Paul Sparks
0 
1935
12
Dicono che la vita imiti l'arte, ma la freccia va in entrambe le direzioni. Molto più spesso, l'arte imita la vita. Questo è quello che è successo in un recente episodio della serie televisiva di successo "The Big Bang Theory". Nell'episodio - "The Confirmation Polarization" - Sheldon e Amy ricevono un'e-mail dal Fermilab. Due scienziati avevano confermato la teoria di Amy e Sheldon chiamata Super Asimmetria. I ricercatori stavano studiando una particella subatomica chiamata kaons e la misurazione e la previsione (come dovrebbe comportarsi in teoria) non erano d'accordo. Definirono la loro misurazione un fallimento finché non si resero conto che l'articolo di Amy e Sheldon, pubblicato solo pochi mesi prima, spiegava la discrepanza. I due ricercatori sono volati (in economia più ... ne parleremo più avanti) a Caltech per incontrare Amy e Sheldon.
Gli scienziati del Fermilab stanno cercando un premio Nobel e, poiché non più di tre persone possono ricevere il premio, stanno cercando di escludere Amy dal quadro. Dicono a Sheldon che se può convincere il presidente del Caltech a nominare loro tre per il Nobel, combinato con la nomina del capo del Fermilab, avrebbero buone ragioni per ricevere l'onore. Sheldon decide che se Amy non è inclusa nella nomination, che non vuole esserci neanche lui e lo dice al Presidente, che spiega come ciò risulterà in uno scontro con il Fermilab; aggiunge che ha le spalle. L'episodio si conclude con la situazione lasciata irrisolta.
Quindi questo episodio è stato portato alla mia attenzione perché ... beh ... Fermilab. Fermilab è un luogo reale. Ci vado ogni mattina a Batavia, Illinois. Ed è un posto fantastico in cui lavorare se sei affascinato dal mondo subatomico, che io sono, e questo significa che posso andare al lavoro ogni giorno con un sorriso. Ma ho pensato che le persone potessero essere interessate a scoprire cosa era vero e cosa non lo era in questo episodio. [Immagine: all'interno dei migliori laboratori di fisica al mondo]
Vorrei iniziare dicendo che mi piace molto "The Big Bang Theory". E gli scrittori cercano di non allontanarsi troppo dalla vera scienza nei loro episodi. In effetti, David Saltzberg della UCLA è sia un mio collaboratore di ricerca che un consulente scientifico per lo spettacolo. Si assicura che gli scrittori non includano argomenti scientifici troppo stravaganti e poco raccomandabili.
Alcune persone si lamentano di come lo spettacolo rappresenti gli scienziati in un modo da cartone animato, e nelle critiche c'è del vero. Sheldon è semplicemente sopra le righe e la maggior parte degli scienziati non si comporta davvero così. (Anche se, a dire il vero, conosco una sola persona che mi ricorda Sheldon. Rifiuto di identificarlo sulla base del fatto che tutti quelli che lo hanno incontrato sono d'accordo con me.) Leonard è molto più fedele alla vita, sebbene anche il suo il carattere è un po 'più socialmente incapace della realtà. Gli scienziati sono per lo più persone abbastanza normali, con una vita normale. Sono solo intelligenti e molto concentrati sul loro lavoro. (O, suppongo, potrei essere più simile a Leonard di quanto vorrei ammettere. Rifiuto di chiedere a chiunque in base al fatto che non voglio conoscere la risposta.)
Quindi quanto suona vero l'episodio? Per cominciare, non esiste una vera teoria chiamata Super Asimmetria. Tuttavia, esiste una teoria chiamata supersimmetria, che è un'estensione molto popolare del modello standard della fisica delle particelle: la nostra migliore teoria attuale della materia subatomica. Sebbene non ci sia stata alcuna conferma sperimentale della supersimmetria - che propone che ogni particella identificata nel modello standard abbia un partner supersimmetrico - è abbastanza bene considerato che esistono oltre 10.000 articoli scientifici sull'argomento. Quindi, a parte la licenza poetica sul cambio di nome, glielo daremo. [The Big Bang Theory: How the Universe Began]
Che ne dici dell'esperimento? Due ragazzi in un laboratorio come il Fermilab potrebbero confermare una teoria come Super Asymmetry usando i kaons? Ebbene, è certamente possibile che le misurazioni dirette dei Kaoni possano non essere d'accordo con le previsioni e che sia necessaria una nuova teoria per spiegare tale discrepanza. Quindi, daremo loro quello. Ma i gruppi sperimentali moderni hanno più di due persone su di loro. Il mio gruppo di ricerca (che sta testando diligentemente l'idea della supersimmetria del mondo reale) coinvolge circa 3.000 scienziati provenienti da tutto il mondo. Questo gruppo sperimentale, chiamato Compact Muon Collaboration, o CMS, utilizza i dati raccolti presso il laboratorio del CERN in Europa. Il CERN è il laboratorio gemello del Fermilab e ospita il Large Hadron Collider, che accelera i fasci di protoni quasi alla velocità della luce, facendoli collidere all'interno di un apparato scientifico alto 5 piani, chiamato rivelatore CMS.
La collaborazione CMS è composta da scienziati di circa 200 istituti di ricerca. Il gruppo Fermilab CMS è composto da circa 100 scienziati e ancora più ingegneri, tecnici e professionisti del computer. Se CMS scoprisse la supersimmetria, il merito non andrebbe a due soli ricercatori del Fermilab.
E che dire della cosa del Premio Nobel?
È certamente vero che ricevere il premio Nobel è l'obiettivo segreto di qualsiasi fisico. Ma c'era molto di sbagliato nella descrizione dell'episodio TV. Ad esempio, l'articolo di Amy e Sheldon era uscito solo pochi mesi prima e c'era solo una misurazione che confermava la scoperta. Non è assolutamente per niente come sarebbe accaduto davvero. Per cominciare, ci sono centinaia di articoli scritti che prevedono nuovi fenomeni fisici. Ci vuole un bel po 'di tempo per confrontare la previsione con i dati; e ci vuole ancora più tempo per escludere tutte le altre previsioni. Inoltre, se Super Asymmetry fosse reale, farebbe previsioni che dovrebbero essere confermate con altre misurazioni. Tutto quel lavoro richiederebbe molto tempo. Ma attribuiamolo al "tempo della televisione", come nei programmi televisivi CSI quando un test del DNA viene fatto in 10 minuti. Quindi, generosamente darò loro questo.
Gran parte della trama si concentra su chi otterrebbe il premio Nobel, se fosse assegnato. E questa è una borsa mista. È vero che il Nobel può andare al massimo a tre persone. Ma il processo di nomina è diverso. I membri dell'Accademia svedese delle scienze possono nominare, così come i precedenti premi Nobel e alcuni illustri professori a cui vengono chieste raccomandazioni. Quindi, è possibile che il direttore del Fermilab sia su quella lista. Non so che lo sia, ma certamente ha la statura internazionale per essere invitato. Tuttavia, è improbabile che il presidente di Caltech sia nell'elenco. Lo chiameremo una scissione.
Quando Sheldon ha rifiutato di essere nominato senza Amy, c'è un precedente storico. Per il Premio Nobel per la fisica nel 1903, Marie e Pierre Curie avevano svolto un ampio lavoro nel campo della radioattività appena scoperto. Data l'epoca e lo status delle donne all'epoca, la nomina iniziale era solo per Pierre, nonostante Marie fosse la leader intellettuale della coppia. Pierre ha scritto il comitato e ha rifiutato di essere nominato senza che Marie fosse co-nominata. Ha prevalso ei due hanno condiviso il premio Nobel con Henri Becquerel, un'altra leggenda dei primi studi sulle radiazioni. Quindi quell'aspetto dell'episodio suonava molto vero.
L'episodio aveva un misto di finzione, verità e quasi verità, ma mi ha fatto pensare a quale tipo di ricerca al Fermilab potrebbe effettivamente ottenere il premio Nobel. Guardando al passato, c'è la scoperta del 1995 del quark top, anche se penso che sia improbabile. Ma, guardando al futuro, ci sono diversi esperimenti che potrebbero qualificarsi un giorno. Attualmente al Fermilab, un esperimento chiamato g-2 (G meno 2) sta studiando come le particelle subatomiche chiamate muoni oscillano quando vengono messe in un campo magnetico. I muoni sono come elettroni paffuti e instabili e il comportamento misurato e previsto in precedenza non è d'accordo in modo allettante. L'esperimento g-2 stabilirà se la discrepanza significa una scoperta. Se è una scoperta, potrebbe benissimo portare a un premio Nobel. Riportando la storia all'episodio "The Big Bang Theory", una spiegazione proposta della discrepanza attualmente osservata è la supersimmetria.
Poi ci sono alcuni esperimenti futuri. DUNE studierà il comportamento dei neutrini e dei neutrini antimateria per cercare le differenze. Se si comportano in modo diverso, potrebbe essere la spiegazione del motivo per cui l'universo è fatto di materia e non di parti uguali di materia e antimateria. Sarebbe un Nobel. E poi c'è l'esperimento mu2e (decadimento da muone a elettrone), che cerca un tipo specifico di decadimento muonico. Se osservato, è un altro Nobel.
E, naturalmente, gli scienziati del Fermilab sono alla ricerca di materia oscura ed energia oscura, sostanze misteriose che superano la materia ordinaria in un rapporto di 20 a uno e determineranno l'evoluzione e il futuro dell'universo. Questi sono anche un terreno fertile per i premi Nobel. Potrebbe benissimo essere che la previsione dell'episodio di un premio Nobel per il Fermilab si avvererà nello spirito, se non nella vita reale. Se sei interessato a saperne di più sul futuro programma di ricerca del Fermilab e su questi possibili futuri premi Nobel, ho anche fatto un video al riguardo.
Suppongo che dovrei parlarti dell'unica cosa in "The Confirmation Polarization"suonava totalmente falso. Gli scienziati del Fermilab hanno volato economia plus. Pfffftttt ... totale assurdità. Per noi è allenatore fino in fondo. Se uno scienziato itinerante vuole qualche prezioso pollice di spazio per le gambe, deve compensare la differenza. Non dovrebbero nemmeno scherzare in quel modo. Quello era solo cattivo.
La scienza in televisione raramente ha ragione e va bene così. La maggior parte della televisione dovrebbe essere divertente. Ma è bello quando possono incorporarvi un po 'di vera scienza. Può interessare i bambini alla scienza. Questa dovrebbe essere l'ultima stagione di "The Big Bang Theory" e sarò triste nel vederla andare.
- Le 11 più grandi domande senza risposta sulla materia oscura
- Fisica stravagante: le piccole particelle più belle della natura
- Le immagini sognanti rivelano la bellezza della fisica
Don Lincoln è un ricercatore di fisica presso Fermilab. È l'autore di "The Large Hadron Collider: La straordinaria storia del bosone di Higgs e altre cose che ti lasceranno a bocca aperta"(Johns Hopkins University Press, 2014), e produce una serie di insegnamenti scientifici video. Seguitelo su Facebook. Le opinioni espresse in questo commento sono le sue.
Don Lincoln ha contribuito con questo articolo a 's Voci di esperti: Op-Ed e approfondimenti. Pubblicato originariamente su .