La lezione della particella che non c'era. The lesson of the particle that was not there.
La lezione della particella che non c'era. L'esistenza della forza rotazionale indotta comporta una notevole semplificazione della fisica, che supera la fisica di Newton e di Einstein. / The lesson of the particle that was not there. The existence of the induced rotational force results in a remarkable simplification of physics, which goes beyond Newton's and Einstein's physics.
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Gregory (detective di Scotland Yard): "C'è qualcos'altro su cui vuole attirare la mia attenzione?"
Holmes: "Sul curioso incidente del cane, quella notte".
Gregory: "Ma il cane non ha fatto nulla quella notte".
Holmes: "Questo appunto è il curioso incidente"
"Barbaglio d'argento", Sir Arthur Conan Doyle, 1892
I dati raccolti l'anno scorso a LHC dai due esperimenti del CERN di Ginevra responsabili della scoperta del bosone di Higgs non hanno trovato nulla. Dov'è allora la notizia, e qual è il significato di questa "non scoperta" per la fisica delle particelle, e in generale per la nostra comprensione delle leggi fondamentali che regolano la natura?
Pochi giorni fa è apparsa una notizia scientifica che a molti può essere
sembrata una "non notizia": due grandi esperimenti del Large Hadron Collider al CERN hanno riferito di non aver scoperto una nuova particella.
Se gli esperimenti scientifici dovessero fare un comunicato stampa tutte le volte che non fanno una nuova scoperta, i giornali avrebbero molte più pagine. E quindi che cosa è successo? Beh, come chiarisce la battuta di Sherlock Holmes all'inizio, a volte non osservare nulla è molto significativo.
In questo caso, se LHC avesse confermato la presenza di una possibile "gobba" nei dati raccolti l'anno scorso, che avrebbe suggerito l'esistenza di una nuova particella elementare, del tutto inattesa e sei volte più pesante della particella di Higgs recentemente individuata, sarebbe stata la scoperta più importante in fisica delle particella dell'ultimo mezzo secolo.
Per quattro decenni, tutti gli esperimenti effettuati con gli acceleratori di particelle hanno confermato, con una precisione sempre crescente, tutte le previsioni formulate dai fisici teorici durante i notevoli dieci
anni di scoperte trascorsi dalla metà degli anni sessanta alla metà degli anni settanta: anni durante i quali abbiamo costruito quella che è apparsa come una comprensione completa, al livello della meccanica quantistica, di tre delle quattro forze conosciute in natura, con la gravità rimasta come unico valore anomalo.
sembrata una "non notizia": due grandi esperimenti del Large Hadron Collider al CERN hanno riferito di non aver scoperto una nuova particella.
Se gli esperimenti scientifici dovessero fare un comunicato stampa tutte le volte che non fanno una nuova scoperta, i giornali avrebbero molte più pagine. E quindi che cosa è successo? Beh, come chiarisce la battuta di Sherlock Holmes all'inizio, a volte non osservare nulla è molto significativo.
In questo caso, se LHC avesse confermato la presenza di una possibile "gobba" nei dati raccolti l'anno scorso, che avrebbe suggerito l'esistenza di una nuova particella elementare, del tutto inattesa e sei volte più pesante della particella di Higgs recentemente individuata, sarebbe stata la scoperta più importante in fisica delle particella dell'ultimo mezzo secolo.
Per quattro decenni, tutti gli esperimenti effettuati con gli acceleratori di particelle hanno confermato, con una precisione sempre crescente, tutte le previsioni formulate dai fisici teorici durante i notevoli dieci
Collisione di ioni piombo nel rivelatore dell'esperimento CMS (CMS Collaboration)
Lead ion collision in CMS Experiment Detector (CMS Collaboration)
Il cosiddetto modello standard è costruito sulle fondamenta degli sviluppi cruciali del XIX e XX secolo, dalla nostra comprensione dell'elettromagnetismo alla relatività e alla meccanica quantistica, e si basa su un'impalcatura matematica che ha guidato i fisici nei loro tentativi di unificare tutte le forze conosciute in una singola teoria. E può essere definito come il più grande edificio teoretico mai prodotto dalla scienza.
Un ingrediente mancante del modello standard era una nuova particella di cui era stata prevista l'esistenza, ma che non era mai stata osservata. Per trovarla, gli scienziati hanno dovuto realizzare l'apparecchiatura sperimentale più complessa mai costruita - il Large Hadron Collider - e il 4 luglio 2012 la particella di Higgs è stata scoperta.
Tuttavia, benché fosse motivo per grandi celebrazioni - rivendicando il fatto che la natura obbediva davvero alle descrizioni matematiche sviluppate dai teorici per descrivere una strana ed esotica realtà fondamentale sottostante a tutti i fenomeni osservati - la scoperta dell'Higgs ha anche presentato alla scienza un nuovo dilemma.
La conferma delle teorie è una cosa fantastica, ma ciò di cui ha bisogno la scienza per andare avanti sono scoperte sperimentali in grado di guidare i teorici nei loro tentativi di comprendere se le idee che appaiono belle ai fisici sono anche vere.
L'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra (CERN/ATLAS Collaboration)
The ATLAS experiment at CERN in Geneva
Perchè questo è il bello della scienza. Alla natura non interessa quali idee appaiono naturali o affascinanti agli esseri umani. La scienza differisce radicalmente dalla religione perché ci chiede di forzare le nostre convinzioni per accordarle con l'evidenza della realtà, anziché il contrario.
E qui sta il problema. Se LHC non scopre nulla di nuovo non sapremo se le idee alla base dei modelli che i fisici stanno sviluppando per far avanzare la nostra comprensione della natura alle scale più piccole sono corrette o no. In particolare, gli interrogativi fondamentali sul perché il modello standard ha la forma che ha, e perché esiste il bosone di Higgs, rimarranno senza risposta.
Ecco spiegato l'incredibile interesse della comunità dei fisici per l'annuncio dello scorso anno che i due esperimenti di LHC responsabili della scoperta dell'Higgs avevano trovato una possibile prova di un'altra nuova particella elementare. A rendere la scoperta tanto eccitante era il fatto che nessuna delle nuove teorie costruite in base al modello standard prevedeva una particella del genere. Se fosse esistita, avrebbe richiesto la presenza di un'altra nuova forza fondamentale ancora, oltre alle quattro già conosciute.
Ma i fisici hanno imparato a essere scettici. Benché centinaia di articoli teorici abbiano proposto nuove idee che avrebbero permesso l'esistenza di una nuova, rivoluzionaria particella - molte delle quali richiedevano un cambiamento nelle opinioni comuni su quali leggi dovrebbero governare la natura alle sue scale fondamentali - un fatto scontato in fisica è che le osservazioni più rivoluzionarie difficilmente sopravvivono a un esame più approfondito. Se non fosse così, gli sviluppi rivoluzionari sarebbero così comuni da non essere più rivoluzionari.
Dettaglio di una sezione di magnete di dipolo di LHC (Dean Mouhtaropoulos/Getty Images)
Detail of a LHC dipole magnet section (Dean Mouhtaropoulos / Getty Images)
Di conseguenza tra noi teorici molti non si sono sorpresi quando il nuovo e ben più ampio set di dati presentato questa settimana a un incontro internazionale di fisica delle particelle ha rivelato che l'intrigante "gobba" precedentemente osservata da LHC era solo una fluttuazione statistica.
Come ripeteva spesso Carl Sagan, affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie. E la potenziale scoperta di LHC sarebbe stata straordinaria oltre qualunque cosa abbia mai visto nella mia intera vita da fisico.
Tuttavia, la notizia arrivata dal CERN ha un sapore agrodolce. Mentre il notevole edificio intellettuale costruito come parte del modello standard resta intatto, nella scienza niente è eccitante come quando la natura ci lancia una palla difficile, perché significa che il cosmo è più bizzarro e affascinante di quanto abbiamo mai immaginato.
Ma anche se le notizie del CERN sono meno eccitanti di quanto speravamo, possiamo consolarci con qualcos'altro. Il perdurante successo del modello standard testimonia il potere dell'umana immaginazione, ma la storia insegna che l'immaginazione della natura è ancora più grande.
Il Large Hadron Collider è ancora in funzione, e io sarei il primo a sorprendermi se prima o poi non rimanessi sorpreso.
ENGLISH
Gregory (Scotland Yard detective): "Is there anything else you want me to draw attention to?"
Holmes: "On the curious dog accident, that night."
Gregory: "But the dog did not do that night."
Holmes: "This is precisely the curious accident"
"Silver Beam", Sir Arthur Conan Doyle, 1892
Data collected last year at LHC by the two experiments of the Geneva CERN responsible for the discovery of the Higgs boson did not find anything. Where is the news then, and what is the meaning of this "not discovery" for particle physics, and in general for our understanding of the fundamental laws governing nature?
A few days ago there has been scientific news that many can be
It seemed a "no news": two large experiments by the Large Hadron Collider at CERN reported that they did not find a new particle.
If scientific experiments were to make a press release every time they did not make a new discovery, the newspapers would have many more pages. So what happened? Well, how does Sherlock Holmes beat up at first, sometimes noticing anything is very significant.
In this case, if LHC confirmed the presence of a possible "hump" in the data collected last year, it would have suggested the existence of a new, completely unexpected, and six times heavier, particle of newly discovered Higgs particle , It would have been the most important discovery in particle physics in the last half century.
For four decades, all experiments with particle accelerators have confirmed, with ever increasing accuracy, all the predictions made by theoretical physicists during the remarkable ten
Years of discoveries from the mid-sixties to the mid-seventies: the years during which we built what appeared to be a complete understanding of quantum mechanics, of three of the four known forces in nature, with the gravity remaining as Unique abnormal value.
The so-called standard model is built on the foundations of the crucial developments of the 19th and 20th centuries, from our understanding of electromagnetism to relativity and quantum mechanics, and is based on a mathematical scaffold that guided physicists in their attempts to unify all Forces known in a single theory. And it can be defined as the largest theoretical building ever produced by science.
A missing ingredient of the standard model was a new particle that had been expected to exist but was never observed. To find it, scientists have had to carry out the most complex experimental equipment ever built - the Large Hadron Collider - and on July 4, 2012 the Higgs particle was discovered.
However, although it was a motif for big celebrations - claiming that nature really respected the mathematical descriptions developed by theoreticians to describe a strange and exotic fundamental reality underlying all the observed phenomena - the discovery of Higgs also presented to science a new dilemma.
Confirmation of theories is a fantastic thing, but what science needs to go on are experimental discoveries that can guide the theorists in their attempts to understand whether the ideas that appear beautiful to the physicists are also true.
Because this is the beauty of science. Nature does not care what ideas appear natural or fascinating to humans. Science differs radically from religion because it asks us to force our convictions to accord them with the evidence of reality rather than the contrary.
And here's the problem. If LHC does not discover anything new then we will not know if the ideas behind the models that physicists are developing to advance our natural understanding to smaller scales are correct or not. In particular, the fundamental questions about why the standard model has the shape it has, and because the Higgs boson exists, will remain unanswered.
This was explained by the incredible interest of the physicists community for the announcement last year that the two LHC experiments responsible for discovering the Higgs had found a possible test of another new elemental particle. To make the discovery so exciting was the fact that none of the new theories built on the standard model provided such a particle. If it had existed, it would have required the presence of another new fundamental force, in addition to the four already known ones.
But physicists have learned to be skeptical. Though hundreds of theoretical articles have proposed new ideas that would have allowed the existence of a new, revolutionary particle - many of which required change in the common opinion on which laws should govern nature at its fundamental scales - a fact in physics is that The most revolutionary observations hardly survive a more thorough examination. If that were not the case, revolutionary developments would be so common to no longer revolutionary.
As a result, many of us theorists did not be surprised when the new and much wider data set this week at an international particle physicist meeting revealed that the intriguing "hump" previously observed by LHC was just a statistical fluctuation.
As Carl Sagan repeatedly remarked, extraordinary statements require extraordinary evidence. And the potential discovery of LHC would be extraordinary beyond anything I've ever seen in my entire physical life.
However, the news from CERN has a sweet taste. While the remarkable intellectual building built as part of the standard model remains intact, nothing in science is as exciting as nature throws a tough ball because it means the cosmos is more bizarre and fascinating than we ever imagined.
But even if CERN's news is less exciting than we hoped, we can console ourselves with something else. The constant success of the standard model witnesses the power of human imagination, but history teaches that the imagination of nature is even greater.
The Large Hadron Collider is still in operation, and I would be the first to surprise you if sooner or later you would not be surprised.
Da:
http://www.lescienze.it/news/2016/08/11/news/lhc_krauss_bump_particella_inesistente-3197671/
Lead ion collision in CMS Experiment Detector (CMS Collaboration)
Il cosiddetto modello standard è costruito sulle fondamenta degli sviluppi cruciali del XIX e XX secolo, dalla nostra comprensione dell'elettromagnetismo alla relatività e alla meccanica quantistica, e si basa su un'impalcatura matematica che ha guidato i fisici nei loro tentativi di unificare tutte le forze conosciute in una singola teoria. E può essere definito come il più grande edificio teoretico mai prodotto dalla scienza.
Un ingrediente mancante del modello standard era una nuova particella di cui era stata prevista l'esistenza, ma che non era mai stata osservata. Per trovarla, gli scienziati hanno dovuto realizzare l'apparecchiatura sperimentale più complessa mai costruita - il Large Hadron Collider - e il 4 luglio 2012 la particella di Higgs è stata scoperta.
Tuttavia, benché fosse motivo per grandi celebrazioni - rivendicando il fatto che la natura obbediva davvero alle descrizioni matematiche sviluppate dai teorici per descrivere una strana ed esotica realtà fondamentale sottostante a tutti i fenomeni osservati - la scoperta dell'Higgs ha anche presentato alla scienza un nuovo dilemma.
La conferma delle teorie è una cosa fantastica, ma ciò di cui ha bisogno la scienza per andare avanti sono scoperte sperimentali in grado di guidare i teorici nei loro tentativi di comprendere se le idee che appaiono belle ai fisici sono anche vere.
L'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra (CERN/ATLAS Collaboration)
The ATLAS experiment at CERN in Geneva
Perchè questo è il bello della scienza. Alla natura non interessa quali idee appaiono naturali o affascinanti agli esseri umani. La scienza differisce radicalmente dalla religione perché ci chiede di forzare le nostre convinzioni per accordarle con l'evidenza della realtà, anziché il contrario.
E qui sta il problema. Se LHC non scopre nulla di nuovo non sapremo se le idee alla base dei modelli che i fisici stanno sviluppando per far avanzare la nostra comprensione della natura alle scale più piccole sono corrette o no. In particolare, gli interrogativi fondamentali sul perché il modello standard ha la forma che ha, e perché esiste il bosone di Higgs, rimarranno senza risposta.
Ecco spiegato l'incredibile interesse della comunità dei fisici per l'annuncio dello scorso anno che i due esperimenti di LHC responsabili della scoperta dell'Higgs avevano trovato una possibile prova di un'altra nuova particella elementare. A rendere la scoperta tanto eccitante era il fatto che nessuna delle nuove teorie costruite in base al modello standard prevedeva una particella del genere. Se fosse esistita, avrebbe richiesto la presenza di un'altra nuova forza fondamentale ancora, oltre alle quattro già conosciute.
Ma i fisici hanno imparato a essere scettici. Benché centinaia di articoli teorici abbiano proposto nuove idee che avrebbero permesso l'esistenza di una nuova, rivoluzionaria particella - molte delle quali richiedevano un cambiamento nelle opinioni comuni su quali leggi dovrebbero governare la natura alle sue scale fondamentali - un fatto scontato in fisica è che le osservazioni più rivoluzionarie difficilmente sopravvivono a un esame più approfondito. Se non fosse così, gli sviluppi rivoluzionari sarebbero così comuni da non essere più rivoluzionari.
Dettaglio di una sezione di magnete di dipolo di LHC (Dean Mouhtaropoulos/Getty Images)
Detail of a LHC dipole magnet section (Dean Mouhtaropoulos / Getty Images)
Di conseguenza tra noi teorici molti non si sono sorpresi quando il nuovo e ben più ampio set di dati presentato questa settimana a un incontro internazionale di fisica delle particelle ha rivelato che l'intrigante "gobba" precedentemente osservata da LHC era solo una fluttuazione statistica.
Come ripeteva spesso Carl Sagan, affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie. E la potenziale scoperta di LHC sarebbe stata straordinaria oltre qualunque cosa abbia mai visto nella mia intera vita da fisico.
Tuttavia, la notizia arrivata dal CERN ha un sapore agrodolce. Mentre il notevole edificio intellettuale costruito come parte del modello standard resta intatto, nella scienza niente è eccitante come quando la natura ci lancia una palla difficile, perché significa che il cosmo è più bizzarro e affascinante di quanto abbiamo mai immaginato.
Ma anche se le notizie del CERN sono meno eccitanti di quanto speravamo, possiamo consolarci con qualcos'altro. Il perdurante successo del modello standard testimonia il potere dell'umana immaginazione, ma la storia insegna che l'immaginazione della natura è ancora più grande.
Il Large Hadron Collider è ancora in funzione, e io sarei il primo a sorprendermi se prima o poi non rimanessi sorpreso.
ENGLISH
Gregory (Scotland Yard detective): "Is there anything else you want me to draw attention to?"
Holmes: "On the curious dog accident, that night."
Gregory: "But the dog did not do that night."
Holmes: "This is precisely the curious accident"
"Silver Beam", Sir Arthur Conan Doyle, 1892
Data collected last year at LHC by the two experiments of the Geneva CERN responsible for the discovery of the Higgs boson did not find anything. Where is the news then, and what is the meaning of this "not discovery" for particle physics, and in general for our understanding of the fundamental laws governing nature?
A few days ago there has been scientific news that many can be
It seemed a "no news": two large experiments by the Large Hadron Collider at CERN reported that they did not find a new particle.
If scientific experiments were to make a press release every time they did not make a new discovery, the newspapers would have many more pages. So what happened? Well, how does Sherlock Holmes beat up at first, sometimes noticing anything is very significant.
In this case, if LHC confirmed the presence of a possible "hump" in the data collected last year, it would have suggested the existence of a new, completely unexpected, and six times heavier, particle of newly discovered Higgs particle , It would have been the most important discovery in particle physics in the last half century.
For four decades, all experiments with particle accelerators have confirmed, with ever increasing accuracy, all the predictions made by theoretical physicists during the remarkable ten
Years of discoveries from the mid-sixties to the mid-seventies: the years during which we built what appeared to be a complete understanding of quantum mechanics, of three of the four known forces in nature, with the gravity remaining as Unique abnormal value.
The so-called standard model is built on the foundations of the crucial developments of the 19th and 20th centuries, from our understanding of electromagnetism to relativity and quantum mechanics, and is based on a mathematical scaffold that guided physicists in their attempts to unify all Forces known in a single theory. And it can be defined as the largest theoretical building ever produced by science.
A missing ingredient of the standard model was a new particle that had been expected to exist but was never observed. To find it, scientists have had to carry out the most complex experimental equipment ever built - the Large Hadron Collider - and on July 4, 2012 the Higgs particle was discovered.
However, although it was a motif for big celebrations - claiming that nature really respected the mathematical descriptions developed by theoreticians to describe a strange and exotic fundamental reality underlying all the observed phenomena - the discovery of Higgs also presented to science a new dilemma.
Confirmation of theories is a fantastic thing, but what science needs to go on are experimental discoveries that can guide the theorists in their attempts to understand whether the ideas that appear beautiful to the physicists are also true.
Because this is the beauty of science. Nature does not care what ideas appear natural or fascinating to humans. Science differs radically from religion because it asks us to force our convictions to accord them with the evidence of reality rather than the contrary.
And here's the problem. If LHC does not discover anything new then we will not know if the ideas behind the models that physicists are developing to advance our natural understanding to smaller scales are correct or not. In particular, the fundamental questions about why the standard model has the shape it has, and because the Higgs boson exists, will remain unanswered.
This was explained by the incredible interest of the physicists community for the announcement last year that the two LHC experiments responsible for discovering the Higgs had found a possible test of another new elemental particle. To make the discovery so exciting was the fact that none of the new theories built on the standard model provided such a particle. If it had existed, it would have required the presence of another new fundamental force, in addition to the four already known ones.
But physicists have learned to be skeptical. Though hundreds of theoretical articles have proposed new ideas that would have allowed the existence of a new, revolutionary particle - many of which required change in the common opinion on which laws should govern nature at its fundamental scales - a fact in physics is that The most revolutionary observations hardly survive a more thorough examination. If that were not the case, revolutionary developments would be so common to no longer revolutionary.
As a result, many of us theorists did not be surprised when the new and much wider data set this week at an international particle physicist meeting revealed that the intriguing "hump" previously observed by LHC was just a statistical fluctuation.
As Carl Sagan repeatedly remarked, extraordinary statements require extraordinary evidence. And the potential discovery of LHC would be extraordinary beyond anything I've ever seen in my entire physical life.
However, the news from CERN has a sweet taste. While the remarkable intellectual building built as part of the standard model remains intact, nothing in science is as exciting as nature throws a tough ball because it means the cosmos is more bizarre and fascinating than we ever imagined.
But even if CERN's news is less exciting than we hoped, we can console ourselves with something else. The constant success of the standard model witnesses the power of human imagination, but history teaches that the imagination of nature is even greater.
The Large Hadron Collider is still in operation, and I would be the first to surprise you if sooner or later you would not be surprised.
http://www.lescienze.it/news/2016/08/11/news/lhc_krauss_bump_particella_inesistente-3197671/
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