「神の粒子」を理解して説明する方法

CERNによって利用可能になったこの日付のない画像は、CMS電磁熱量計でエネルギー（赤い塔で示されている）が測定される2つの高エネルギー光子を含む典型的な候補イベントを示しています。黄色の線は、衝突で生成された他の粒子の測定されたトラックです。淡い青色のボリュームは、CMSクリスタル熱量計バレルを示しています。世界最大の原子粉砕機の科学者たちは、歓声と絶え間ない拍手喝采を浴びて、2012年7月4日水曜日に新しい亜原子粒子の発見を主張しました。宇宙のサイズと形のすべての物質を与えるものを説明するのに役立ちます。 （AP写真/ CERN）編集上の使用のみ-必須のクレジット-

ジャーナリストは「発見」や「突破口」などの言葉を使うのが好きですが、科学者はそのような言葉に夢中です。ノーベル賞を受賞した物理学者が作成した「TheGodParticle」というフレーズには特に不安を感じるかもしれません。 レオン・レーダーマン 誰が作ったのかではなく、素粒子の世界がどのように機能するかを説明する方法として。

科学者は別のフレーズを使用します、 ヒッグス粒子 、および次のような説明を提供します CERNのロルフ・ホイアー長官は水曜日の朝、ジュネーブ近郊の記者会見で発表しました ：

「ヒッグス粒子と一致する粒子の発見は、より詳細な研究への道を開き、より大きな統計を必要とします。これにより、新しい粒子の特性が特定され、私たちの宇宙の他の謎に光を当てる可能性があります。」

ジャーナリストが「科学者が宇宙を理解するための鍵である神の粒子を発見した」などと言いたくなるのも不思議ではありません。

いいえ、まだです。

神の粒子

Ledermanは説明しました 「私は宇宙の交響曲を調整すると信じています」というものとしての粒子。

Ledermanはまた、「神がつくった究極」というフレーズで彼がどのようにして生まれたのかを説明しました。 「 2つの粒子の物語と究極のTシャツ 、' 彼が説明しました：

このボソンは、今日の物理学の状態の中心であり、物質の構造を最終的に理解するために非常に重要ですが、とらえどころのないものであるため、私はそれにニックネームを付けました：神の粒子。なぜ神の粒子？ 2つの理由。 1つは、出版社が電話をかけさせないことです。
それはひどい粒子ですが、その悪意のある性質とそれが引き起こしている費用を考えると、それはより適切なタイトルかもしれません。そして2つ目は、ある種の別の本、はるかに古い本とのつながりがあります…

彼は聖書の本、創世記11章1-9節を参照していました。彼が言う一節は、人々が1つの言語を共有し、物質が対称的であった時代を思い起こさせます。その後、複雑になりました。

Ledermanは、原子がどのように質量を得るかを説明できるこの粒子を探していた科学者の軍団の1人でした。ある意味で、それは最小のものである亜原子粒子を理解するための努力であり、それで私たちは最大のものである宇宙を理解することができます。

Ledermanは、科学者が謎を解き明かそうとしていることを発表できるかもしれないこの日を想像した、新しい創世記11章の彼自身のバージョンを書きました。

「そして、宇宙全体は多くの言語と多くのスピーチで構成されていました。そして、彼らが東から旅をしていると、ワクサハチーの地に平原を見つけ、そこに住むようになりました。そして、彼らはお互いに言いました、「行って、私たちは巨大なコライダーを作りましょう。その衝突は時間の初めに戻るかもしれません。そして、それらは曲げるための超伝導磁石を持っていました、そして陽子は粉砕のためにそれらを持っていました。

そして主は、人の子らが造られた加速器を見に来られました。そして主は言われた、「見よ、人々は私の交絡を混乱させていない。そして主はため息をついて言われた。行って、降りてみましょう。そこで、私が作った宇宙がどれほど美しいかを彼らが見ることができるように、彼らに神の粒子を与えてください。」

—非常に新約聖書、11：1

ジャーナリズムの地雷

神の粒子のような言葉を使い始めると、神学（信念体系）と科学（複製できる証明可能な事実の体系）を混ぜ合わせ始めます。

「発見」のような言葉を使うとき、あなたは今、私たちが今まで知らなかった何かを知っていることを意味します。ヒッグス粒子を見つけることは恐竜の足跡を見つけることに似ていると言う人もいます。 THING自体ではなく、残骸またはトレイルを見つけました。

しかし、はっきりさせておきましょう。この研究に携わっている科学者でさえ、自分たちが何か大きくて重要なことを知っていることに非常に近いと信じています。

CERNによって利用可能になったこの日付のない画像は、CMS電磁熱量計でエネルギー（赤い塔で示されている）が測定される2つの高エネルギー光子を含む典型的な候補イベントを示しています。黄色の線は、衝突で生成された他の粒子の測定されたトラックです。淡い青色のボリュームは、CMSクリスタル熱量計バレルを示しています。 （AP写真/ CERN）

ただし、「発見」は誤解を招く言葉です。この発表は、ここ数ヶ月でスピードを上げてきた、何十年にもわたる理解のにじみのようなものでした。

数日前 、アメリカの科学者たちは、彼らが神の粒子を見つけたと言うことができるようになるのに近いと言いました。閉じますが、完全ではありません。

3月に戻る 、アメリカの科学者はほとんど同じことを報告しました。40年以上データを研究した後、彼らは神の粒子を分離したと言うことができるようになりました。

6か月前の2011年12月、2つのヨーロッパのグループがほぼ同じことを発見しました。

しかし今週のレポートでは、まったく新しいもの、つまり「発見」と思われるものが取り上げられています。

ある報告によると、 「今日の科学者たちは、「瞬間的な」発見を歓迎しました…」

ニューヨークタイムズ 科学者たちは、次のように述べています。 ヒッグス粒子 、素粒子が質量を持っている理由を理解するための、そして実際に宇宙の多様性と生命の存在への潜在的な鍵。」

科学者は何を探していましたか、そして彼らは何を見つけましたか？

小さく始めましょう。電子、陽子、中性子などの亜原子粒子が原子を構成します。原子は分子を構成します。分子がくっついて、水、木、化学薬品、ゴムなどの物質を作ります。

次に、物理学者がボソンと呼ぶこれらのものがあります。ボソンは光子などの粒子ですが、他の粒子と同じようには反応しません。それらは他の粒子がうまくやっていくのを助けるように見えます。光子は質量を持たず、エネルギーだけを持っています。他の粒子、たとえば陽子には質量があります。

しかし、それらの最も小さな粒子であるボソンはどこから来たのでしょうか？ピーター・ヒッグス（したがってヒッグス粒子）という名前の科学者は、他の人が相互作用する重要な粒子があるかもしれないと示唆しました。科学者がこの粒子を理解できれば、電子、陽子、中性子に質量、物質を与えるものを理解することができます。

CNNのニックトンプソンはこのアナロジーを提供しました：

「宇宙をパーティーのように想像してみてください。パーティーで比較的知られていないゲストは、気付かれずに部屋をすばやく通り抜けることができます。より人気のあるゲストは、人々のグループ（ヒッグス粒子）を引き付け、部屋の中の動きを遅くします。

「ヒッグス場を移動する粒子の速度は、ほとんど同じように機能します。特定の粒子は、ヒッグス粒子のより大きなクラスターを引き付けます。粒子が引き付けるヒッグス粒子が多いほど、その質量は大きくなります。」

科学者が今週大きな発表をしたとき、彼らはそれを突破口や発見と呼ばないように非常に注意しました。彼らはヒッグス粒子を見つけたとは主張しなかったが、それは明らかに誰もが望んでいることである。

ウォールストリートジャーナルのストーリーは、発表がいかに生意気に行われたかを示しています。

「ある実験のスポークスマンであるジョー・インカンデラは、欧州原子力研究センター（CERN）の科学者に、新しい粒子は間違いなくボソンであり、これまでに見つかった中で最も重いボソンであると語った。 「「

「その影響は非常に重要であり、まさにこの理由から、私たちはすべての研究とクロスチェックに非常に熱心に取り組む必要があります。」

本日の発表を生み出した作品は、 大型ハドロン衝突型加速器 、スイスとフランスの国境に位置しています。衝突型加速器は地下パイプラインであり、一種の競馬場であり、科学者は「ハドロン」と呼ばれる2つの素粒子のビーム（陽子または鉛イオン）を互いに衝突させるために爆破します。

原子を一緒に粉砕することによって、宇宙が始まったときに起こったかもしれないいわゆる「ビッグバン」爆発を再現できるという考えは常にありました。

アメリカ人は何十年もの間このコライダービジネスに関与してきました。しかし、昨年、エネルギー省は フェルミラブテバトロン 予算の問題のため、イリノイ州バタビア近郊のコライダー。

では、なぜこのすべてが重要なのでしょうか。

（物理オタクのための言葉遊び。）

粒子科学には、宇宙の仕組みを説明するだけでなく、具体的なメリットがあります。

薬 現在、粒子科学を使用して癌を診断および治療しています。世界中の主要な病院で見られるMRIは、超電導磁石技術を使用しています。

国土安全保障 素粒子物理学を使用して、大きな輸送用木枠の内部を調べます。

ワールドワイドウェブ 「CERNの科学者TimBerners-Lee…が素粒子物理学者に大学や研究所の世界的に分散した同僚と迅速かつ効果的にコミュニケーションするためのツールを提供するために」作成されました。

エネルギー省のウェブサイト そのスーパーコライダーが私たちの生活に影響を与えた他の方法を示しています。

• 食品の殺菌
• 医療用アイソトープの製造
• がん治療のシミュレーション
• 核兵器の信頼性試験
• 輸送コンテナのスキャン
• PETとMRIイメージングの提案された組み合わせ
• アーカイブ録音の音質が向上
• 並列計算
• 材料を強化するためのイオン注入
• エポキシとプラスチックの硬化
• データマイニングとシミュレーション
• 国際関係
• 核廃棄物の核変換
• 複雑な施設の遠隔操作

この話で何ができるか

ですから、あなたはこの物語を利用したいと思っており、編集者の目は彼/彼女の頭の後ろに転がっています。今何？

まず、ストーリーを正しく理解します。ちょうど起こったいくつかの新しい画期的な発見として、今週の発表を誇張しないでください。それは神の粒子と呼ばれているので、神学的な議論としてそれを演じないでください。

第二に、物語を真剣に扱ってください。素粒子物理学は、あなたが取り組むにはあまりにも威圧的に聞こえるかもしれません。しかし、一般の人々に影響を与えるローカルアプリケーションはあなたの周りにあります。あなたの地元の病院の核医学部門と港のセキュリティを見てください。

第三に、あなたの地元の大学はどのように発見に関与していますか？発見が加速する時代に学生が生きることにどれほど興奮していますか？最高の理科の学生と話をして、生涯で何を発見したいのかを尋ねます。

第四に、あなたの米国の地域における科学教育の現状はどうですか？

アメリカが再びスーパーコライダーのような大きなアイデアに投資する方法を見つける時代に私たちは住んでいるのだろうか。スペースシャトル計画は、次に何が起こるかわからないまま、一時停止しました。次に学び、発見したいことについて、ビジョン、行動計画、資金を用意しておくといいと思いませんか？それについて議会と大統領の候補者に尋ねてください。

あなたにもアイデアがあるに違いない。コメントセクションでそれらを共有します。