Cząstka Schrodingera - odkryta i nie odkryta

Tides From Nebula - Higgs Boson

Czekając na dzisiejszą konferencję CERNu troszkę spodziewałem, się, że będzie okazja do przypomnienia tego komiksu. Alternatywą był ten obrazek. Teraz sam już nie wiem, który lepszy. Najdonioślejsze odkrycie fizyki cząstek ostatniego półwiecza trafiło na czasy takiego a nie innego dziennikarstwa, oraz na taką a nie inną formę uznawania czy coś już jest odkryte czy nie, że to chyba było nie do uniknięcia.

To odkryli Higgsa czy nie? Media koncertowo i radośnie olały terminy „inconclusive”, „preliminary” i „indecisive” i okrzyknęły odkrycie. Środowisko naukowe będzie troszkę bardziej wstrzemięźliwe. W czym rzecz? W tym, że na tym poziomie eksperymentu fizycznego, nie można złapać małej kuleczki, zrobić jej zdjęcia, zważyć, opisać i iść do domu. Zamiast tego wykonuje się tysiące zderzeń cząsteczek i ogląda to co po nich zostało. Następnie w żmudnym procesie analizy determinuje się co przy danej energii zderzenia powstawało, na co się rozpadało i co to znaczy. Dane są zaszumione i eksperymenty trzeba powtarzać, wykonywać przy różnych energiach. Ostateczne wyniki są uśrednieniami ogromnej ilości danych. Dlatego posługuje się progami pewności (tłumaczenie własne „certainity level”). Żeby coś uznać za oficjalne odkrycie, powinien zostać przekroczony próg 5-sigma (1-sigma = 68% pewności, 2-sigma = 95% pewności, 3-sigma = 99,7% pewności, 4-sigma = 99,993% pewności, 5-sigma = 99,99994% pewności). Innymi słowy dane muszą być na tyle spójne, żeby szansa na błąd wynosiła około jednego na dwa miliony.

Jak wyglądają wyniki? Badania prowadzą dwa zespoły – CMS oraz ATLAS, jeden z nich ogłosił dziś pewność rzędu 4.9-sigma, czyli 99,9997%. Drugi ma wynik troszkę niższy. Jeśli połączyć dane z obu eksperymentów pewność wynosi 5.2-sigma, czyli… bardzo dużo. Więc ciężko powiedzieć czy należy złościć się na beztroskich dziennikarzy, czy na asekuranckich naukowców. Ci drudzy raczej jeszcze przez kilka-kilkanaście tygodni nie otworzą szampana. Ci pierwsi zapomną o sprawie i wrócą do pisania o tym, że dziecko się zesrało.

Nie mam zamiaru porywać się na wyjaśnienie, czym jest bozon Higgsa – łatwo znaleźć wyjaśnienia ludzi lepiej wykształconych i z większym darem wyjaśniania natury świata. Kluczowe jest tu jedno – cząstka Higgsa to ostatni element Modelu Standardowego, który nie był (nie jest) potwierdzony. Wszystkie inne cząsteczki tego najbardziej spektakularnego sukcesu nauki w historii zostały już dawno eksperymentalnie zweryfikowane. Z jednej strony panowało przekonanie, że Higgs musi istnieć, z drugiej strony zasady są nieubłagane – nauka wymaga dowodu. Dlatego to potwierdzenie jest tak doniosłe i warto się nim cieszyć (ew. poczekać na to by jeden zespół dobił do 5-sigma i wtedy się cieszyć). Model Standardowy pozwala przewidzieć zjawiska w świecie rzeczywistym z dokładnością rzędu 10^(-8). To tak jakby wzór matematyczny pozwalał przewidzieć odległość między NY i Londynem z dokładnością do grubości ludzkiego włosa.

Jakie to ma znaczenie? Takie samo jak inne odkrycia z dziedziny fizyki jądrowej, elektrodynamiki kwantowej i innych dziedzin. Żadne dzisiaj, kolosalne jutro. Dla wszystkich uważających, że CERN to marnowanie czasu i pieniędzy – tam są drzwi. Nie zapomnijcie tylko zabrać swojego wypchanego elektroniką telefonu z GPSem, wyświetlaczem ciekłokrystalicznym i dostępem do niemal całej wiedzy gatunku ludzkiego po wciśnięciu kilku guziczków.

PS. Dr Dave Goldberg popełnił bardzo udany felietonik o tym, czemu „boska cząstka” to złe określenie, polecam: Stop calling it „The God Particle”

PS2. Do końca lipca z notkami może być różnie. Chętnie bym napisał jak dobrze bawiłem się na Men In Black 3, jeśli dotrę na Spider-Mana też chętnie napiszę jak poszło, ale nie ma gwarancji.