Saya mengharapkan revolusi. “
Republik Wizards
Pencarian ini sama mendalamnya: apa yang kita (dan segala sesuatu di alam semesta) terbuat dari, seperti apa rasanya pada awal waktu, dan bagaimana cara kerjanya? Fakta bahwa LHC adalah pertaruhan yang sangat mahal yang tidak memiliki hasil jangka pendek adalah apa yang membuatnya mulia dan menggerakkan.
Leave a Reply