Waarom Je Niet Bang Moet Zijn Voor Wetenschap - Zelfs Deeltjesfysica

{h1}

Het nieuwe boek 'knocking on heaven's door' van deeltjesfysicus lisa randall gaat in op deeltjesfysica, donkere materie, de large hadron collider en waarom wetenschap belangrijk is in ons dagelijks leven.

Wat is de aard van tijd en ruimte? Hoe begon het universum en hoe zal het eindigen? Dit zijn existentiële vragen voor de meeste mensen, maar ze zijn allemaal in een dag bezig voor natuurkundige Lisa Randall. De universitaire wetenschapper van Harvard heeft deeltjesfysica, snaartheorie en de mogelijkheid van extra dimensies onderzocht.

Haar nieuwe boek "Knocking on Heaven's Door: hoe natuurkunde en wetenschappelijk denken het universum en de moderne wereld verlichten" (Ecco, september 2011), behandelt een aantal van de grootste kosmologische raadsels die fysici tegenwoordig tegenkomen, en legt uit waarom we allemaal een beetje konden gebruiken meer wetenschap in ons leven.

WordsSideKick.com sprak met Randall over donkere energie, de angst voor wetenschap en 's werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider in Zwitserland. [Wacky Physics: de coolste kleine deeltjes in de natuur]

WordsSideKick.com: Denkt u dat de wetenschappelijke methode en het rationele denken schaars zijn buiten het rijk van de wetenschap? Denk je dat ze een grotere rol kunnen spelen in bijvoorbeeld politiek of cultuur?

Randall: Als ik denk aan de omvang en de enorme omvang van de problemen waarmee samenlevingen tegenwoordig te maken hebben, lijkt het vanzelfsprekend dat je alle tools tot je beschikking wilt hebben, en een daarvan is de wetenschappelijke methode.

Ik zou graag willen denken dat we een beetje trotser kunnen zijn over het feit dat we geleerd hebben om dingen een beetje meer wetenschappelijk te evalueren en wat we breder in de wereld hebben geleerd te gebruiken. Dat betekent niet alleen maar een eenvoudig model maken en de gevolgen daarvan uitzoeken. Een ander kritisch aspect van het wetenschappelijke proces dat ik probeer te benadrukken, is begrijpen wat uw aannames zijn en zowel de methoden als de beperkingen van de methoden in een bepaalde context begrijpen. Het is niet dat ik denk dat mensen niet in staat zijn om wetenschap te gebruiken, maar ik denk dat we op de een of andere manier bang zijn om deze methoden toe te passen.

WordsSideKick.com: Dus je denkt dat mensen bang zijn voor de wetenschap?

Randall: Het is een goede vraag. Ik weet het niet, en ik wil niet overdrijven. Ik denk dat er enige angst is voor de wetenschap. Mensen zijn bang voor sommige dingen die ze niet noodzakelijk begrijpen.

We moeten verduidelijken dat wanneer wetenschap op de juiste manier wordt toegepast, het veel goeds kan doen. Soms denk ik dat het in deze cultuur bijna als een beetje gênant wordt gezien, dat het egoïstisch is of zoiets. Maar veel mensen gebruiken echt wetenschap om de wereld beter te maken.

Veel van het boek gaat over hoe de maatschappij dit schone beeld van wetenschap krijgt gepresenteerd, namelijk dat het duidelijke uitspraken doet met duidelijke regels. In veel gevallen is dit inderdaad het geval, maar deze zijn in de loop van de tijd geëvolueerd door zorgvuldige analyse en evaluatie van de ideeën. Wanneer je eigenlijk bezig bent met onderzoek en een vraag stelt, moet je er alle vertrouwen in hebben dat je iets ziet, maar ook heel voorzichtig en heel voorzichtig bent. Wetenschapsonderzoek verloopt niet noodzakelijk op een zuivere lineaire manier die we in gedachten hebben. Dat soort zorgvuldigheid is ook een deel van waar de wetenschap over gaat, en daar hebben we ook meer van nodig als we denken aan echte vragen.

WordsSideKick.com: in een tijd waarin de meeste mensen in het land bezig zijn met hun baan en hypotheken, waarom zouden niet-wetenschappers zich druk maken om de deeltjesfysica, of zelfs de wetenschap in het algemeen?

Randall: Nou, in de eerste plaats, ik veronderstel niet om iemand te vertellen waar ze om moeten geven. Ik denk dat er veel mensen zijn die erom geven, en ik denk dat de mensen die voor de zorg zorgen toegang moeten hebben tot informatie. Wetenschap kan moeilijk zijn. Het wordt op veel manieren uit onze directe realiteit verwijderd en daarom probeer ik uit te leggen hoe onze intuïtie wordt gevormd door wat we zien. Maar veel mensen willen weten wat verder gaat dan het voor de hand liggende, en leren de gedetailleerde begrippen die in de loop van de tijd zijn ontwikkeld door middel van geavanceerde theorieën en experimenten.

Maar we kunnen ons ook afvragen waarom we de wetenschap überhaupt willen doen, met name geavanceerde wetenschap zoals het type dat ik uitleg? Het antwoord is niet noodzakelijk direct. We weten dat we veel vooruitgang boeken als we geavanceerde wetenschap hebben, maar de uiteindelijke voordelen zijn niet altijd voorspelbaar. In veel grote ontdekkingen in de wetenschap kon je de stippen niet altijd van tevoren verbinden. Maar wanneer u deze verbazingwekkende dingen doet die de technologie tot het uiterste rekken, dat vindingrijkheid tot het uiterste rekt, krijgt u vaak opmerkelijke prestaties. Als je een goed ontwikkeld en geïnteresseerd publiek hebt, ben je geneigd vooruitgang te boeken.

WordsSideKick.com: je schrijft over de Large Hadron Collider in Zwitserland, een van de grootste experimenten die momenteel gaande is. Waarom is de LHC zo belangrijk?

Randall: De Large Hadron Collider bestudeert de hoogste energieën en de kortste afstanden die we ooit hebben kunnen verkennen. We kunnen enkele opmerkelijke feiten leren over de ultieme make-up van de wereld. De eerste vraagexperimenten bij de LHC zouden moeten beantwoorden hoe elementaire deeltjes hun massa krijgen. Waarom beweegt niet alles zich gewoon voort met de snelheid van het licht? Veel van de structuur in het universum is gevormd omdat elementaire deeltjes massa hebben. [Infographic: de kleinste deeltjes van de natuur ontleed]

De tweede vraag is, waarom zijn massa's wat ze zijn? Als je gewoon de principes van de kwantummechanica en de speciale relativiteit zou toepassen, zou je massa's verwachten die veel groter zijn.Dit blijkt een zeer uitdagende vraag te zijn. Het antwoord kan enkele zeer diepe en fundamentele consequenties hebben. De beste uitleg tot nu toe is vrij exotisch, inclusief uitbreidingen van ruimte-tijd symmetrieën of zelfs een extra dimensie van de ruimte.

Ten derde zou de LHC ons kunnen helpen enig licht te werpen op donkere materie. Er is een reden om te denken dat er een verband bestaat tussen de energieschaal van de Large Hadron Collider en de massa donkere materie. Op dit moment staat dat experiment op het punt enkele zeer interessante energieregimes te bestuderen. Het kan zelfs enkele zeer interessante mogelijke modellen uitsluiten. Er zijn echt heel erg interessante vragen waar de LHC ons mee kan helpen.

WordsSideKick.com: De LHC is in 2008 online gekomen. Is het verrassend dat er nog geen nieuwe fysica is ontdekt?

Randall: Het is absoluut niet verrassend. Het draait nog niet op volle kracht en het draait niet op volle kracht. Het is nog niet op het punt waar we noodzakelijkerwijs verwachten iets te zullen ontdekken.

De uitzondering is het Higgs-deeltje, dat te maken heeft met deeltjes die hun massa verkrijgen. We verwachten dat het Higgs-deeltje licht genoeg is om binnen een jaar beschikbaar te zijn. De meest waarschijnlijke massa van dat deeltje is zodanig dat het zou vervallen op manieren die we nog niet hadden gezien. In het komende jaar zullen er echter voldoende botsingen zijn om bewijsmateriaal te vinden.

Aan de andere kant, als je mij had gevraagd, verwachten we dan het bewijs te zien van andere theorieën, zoals die die verklaren waarom massa's zo licht zijn, in deze specifieke run, ik zou nee hebben gezegd. Deze deeltjes en verschijnselen die daarmee samenhangen, zullen waarschijnlijk alleen bij hogere energie naar boven komen.

WordsSideKick.com: wat zijn, naast de LHC, enkele van de meest opwindende experimenten die momenteel in de natuurkunde worden gedaan?

Randall: experimenten met donkere materie zijn op dit moment erg interessant en er zijn er een aantal. Het XENON-experiment zal dit jaar een aantal zeer interessante resultaten zien.

Een ander ding dat echt interessant is, is de Planck-satelliet, die de straling onderzoekt die overblijft van de oerknal, terug in de geschiedenis, terug in de tijd waarin geladen deeltjes in neutrale atomen samenkwamen. Zodat we enkele zeer precieze informatie over de vroege geschiedenis van het universum kunnen leren.

WordsSideKick.com: Hoe compleet is ons huidige beeld van het universum? Zijn de algemene relativiteit en kwantummechanica een echt model van wat er gaande is?

Randall: De theorieën die we nu hebben, degenen die je net noemde, ze werken. Het zijn absoluut succesvolle theorieën. Maar er kan veel diepe onderliggende structuur zijn.

Wanneer kwantummechanica en relativiteit werden ontdekt, betekende dat dan dat de wetten van Newton verkeerd waren? Nee. Het betekende alleen dat ze niet de ultieme onderliggende theorie waren. Je kunt naar regimes gaan, je kunt naar zeer hoge snelheden gaan of je kunt naar de grootte van een atoom gaan en zien dat je echt de wetten van Newton niet op die schalen kunt toepassen. Op die schalen kloppen de wetten van Newton niet. Maar als je kijkt naar het gooien van een bal door de lucht, zijn de wetten van Newton perfect in orde.

Dus ja, ik denk dat er wel degelijk ultieme onderliggende theorieën kunnen zijn. We denken altijd dat we het laatste antwoord op een bepaald niveau hebben, maar daar hebben we nooit gelijk in. Dus waarschijnlijk zijn er diepere onderliggende theorieën, maar dat hoeft niet per se te betekenen dat de dingen waar we nu aan werken verkeerd zijn.

WordsSideKick.com: Als je tijdens een wetenschappelijk tijdperk geboren zou kunnen zijn, welke zou je dan kiezen?

Randall: Waarschijnlijk vandaag, omdat het als vrouw waarschijnlijk gemakkelijker is om deel uit te maken van de wetenschappelijke gemeenschap dan ooit tevoren.

WordsSideKick.com: Wat werk je op het gebied van je eigen onderzoek aan deze dagen?

Randall: Er zijn een paar verschillende richtingen. De ene heeft te maken met donkere materie, de materie in het hele universum die geen interactie heeft met licht. Voor mij is de meest intrigerende vraag over donkere materie waarom de energie in donkere materie ongeveer zes keer zoveel energie heeft als gewone materie. In principe had het totaal anders kunnen zijn. Als het geen interactie heeft op dezelfde manier als gewone materie, zou het honderd of een triljoen maal de energie kunnen bevatten. Dus het feit dat de energieën in donkere en gewone materie zo dicht bij elkaar zijn lijkt echt aan te geven dat er iets diep en fundamenteels aan de hand is, en dat is iets dat ik heel graag zou willen weten.

De andere richting waar ik aan werk heeft te maken met de natuurkunde die wordt bestudeerd aan de Large Hadron Collider. We hebben dit algemene idee dat de Large Hadron Collider de juiste energie heeft om naar nieuwe fysieke verschijnselen te zoeken. Maar het is ook waar dat massa's zwaarder kunnen zijn en ontoegankelijk voor haar energieën. Een van de uitdagingen is om zowel lichte als zware materie onder te brengen die beide essentieel lijken voor een succesvol model. Samen met medewerkers ben ik bezig met het verkennen van een zeer interessant kandidaat-model dat de huidige experimentele resultaten zeer natuurlijk accommodeert.

Je kunt WordsSideKick.com senior schrijver Clara Moskowitz volgen op Twitter @ClaraMoskowitz. Voor meer wetenschappelijk nieuws, volg WordsSideKick.com op twitter @livecience.


Video Supplement: Waarom blijven mensen rond vulkanen wonen?.


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2018 WordsSideKick.com