Mówią, że życie naśladuje sztukę, ale strzała idzie w obie strony. O wiele częściej sztuka naśladuje życie. Tak stało się w ostatnim odcinku hitu telewizyjnego „The Big Bang Theory”. W odcinku „Polaryzacja potwierdzająca” - Sheldon i Amy otrzymują wiadomość e-mail od Fermilab. Dwóch naukowców potwierdziło teorię Amy i Sheldona o nazwie Super Asymmetry. Naukowcy badali cząsteczkę subatomową zwaną kaonami, a pomiar i przewidywanie (jak powinna zachowywać się w teorii) nie były zgodne. Nazwali swój pomiar porażką, dopóki nie zdali sobie sprawy, że artykuł Amy i Sheldona, opublikowany zaledwie kilka miesięcy wcześniej, wyjaśnił tę rozbieżność. Dwóch badaczy poleciało (ekonomicznie i… więcej o tym później) do Caltech, aby spotkać się z Amy i Sheldon.
Naukowcy z Fermilab starają się o Nagrodę Nobla, a ponieważ nie więcej niż trzy osoby mogą odebrać nagrodę, starają się usunąć Amy z obrazu. Mówią Sheldonowi, czy uda mu się skłonić prezydenta Caltecha do nominowania trzech z nich na Nobla, w połączeniu z nominacją szefa Fermilabu, mieliby mocne argumenty za przyjęciem tego honoru. Sheldon decyduje, że jeśli Amy nie zostanie uwzględniona w nominacji, to on też nie chce być na niej i mówi o tym Prezydentowi, który wyjaśnia, jak to doprowadzi do walki z Fermilabem; dodaje, że ma ich plecy. Odcinek kończy się nierozwiązaną sytuacją.
Zwrócono mi więc uwagę na ten odcinek, ponieważ… no cóż… Fermilab. Fermilab to prawdziwe miejsce. Jadę do niego każdego ranka w Batavii w stanie Illinois. To fantastyczne miejsce do pracy, jeśli fascynuje Cię subatomowy świat, którym jestem, a to oznacza, że codziennie mogę jechać do pracy z uśmiechem. Ale pomyślałem, że ludzie mogą być zainteresowani poznaniem, co jest prawdą, a czego nie było w tym odcinku.
Zacznę od stwierdzenia, że bardzo lubię „The Big Bang Theory”. A pisarze starają się nie oddalać zbytnio od prawdziwej nauki w swoich odcinkach. W rzeczywistości David Saltzberg z UCLA jest zarówno moim współpracownikiem badawczym, jak i konsultantem naukowym programu. Dba o to, by pisarze nie włączali żadnego tematu naukowego, który byłby zbyt dziwaczny i nie do przyjęcia.
Niektórzy narzekają na to, jak serial przedstawia naukowców w kreskówkowy sposób, a krytyka zawiera prawdę. Sheldon jest po prostu o wiele lepszy i większość naukowców tak się nie zachowuje. (Chociaż prawdę mówiąc, znam jedną osobę, która przypomina mi Sheldona. Nie zgadzam się z nim, uzasadniając to tym, że wszyscy, którzy go spotkali, zgadzają się ze mną.) Leonard jest bardziej wierny życiu, chociaż nawet jego charakter jest trochę bardziej społecznie nieświadomy niż rzeczywistość. Naukowcy to w większości całkiem normalni ludzie, z normalnym życiem. Są po prostu sprytni i bardzo skoncentrowani na swojej pracy. (Lub, jak sądzę, mógłbym być bardziej podobny do Leonarda, niż chciałbym przyznać. Nie chcę pytać nikogo z powodów, dla których nie chcę znać odpowiedzi.)
Więc jak bardzo ten odcinek jest prawdziwy? Po pierwsze, nie ma prawdziwej teorii zwanej Super Asymmetry. Istnieje jednak teoria zwana supersymetrią, która jest bardzo popularnym rozszerzeniem standardowego modelu fizyki cząstek - naszej najlepszej obecnej teorii materii subatomowej. Chociaż nie ma eksperymentalnego potwierdzenia supersymetrii - która sugeruje, że każda cząstka zidentyfikowana w modelu standardowym ma partnera supersymetrycznego - dość dobrze uważa się, że istnieje ponad 10 000 artykułów naukowych na ten temat. Tak więc, z wyjątkiem poetyckiej licencji na zmianę nazwy, damy im to.
Co powiesz na eksperyment? Czy dwóch facetów w laboratorium takim jak Fermilab może potwierdzić teorię taką jak Super Asymmetry za pomocą kaonów? Z pewnością jest możliwe, że bezpośrednie pomiary kaonów mogą nie zgadzać się z przewidywaniami i że nowa teoria jest potrzebna do wyjaśnienia tej rozbieżności. Damy im to. Ale współczesne grupy eksperymentalne mają na sobie więcej niż dwie osoby. Moja własna grupa badawcza (która pilnie testuje ideę supersymetrii w świecie rzeczywistym) angażuje około 3000 naukowców z całego świata. Ta grupa eksperymentalna, zwana Compact Muon Collaboration, lub CMS, wykorzystuje dane zebrane w laboratorium CERN w Europie. CERN jest siostrzanym laboratorium Fermilab, w którym znajduje się Wielki Zderzacz Hadronów, który przyspiesza wiązki protonów do prędkości zbliżonej do prędkości światła, zderzając je w pięciopiętrowym aparacie naukowym zwanym detektorem CMS.
Współpraca CMS składa się z naukowców z około 200 instytutów badawczych. Grupa Fermilab CMS składa się z około 100 naukowców oraz jeszcze więcej inżynierów, techników i specjalistów komputerowych. Gdyby CMS odkrył supersymetrię, uznanie nie trafiłoby tylko do dwóch badaczy z Fermilabu.
A co z nagrodą Nobla?
To z pewnością prawda, że otrzymanie Nagrody Nobla jest tajnym celem każdego fizyka. Ale było dużo nie tak z opisem w odcinku telewizyjnym. Na przykład artykuł Amy i Sheldona ukazał się zaledwie kilka miesięcy wcześniej i był tylko jeden pomiar potwierdzający to odkrycie. To absolutnie nic takiego, jak to się naprawdę stanie. Na początek napisano setki artykułów przewidujących nowe zjawiska fizyczne. Porównanie prognozy z danymi zajmuje sporo czasu; i jeszcze więcej czasu zajmuje wykluczenie wszystkich innych prognoz. Ponadto, gdyby Super Asymetria była prawdziwa, przewidywałoby to, które należałoby potwierdzić innymi pomiarami. Cała ta praca zajęłaby dużo czasu. Ale kredujmy to do „czasu telewizyjnego”, jak w programach telewizyjnych CSI, gdy test DNA jest wykonywany w 10 minut. Więc hojnie dam im ten.
Duża część fabuły koncentruje się na tym, kto otrzyma Nagrodę Nobla, jeśli zostanie przyznana. A to jest mieszana torba. To prawda, że Nobel może dotrzeć do maksymalnie trzech osób. Ale proces nominacji jest inny. Członkowie Szwedzkiej Akademii Nauk mogą nominować, podobnie jak poprzedni laureaci Nagrody Nobla i niektórzy wybitni profesorowie, którzy są proszeni o rekomendacje. Możliwe więc, że dyrektor Fermilab znajduje się na tej liście. Nie wiem, czy on jest, ale z pewnością ma międzynarodową rangę, do której zostanie zaproszony. Jest jednak mało prawdopodobne, aby prezes Caltech znalazł się na liście. Nazwiemy to rozłamem.
Kiedy Sheldon odmówił nominacji bez Amy, istnieje historyczny precedens. Aby otrzymać Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1903 r., Marie i Pierre Curie wykonali szeroko zakrojone prace w nowo odkrytej dziedzinie radioaktywności. Biorąc pod uwagę epokę i status kobiet w tym czasie, początkowa nominacja była tylko dla Pierre'a, mimo że Marie była intelektualnym przywódcą pary. Pierre napisał do komitetu i odmówił nominacji bez wspólnej nominacji Marie. Zwyciężył i obaj podzielili Nagrodę Nobla z Henri Becquerel, kolejną legendą wczesnych badań nad promieniowaniem. Ten aspekt odcinka brzmiał bardzo prawdziwie.
Ten odcinek zawierał mieszankę fikcji, prawdy i prawie prawdy, ale zastanawiałem się, jakie badania w Fermilab mogłyby faktycznie otrzymać Nagrodę Nobla. Patrząc w przeszłość, w 1995 roku odkryto kwark górny, chociaż myślę, że jest to mało prawdopodobne. Ale patrząc w przyszłość, istnieje kilka eksperymentów, które mogą się zakwalifikować jednego dnia. Obecnie w Fermilab w eksperymencie o nazwie g-2 (G minus 2) bada się, w jaki sposób cząsteczki subatomowe zwane mionami chwieją się po umieszczeniu w polu magnetycznym. Miony są jak grube, niestabilne elektrony, a wcześniej zmierzone i przewidywane zachowanie nie zgadza się w kuszący sposób. Eksperyment g-2 ustali, czy rozbieżność oznacza odkrycie. Jeśli jest to odkrycie, może prowadzić do nagrody Nobla. Wracając do epizodu „The Big Bang Theory”, proponowanym wyjaśnieniem obserwowanej obecnie rozbieżności jest supersymetria.
Są też przyszłe eksperymenty. DUNE zbada zachowanie neutrin i neutrin antymaterii w celu znalezienia różnic. Jeśli zachowują się inaczej, może to wyjaśniać, dlaczego wszechświat składa się z materii, a nie z równych części materii i antymaterii. To byłby Nobel. A potem jest eksperyment mu2e (rozpad mionów na elektrony), który szuka określonego rodzaju rozpadu mionów. Jeśli zaobserwowano, to kolejny Nobel.
I, oczywiście, naukowcy z Fermilab szukają ciemnej materii i ciemnej energii, tajemniczych substancji, które przewyższają zwykłą materię w stosunku 20 do jednego i będą determinować ewolucję i przyszłość wszechświata. Są to również żyzne grunty dla nagród Nobla. Może się zdarzyć, że przepowiednia odcinka dotycząca nagrody Nobla dla Fermilabu spełni się w duchu, jeśli nie w prawdziwym życiu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat przyszłego programu badawczego Fermilab i tych możliwych przyszłych nagród Nobla, zrobiłem nawet film na jego temat.
Przypuszczam, że powinienem powiedzieć o jednej rzeczy w „Polaryzacji bierzmowania”, która brzmiała całkowicie fałszywie. Naukowcy z Fermilab latali na plusie. Pfffftttt… totalny nonsens. Dla nas to trener przez całą drogę. Jeśli podróżujący naukowiec chce kilku cennych centymetrów miejsca na nogi, musi nadrobić różnicę. Nie powinni nawet tak drażnić. To było po prostu podłe.
Nauka w telewizji rzadko ma rację i jest w porządku. Większość telewizji powinna być rozrywkowa. Ale to miłe, kiedy mogą włączyć do tego prawdziwą naukę. Może zainteresować dzieci nauką. To ma być ostatni sezon „The Big Bang Theory” i będę smutny, że to się skończy.
Don Lincoln jest badaczem fizyki w Fermilab. On jest autorem „Wielki zderzacz hadronów: niezwykła historia bozonu Higgsa i innych rzeczy, które oszaleją„(Johns Hopkins University Press, 2014), a on produkuje szereg edukacji naukowej filmy. Podążać za nim na Facebooku. Opinie wyrażone w tym komentarzu należą do niego.
Don Lincoln wniósł ten artykuł do Live Science's Głosy ekspertów: Op-Ed i statystyki. Pierwotnie opublikowany w dniu Nauka na żywo.
