3 Mysteries of the Universe — and a New Force That Might Explain Them | Alex Keshavarzi | TED

199,871 views

2024-03-14 ・ TED


New videos

3 Mysteries of the Universe — and a New Force That Might Explain Them | Alex Keshavarzi | TED

199,871 views ・ 2024-03-14

TED


Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους παρακάτω για να αναπαραγάγετε το βίντεο.

Μετάφραση: Vaia Katsarou Επιμέλεια: Maria Pericleous
00:03
So today, I’m really here to talk to you all about one thing:
0
3700
5240
Σήμερα, είμαι εδώ για να σας μιλήσω για ένα πράγμα:
00:08
the universe.
1
8980
1280
το Σύμπαν.
00:10
In the world of particle physics,
2
10580
1600
Στη Σωματιδιακή Φυσική
ο απώτερος στόχος είναι να μπορέσουμε να περιγράψουμε
00:12
the ultimate goal is to be able to describe
3
12180
2360
00:14
all the particles and forces that make up our universe.
4
14580
3800
όλα τα σωματίδια και τις δυνάμεις που συνθέτουν το Σύμπαν.
00:18
And while we've made an extraordinary amount of progress in this
5
18420
3000
Έχουμε κάνει εξαιρετική πρόοδο προς αυτή την κατεύθυνση,
00:21
over the past 100 years,
6
21460
1240
τα τελευταία 100 χρόνια, και συνεχίζουμε,
00:22
we're doing it still,
7
22740
1200
00:23
because there are big mysteries about what the universe is made of
8
23980
3360
γιατί υπάρχουν μεγάλα μυστήρια σχετικά με τη σύσταση του Σύμπαντος
00:27
and how we came to be here.
9
27380
1400
και πώς φτάσαμε να είμαστε εδώ.
00:29
So let me start by introducing you
10
29540
2000
Επιτρέψτε μου, λοιπόν, να ξεκινήσω
00:31
to three of the big mysteries about our universe.
11
31580
3440
με τρία από τα μεγάλα μυστήρια σχετικά με το Σύμπαν.
00:37
First, we know that the universe is expanding.
12
37380
3400
Πρώτον, γνωρίζουμε ότι το Σύμπαν επεκτείνεται.
00:40
So astrophysical evidence suggests
13
40780
2560
Στην αστροφυσική τα ευρήματα υποδεικνύουν
00:43
that the universe started as a very dense, very hot Big Bang,
14
43380
3840
ότι το Σύμπαν ξεκίνησε ως μία πολύ πυκνή, πολύ καυτή Μεγάλη Έκρηξη
00:47
and has since been expanding outwards from that point.
15
47260
2800
και έκτοτε επεκτείνεται προς τα έξω από εκείνο το σημείο.
00:50
However, as a complete shock, in the late '90s,
16
50980
2600
Ωστόσο, με κατάπληξη, στα τέλη της δεκαετίας του ’90,
00:53
physicists discovered that the expansion of the universe
17
53620
2680
οι φυσικοί ανακάλυψαν ότι η επέκταση του Σύμπαντος
00:56
isn't slowing down, as you might expect --
18
56300
2120
δεν επιβραδύνεται, όπως θα περίμεναν,
00:58
it's actually accelerating,
19
58460
1600
αλλά επιταχύνεται.
01:00
and we have absolutely no idea as to why this is.
20
60100
2440
Δεν έχουμε απολύτως καμία ιδέα γιατί συμβαίνει αυτό.
01:02
All that we know is that some unknown source or force of nature
21
62580
4120
Γνωρίζουμε μόνο ότι κάποια άγνωστη πηγή ή δύναμη της φύσης
01:06
is stretching the universe out in every direction,
22
66700
2960
τεντώνει το Σύμπαν προς κάθε κατεύθυνση,
01:09
at an ever-increasing rate.
23
69660
1960
με συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό.
01:11
And because we don't know what that source is,
24
71660
2160
Επειδή δεν γνωρίζουμε ποια είναι αυτή η πηγή,
01:13
we've just called it "dark energy."
25
73820
2520
την ονομάσαμε «σκοτεινή ενέργεια».
01:16
Now, what we do know about dark energy
26
76700
2080
Αυτό που γνωρίζουμε για τη σκοτεινή ενέργεια
01:18
is that it makes up roughly 74 percent of the energy content of our universe.
27
78820
5360
είναι ότι αποτελεί περίπου το 74% της ενέργειας του Σύμπαντος.
01:24
So straight off the bat,
28
84180
1600
Έτσι, αμέσως αμέσως,
01:25
that's 74 percent of our universe that we know absolutely nothing about.
29
85820
4760
για το 74% του Σύμπαντος δεν γνωρίζουμε απολύτως τίποτα.
01:30
Second, we know that 85 percent of all the matter in our universe
30
90620
4360
Δεύτερον, γνωρίζουμε ότι το 85% όλης της ύλης του Σύμπαντος
01:35
is made up of something called dark matter.
31
95020
2480
αποτελείται από κάτι που ονομάζουμε «σκοτεινή ύλη».
01:38
Now, this photo that you're looking at here
32
98220
2160
Η φωτογραφία που βλέπετε εδώ
01:40
is a picture from the Hubble Space Telescope,
33
100420
2320
είναι του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble,
01:42
which shows a cluster of galaxies
34
102780
2200
που δείχνει ένα σμήνος γαλαξιών,
01:44
four billion light years away from the Earth.
35
104980
2600
τέσσερα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη.
01:47
And what's interesting here
36
107620
1320
Αυτό που είναι ενδιαφέρον εδώ
01:48
is the left and right parts of this photograph,
37
108980
3520
είναι ότι το αριστερό και το δεξιό μέρος της εικόνας
01:52
because they're actually the same photo.
38
112540
2000
είναι η ίδια φωτογραφία.
01:54
But what you're looking at in the right photo
39
114580
2120
Στο δεξιό μέρος
01:56
is that it's had a blue filter applied to it,
40
116700
2120
έχει χρησιμοποιηθεί ένα μπλε φίλτρο,
01:58
to emphasize the light that's coming towards us
41
118860
2520
να τονίσει το φως που έρχεται προς εμάς
02:01
from the distant universe.
42
121420
1280
από το μακρινό Σύμπαν.
02:02
And what you can see is a dark ring,
43
122740
2280
Διακρίνεται ένα σκοτεινό δαχτυλίδι,
02:05
indicating a clearly reduced amount of light coming towards us.
44
125060
4520
που δείχνει μια σαφώς μειωμένη ποσότητα φωτός που έρχεται προς εμάς.
02:09
Now we believe that this ring is a halo of dark matter.
45
129580
4000
Πιστεύουμε ότι αυτός ο δακτύλιος είναι ένα φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης.
02:13
Now we have no idea what dark matter is,
46
133980
2080
Δεν έχουμε ιδέα τι είναι η σκοτεινή ύλη
02:16
and we've never observed it in experiments here on Earth,
47
136060
2960
και δεν την έχουμε παρατηρήσει ποτέ σε πειράματα, εδώ στη Γη,
02:19
but we know from several corroborating astrophysical observations
48
139020
3720
αλλά γνωρίζουμε από αρκετές επιβεβαιωτικές αστροφυσικές παρατηρήσεις
02:22
that it has to be there.
49
142780
1320
ότι πρέπει να είναι εκεί.
02:24
Importantly, another thing that we know about dark matter
50
144980
2840
Ένα άλλο σημαντικό πράγμα που γνωρίζουμε για τη σκοτεινή ύλη
02:27
is that it makes up another 21 percent of the energy content of our universe.
51
147860
4160
είναι ότι αποτελεί ένα άλλο 21% της ενέργειας του Σύμπαντος.
02:32
So that, coupled with the dark energy problem,
52
152020
2720
Έτσι, σε συνδυασμό με το πρόβλημα της σκοτεινής ενέργειας,
02:34
means that we only know what five percent of our universe is made of,
53
154740
3640
σημαίνει ότι γνωρίζουμε μόνο από τι αποτελείται το 5% του Σύμπαντος.
02:38
and the rest is totally dark to us.
54
158420
2160
Για το υπόλοιπο είμαστε εντελώς στο σκοτάδι.
02:44
The third problem concerns how we've come to exist at all.
55
164020
3720
Το τρίτο πρόβλημα αφορά το πώς έγινε και υπάρχουμε.
02:48
Now, fundamental particles of matter have their own antimatter particles,
56
168140
4600
Τα στοιχειώδη σωματίδια της ύλης έχουν τα δικά τους σωματίδια αντιύλης,
02:52
which are the same as their normal matter counterparts,
57
172780
3120
τα οποία είναι ίδια με τα αντίστοιχα της κανονικής ύλης,
02:55
except they have opposite positive or negative charge,
58
175940
3120
εκτός από το ότι έχουν αντίθετο, θετικό ή αρνητικό, φορτίο,
02:59
just like the two ends of a normal, everyday battery.
59
179100
3120
ακριβώς όπως τα δύο άκρα μιας κανονικής μπαταρίας.
03:02
Now together, this charge is equal and balanced.
60
182900
3160
Αυτά μαζί αποτελούν ίση και ισορροπημένη φόρτιση.
03:06
The electron, for example,
61
186100
1560
Το ηλεκτρόνιο, για παράδειγμα,
03:07
which we're a bit more familiar with -- it gives us electricity in our homes --
62
187700
4080
με το οποίο είμαστε πιο εξοικειωμένοι,
-μας δίνει ηλεκτρική ενέργεια στα σπίτια-
03:11
is negatively charged.
63
191820
1400
είναι αρνητικά φορτισμένο.
03:13
But it has an antimatter partner called the positron,
64
193220
2760
Έχει ένα ταίρι, όμως, αντιύλης που ονομάζεται ποζιτρόνιο,
το οποίο είναι θετικά φορτισμένο.
03:16
which is positively charged.
65
196020
1480
03:18
Now to ensure this balance,
66
198340
1520
Για να διατηρηθεί αυτή η ισορροπία,
03:19
matter and antimatter are always created and destroyed equally and in pairs.
67
199900
4880
η ύλη και η αντιύλη πάντα δημιουργούνται και καταστρέφονται
σε ίσες ποσότητες και σε ζεύγη.
03:24
This is what all of our theories predict,
68
204820
2160
Αυτό προβλέπουν όλες οι θεωρίες μας,
03:27
and this is what we observe in all of our experiments.
69
207020
3080
και αυτό παρατηρούμε σε όλα τα πειράματά μας.
03:30
And so in the Big Bang,
70
210460
1360
Έτσι στη Μεγάλη Έκρηξη,
03:31
we would [have] expected that matter and antimatter
71
211820
3200
θα περιμέναμε ότι η ύλη και η αντιύλη
03:35
would have been created in equal amounts,
72
215020
2000
θα είχαν δημιουργηθεί σε ίσες ποσότητες,
03:37
and so we would expect to see equal amounts of matter and antimatter
73
217020
3600
και έτσι θα περιμέναμε να βλέπουμε ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης
03:40
in the universe today.
74
220660
1680
στο Σύμπαν σήμερα.
03:43
However, nearly every structure of matter,
75
223060
2040
Ωστόσο, σχεδόν κάθε δομή της ύλης,
03:45
every natural structure of matter in our universe --
76
225140
2480
κάθε φυσική δομή της ύλης στο Σύμπαν,
03:47
you, me, the Earth, the stars --
77
227620
2720
-εσείς, εγώ, η Γη, τα αστέρια-
03:50
are made almost entirely of normal matter,
78
230380
2200
αποτελούμαστε σχεδόν εξ ολοκλήρου από κανονική ύλη,
03:52
leaving a lot of antimatter missing from the balanced equation.
79
232620
3960
με την αντιύλη να λείπει από την ισορροπία της εξίσωσης.
03:56
For all you Marvel and Avengers fans out there,
80
236620
2600
Για όλους εσάς τους θαυμαστές των ταινιών της Marvel
03:59
it's a bit like someone's just snapped their fingers,
81
239260
2480
είναι σαν κάποιος να χτύπησε τα δάχτυλά του
04:01
and half of all the natural stuff in the universe has disappeared.
82
241780
3120
και τα μισά από τα φυσικά πράγματα στο Σύμπαν να έχουν εξαφανιστεί.
04:04
There literally should be
83
244900
1400
Κυριολεκτικά, πρέπει να υπάρχει υλικό
04:06
another universe's worth of stuff all around us,
84
246340
2880
για ακόμη ένα άλλο Σύμπαν γύρω μας,
04:09
but somehow, it's not there.
85
249260
2000
αλλά για κάποιο λόγο, δεν είναι εκεί.
04:11
And one of the greatest challenges in particle physics today
86
251260
2840
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη Σωματιδιακή Φυσική
είναι να καταλάβουμε τι έγινε όλη η αντιύλη
04:14
is to figure out what happened to all the antimatter
87
254100
2680
04:16
and why we see an asymmetry between matter and antimatter at all.
88
256780
3520
και γιατί υπάρχει ασυμμετρία μεταξύ ύλης και αντιύλης.
04:22
So those are three of the big mysteries about our universe.
89
262860
3040
Αυτά είναι τρία μεγάλα μυστήρια σχετικά με το Σύμπαν.
04:25
And that's a lot of what we don't know.
90
265940
2480
Είναι πολλά που δεν γνωρίζουμε.
04:28
Now, what this means
91
268780
1520
Αυτό σημαίνει
04:30
is our current understanding of the universe, up until this point,
92
270300
3200
ότι όσα γνωρίζουμε μέχρι σήμερα
04:33
can't tell us why the universe is the way it is,
93
273540
2280
δεν μπορούν να μας πουν γιατί το Σύμπαν είναι όπως είναι,
04:35
or what 95 percent of it is made of.
94
275860
3280
ή από τι αποτελείται το υπόλοιπο 95%.
04:39
But importantly, each of these mysteries --
95
279460
2640
Είναι σημαντικό ότι κάθε ένα από αυτά τα μυστήρια
04:42
what is dark energy, what is dark matter
96
282140
2800
-τι είναι σκοτεινή ενέργεια, τι είναι σκοτεινή ύλη,
04:44
and the matter-antimatter asymmetry in the universe --
97
284980
2520
η ασυμμετρία ύλης-αντιύλης στο Σύμπαν -
04:47
could all be solved by finding a new particle
98
287540
2720
θα μπορούσαν όλα να λυθούν με την εύρεση ενός νέου σωματιδίου
04:50
or a new force of nature.
99
290300
1680
ή μιας νέας δύναμης της φύσης.
04:54
So now, let me introduce you
100
294940
1640
Τώρα, επιτρέψτε μου να σας παρουσιάσω
04:56
to our current understanding of the universe.
101
296620
2600
την τρέχουσα κατανόησή μας για το Σύμπαν.
04:59
This is it.
102
299260
1440
Αυτή είναι.
05:00
The standard model of particle physics,
103
300740
1880
Το καθιερωμένο πρότυπο της Σωματιδιακής Φυσικής,
05:02
the mathematical equation, which I’m sure you’re all very used to.
104
302620
3240
η μαθηματική εξίσωση, την οποία, σίγουρα, όλοι γνωρίζετε,
05:05
(Laughter)
105
305900
1000
05:06
Which describes how our universe works.
106
306940
2240
(Γέλια)
και η οποία περιγράφει πώς λειτουργεί το Σύμπαν.
05:09
You can think of it as the recipe
107
309220
2000
Σκεφτείτε το ως η συνταγή
05:11
for how all the particles and forces in the universe
108
311220
2640
για το πώς όλα τα σωματίδια και οι δυνάμεις αλληλεπιδρούν
05:13
interact and result in the structures of matter
109
313900
2960
και οδηγούν σε δομές της ύλης
05:16
that we see around us.
110
316900
1280
που βλέπουμε γύρω μας.
05:18
Now this equation represents a huge level of achievement
111
318540
3200
Αυτή η εξίσωση είναι τεράστιο κατόρθωμα
05:21
over the past 100 years,
112
321740
1760
τα τελευταία 100 χρόνια,
05:23
and in its full form, it's much longer, but simplified,
113
323540
2960
και στην πλήρη της μορφή, είναι πολύ μεγαλύτερη,
05:26
like this,
114
326540
1160
αλλά απλοποιημένη έτσι
05:27
you see a very elegant, I think,
115
327700
1680
βλέπετε μια πολύ κομψή, νομίζω,
05:29
elegant representation of the structure of matter.
116
329420
3400
αναπαράσταση της δομής της ύλης.
05:35
And then, if that equation is the recipe,
117
335420
2640
Αν αυτή η εξίσωση είναι η συνταγή,
05:38
then these are the ingredients.
118
338100
2720
τότε αυτά είναι τα συστατικά.
05:40
Just 17 ingredients, 17 fundamental particles,
119
340820
3960
Μόνο 17 συστατικά, 17 στοιχειώδη σωματίδια,
05:44
where "fundamental" here means they're not known to have a substructure,
120
344820
3480
όπου «στοιχειώδη» εδώ σημαίνει ότι δεν είναι γνωστό αν έχουν υπο-δομές,
05:48
they're not known to be composed of any smaller particles.
121
348340
3520
δεν είναι γνωστό αν αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια.
05:52
And together with the equation on the previous slide,
122
352140
2880
Μαζί με την εξίσωση της προηγούμενης διαφάνειας,
05:55
they make up the standard model of particle physics.
123
355060
2680
αποτελούν το καθιερωμένο πρότυπο της Σωματιδιακής Φυσικής.
05:57
And it is our best, most tested and globally accepted theory
124
357780
4040
Είναι η καλύτερη, πιο δοκιμασμένη και, παγκοσμίως, αποδεκτή θεωρία
06:01
of all the known particles and forces in the universe.
125
361860
3480
όλων των γνωστών σωματιδίων και δυνάμεων στο Σύμπαν.
06:05
And it's given rise to much of what we take for granted
126
365380
4240
Από αυτήν έχουν προκύψει πολλά από αυτά που θεωρούμε δεδομένα
06:09
in the modern world of today.
127
369660
1440
στον σύγχρονο κόσμο, σήμερα.
06:11
A good example would be our ability now to harness the energy from the Sun,
128
371100
3960
Ένα καλό παράδειγμα είναι η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας.
06:15
where our ability to use solar power and our moves towards nuclear fusion
129
375100
5360
Η χρήση της ηλιακής ενέργειας
και η πυρηνική σύντηξη δεν θα ήταν δυνατές
06:20
couldn't be possible
130
380500
1160
06:21
without understanding the particles and forces of the standard model.
131
381660
3520
χωρίς την κατανόηση των σωματιδίων και των δυνάμεων
του καθιερωμένου προτύπου.
06:27
Now, whilst the standard model has been so successful
132
387140
3200
Τώρα, ενώ το καθιερωμένο πρότυπο είναι τόσο επιτυχημένο
06:30
at testing the phenomena that we can test here on Earth,
133
390380
3080
στις δοκιμές των φαινομένων εδώ στη Γη,
06:33
it cannot accommodate and has no explanation for
134
393460
3200
δεν μπορεί να εφαρμοστεί και να εξηγήσει
06:36
those big mysteries about our universe.
135
396740
3000
τα μεγάλα μυστήρια του Σύμπαντος.
06:39
And so it's at this point that I'd like to introduce you
136
399980
2720
Σ’ αυτό το σημείο θα ήθελα να σας συστήσω
06:42
to a particular particle,
137
402700
1640
ένα συγκεκριμένο σωματίδιο,
06:44
and the hero of our story, the muon.
138
404380
2680
και τον πρωταγωνιστή της ιστορίας μας, το μιόνιο.
06:48
Now, muons may seem unfamiliar to you all,
139
408300
2360
Τα μιόνια μπορεί να σας είναι άγνωστα
06:50
but actually, they’re around us all the time.
140
410700
2720
αλλά στην πραγματικότητα, είναι γύρω μας όλη την ώρα.
06:53
Cosmic rays that hit the Earth's atmosphere
141
413460
2000
Κοσμικές ακτίνες φτάνουν στην ατμόσφαιρα της Γης
06:55
result in showers of muons that constantly bombard the Earth.
142
415460
3520
και προκαλούν βροχή μιονίων που βομβαρδίζουν συνεχώς τη Γη.
06:59
You may be surprised to learn, for example,
143
419020
2160
Μπορεί να εκπλαγείτε όταν μάθετε, για παράδειγμα,
07:01
that there are, on average, 30 muons
144
421180
1720
ότι υπάρχουν, κατά μέσο όρο, 30 μιόνια που διαπερνούν κάθε έναν από εμάς
07:02
traveling through each and every one of you every second.
145
422940
2840
κάθε δευτερόλεπτο.
07:06
Now, muons can be thought of, quite simply,
146
426780
2480
Μπορούμε να δούμε το μιόνιο ως το βαρύ ξάδερφο του ηλεκτρονίου,
07:09
as the heavy cousin of the electron,
147
429300
1720
07:11
and they sit next to the electron in this picture,
148
431060
2400
που είναι δίπλα του σε αυτήν την εικόνα,
07:13
and they're about 200 times heavier.
149
433500
1800
και είναι περίπου 200 φορές βαρύτερο.
07:15
But importantly, they’re an ideal tool for physicists to use
150
435340
3880
Είναι ένα ιδανικό εργαλείο για τους φυσικούς
07:19
to search and look for new particles and forces
151
439260
3040
που ψάχνουν για νέα σωματίδια και δυνάμεις
07:22
to explain those big mysteries.
152
442300
2160
για να εξηγήσουν αυτά τα μεγάλα μυστήρια.
07:26
And so why is that?
153
446500
1360
Γιατί συμβαίνει αυτό;
07:27
Well, let's assume for a second that we can represent a muon
154
447900
4320
Λοιπόν, ας υποθέσουμε ότι μπορούμε να απεικονίσουμε ένα μιόνιο
07:32
by this gyroscope.
155
452260
1560
με ένα γυροσκόπιο.
07:33
When you spin a gyroscope,
156
453860
2520
Όταν το γυροσκόπιο περιστρέφεται
07:36
it wobbles around its axis, just like that.
157
456420
2880
ταλαντεύεται γύρω από τον άξονά του.
07:39
And muons have an identical behavior
158
459300
3320
Τα μιόνια κάνουν ακριβώς το ίδιο
07:42
when you place them in a magnetic field, they spin and they wobble.
159
462660
4200
όταν τα τοποθετούμε σε μαγνητικό πεδίο.
Περιστρέφονται και ταλαντεύονται.
07:47
Now whilst they're doing this,
160
467660
1560
Καθώς το κάνουν αυτό,
07:49
the muon will come into contact
161
469260
1560
έρχονται σε επαφή
07:50
with any and all other particles in the universe,
162
470820
3120
με όλα τα άλλα σωματίδια στο Σύμπαν,
07:53
standard model or otherwise.
163
473980
2160
του καθιερωμένου προτύπου ή όχι.
07:56
And in fact, it's the interaction of the muon with those other particles
164
476180
4320
Στην ουσία, η αλληλεπίδραση του μιονίου με τα άλλα σωματίδια
08:00
that defines how fast it wobbles.
165
480540
2240
καθορίζει πόσο γρήγορα ταλαντεύεται.
08:02
In essence, the more different particles
166
482820
2680
Όσο περισσότερα διαφορετικά σωματίδια χτυπούν το μιόνιο
08:05
that bounce off the muon whilst it is wobbling,
167
485540
2440
καθώς ταλαντεύεται,
08:08
the faster it will wobble.
168
488020
1640
τόσο πιο γρήγορα θα ταλαντεύεται.
08:09
And so then this is what we want to measure --
169
489700
2760
Αυτό θέλουμε να μετρήσουμε.
08:12
how fast muons wobble in a magnetic field
170
492460
2800
Πόσο γρήγορα ταλαντεύονται τα μιόνια σε ένα μαγνητικό πεδίο,
08:15
due to their interaction with all the particles and forces
171
495260
3360
λόγω της αλληλεπίδρασής τους
με όλα τα σωματίδια και τις δυνάμεις στο Σύμπαν.
08:18
in the universe.
172
498660
1120
08:22
Now so far, no new particle or force outside of the standard model
173
502300
4240
Μέχρι στιγμής, κανένα νέο σωματίδιο ή δύναμη εκτός του καθιερωμένου προτύπου,
08:26
that could explain those big mysteries about our universe
174
506580
3080
που θα μπορούσε να εξηγήσει τα μεγάλα μυστήρια,
08:29
has ever been discovered.
175
509700
1680
δεν έχει ανακαλυφθεί.
08:31
But the point to reemphasize
176
511420
1360
Ωστόσο, θα πρέπει να τονίσουμε ξανά
08:32
is that the rate or the speed by which muons wobble
177
512820
3680
ότι ο ρυθμός ή η ταχύτητα με την οποία ταλαντεύονται τα μιόνια,
08:36
when we place them in a magnetic field
178
516500
1840
όταν βρίσκονται σε ένα μαγνητικό πεδίο
08:38
is directly defined by all the particles and forces in the universe
179
518340
4160
καθορίζεται ευθέως από τα σωματίδια και τις δυνάμεις στο Σύμπαν
08:42
that it comes into contact with.
180
522540
1680
με τα οποία έρχεται σε επαφή.
08:44
And so, if we can measure very precisely how fast they wobble,
181
524260
5200
Έτσι, αν μετρήσουμε με ακρίβεια την ταχύτητα της ταλάντευσης
08:49
we can then compare that to the theoretical prediction
182
529500
2720
μπορούμε στη συνέχεια να τη συγκρίνουμε
με τη θεωρητική πρόβλεψη της ταχύτητας ταλάντευσης
08:52
of how fast they should wobble
183
532260
1880
08:54
from just the particles and forces of the standard model.
184
534140
3120
από τα σωματίδια και τις δυνάμεις του καθιερωμένου προτύπου.
08:57
And then, if the measurement was found to be different and larger and disagree,
185
537260
4560
Εάν διαπιστωθεί ότι η μέτρηση είναι διαφορετική, μεγαλύτερη,
και δεν συμφωνεί,
09:01
then it would be an indication of new particles or forces
186
541860
3480
αυτή θα ήταν ένδειξη ύπαρξης νέων σωματιδίων ή δυνάμεων
09:05
outside of the standard model
187
545380
1440
εκτός του καθιερωμένου προτύπου,
09:06
that could explain those big mysteries about our universe.
188
546860
3360
που θα μπορούσαν να εξηγήσουν αυτά τα μεγάλα μυστήρια.
09:12
An experiment I work on has done just that.
189
552340
2880
Το πείραμα, με το οποίο ασχολούμαι, έκανε ακριβώς αυτό.
09:15
This is the Muon g-2 experiment located at Fermilab,
190
555220
4640
Αυτό είναι το πείραμα Muon g-2 που διεξάγεται στο Fermilab,
09:19
on the outskirts of Chicago.
191
559900
1520
στα περίχωρα του Σικάγο.
09:21
This ring, which you can see here,
192
561420
2120
Αυτός ο δακτύλιος που βλέπετε εδώ, έχει διάμετρο περίπου 20 μέτρα
09:23
is about 20 meters in diameter,
193
563580
2160
09:25
and it's what's called a storage ring magnet.
194
565740
2160
και ονομάζεται μαγνητικός δακτύλιος αποθήκευσης.
09:27
It's a ring in which we store muons inside a magnetic field,
195
567900
3920
Είναι ένας δακτύλιος στον οποίο αποθηκεύουμε μιόνια
μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, που τα αναγκάζει να ταλαντεύονται.
09:31
which causes them to wobble.
196
571820
1800
09:34
We then make our measurements of how fast they wobble
197
574420
2720
Στη συνέχεια, κάνουμε μετρήσεις της ταχύτητας ταλάντευσης
09:37
and compare that to the theory.
198
577140
2000
και τις συγκρίνουμε με τη θεωρία.
09:40
Now, this experiment released its first result in April of 2021,
199
580100
4600
Αυτό το πείραμα δημοσίευσε το πρώτο του αποτέλεσμα
τον Απρίλιο του 2021,
09:44
and the take-home message of this talk
200
584700
2160
και ο σκοπός αυτής της ομιλίας
09:46
is that the result I am presenting to you here today,
201
586860
2480
είναι η παρουσίαση του αποτελέσματος
του πειράματος Muon g-2.
09:49
from the Muon g-2 experiment,
202
589380
1480
09:50
is the closest glimpse that we've had to seeing a new particle or force
203
590860
3800
Είναι η πιο κοντινή ματιά που ρίξαμε ποτέ σε ένα νέο σωματίδιο ή δύναμη
09:54
here in a laboratory on Earth.
204
594700
2440
σε ένα εργαστήριο, εδώ στη Γη.
09:59
And this is that result here.
205
599020
1680
Αυτό εδώ είναι το αποτέλεσμα.
10:00
So let me take some time to explain to you what this graph is showing.
206
600740
3840
Επιτρέψτε μου να σας εξηγήσω τι δείχνει αυτό το γράφημα.
10:05
On the x-axis are the values for how fast muons wobble
207
605340
4160
Στον άξονα Χ είναι οι τιμές ταχύτητας ταλάντευσης των μιονίων,
10:09
when we place them in a magnetic field.
208
609540
2040
όταν βρίσκονται σε μαγνητικό πεδίο.
10:12
The green marker on the left
209
612300
1760
Η πράσινη γραμμή στα αριστερά
10:14
is the theoretical prediction for how fast they wobble,
210
614100
2600
είναι η θεωρητική πρόβλεψη της ταχύτητας ταλάντευσης
10:16
from just the particles of the standard model,
211
616740
2560
μόνο από τα σωματίδια του καθιερωμένου προτύπου
10:19
and the green band defines the uncertainty on that prediction.
212
619340
3640
και η πράσινη σκίαση δείχνει το εύρος της αβεβαιότητας στην πρόβλεψη.
10:23
The orange marker on the right is the new experimental measurement
213
623900
3440
Η πορτοκαλί γραμμή στα δεξιά είναι η νέα πειραματική μέτρηση
10:27
from the Fermilab Muon g-2 experiment,
214
627380
2480
από το πείραμα Fermilab Muon g-2
10:29
and the orange band defines the uncertainty on that measurement.
215
629900
3480
και η πορτοκαλί σκίαση δείχνει το εύρος της αβεβαιότητας στη μέτρηση.
10:33
And by uncertainty, I mean we're statistically certain
216
633420
3360
Λέγοντας αβεβαιότητα, εννοώ ότι είμαστε στατιστικά βέβαιοι
10:36
that both the prediction and the measurement,
217
636820
2120
ότι οι τιμές τόσο της πρόβλεψης όσο και της μέτρησης,
10:38
the value for each should be inside their respective bands.
218
638940
3800
πρέπει να βρίσκονται εντός των αντίστοιχων σκιάσεων.
10:42
And what you can see is not only do those bands not overlap,
219
642740
3280
Βλέπετε ότι όχι μόνο οι σκιάσεις δεν αλληλεπικαλύπτονται,
10:46
but they differ by quite a large amount,
220
646020
1960
αλλά διαφέρουν κατά πολύ,
αυτό το λευκό κενό στη μέση υποδεικνύει μια σαφή ασυμφωνία
10:48
that white gap in the middle indicating a clear disagreement
221
648020
3200
10:51
between the two values.
222
651220
1320
μεταξύ των δύο τιμών.
10:54
What this means is that when muons are placed in a magnetic field,
223
654500
3320
Αυτό σημαίνει ότι όταν τα μιόνια τοποθετούνται σε ένα μαγνητικό πεδίο,
10:57
they wobble faster than what the theory predicts.
224
657860
2800
ταλαντεύονται ταχύτερα από ό,τι προβλέπει η θεωρία.
11:00
So all the known particles and forces of the standard model
225
660700
3440
Έτσι, όλα τα γνωστά σωματίδια και δυνάμεις του καθιερωμένου προτύπου
11:04
have failed to predict how fast muons have wobbled.
226
664140
3680
απέτυχαν να προβλέψουν την ταχύτητα ταλάντευσης των μιονίων.
11:07
And what does this suggest?
227
667820
1520
Τι υποδηλώνει αυτό;
11:09
Well, it suggests that there are new particles or forces
228
669340
3280
Υποδηλώνει ότι υπάρχουν νέα σωματίδια ή δυνάμεις
11:12
that aren’t part of that globally accepted theory
229
672620
3200
που δεν είναι μέρος της αποδεκτής θεωρίας
11:15
interacting with the muons and causing them to wobble faster.
230
675820
3280
και που αλληλεπιδρούν με τα μιόνια κάνοντάς τα να ταλαντεύονται ταχύτερα.
Ο λόγος που οι φυσικοί είναι ενθουσιασμένοι με αυτό το αποτέλεσμα
11:20
Now, a reason why physicists are so excited about this result
231
680140
3080
11:23
is that the chance that this result is a fluke, statistically,
232
683260
3840
είναι ότι η πιθανότητα το αποτέλεσμα να είναι στατιστικό σφάλμα
11:27
is one in 40,000.
233
687100
1880
είναι μία στις 40.000.
11:29
So that's the same as saying that there's a 99.9975 percent chance
234
689340
4480
Αυτό είναι το ίδιο με το να λέμε ότι υπάρχει 99,9975% πιθανότητα
11:33
that we've seen the influence of a new particle or force
235
693860
3160
να έχουμε δει την επίδραση ενός νέου σωματιδίου ή δύναμης
11:37
here, in a laboratory on Earth.
236
697060
2080
σε ένα εργαστήριο εδώ, στη Γη.
11:40
But a word of caution.
237
700100
2400
Προσοχή, όμως.
11:42
Physicists actually set a much stricter threshold
238
702500
2680
Οι φυσικοί θέτουν αυστηρότερα όρια
11:45
by which they can claim a discovery,
239
705180
1800
προκειμένου να διεκδικήσουν μια ανακάλυψη.
11:47
and that is the chance the result is a fluke
240
707020
2520
Η πιθανότητα το αποτέλεσμα να εμπίπτει σε στατιστικό σφάλμα
11:49
cannot be more than one in 3.5 million.
241
709540
3240
θα πρέπει να μην υπερβαίνει το ένα στα 3,5 εκατομμύρια.
11:53
And so we haven't reached that discovery threshold yet,
242
713340
2720
Όμως, δεν έχουμε φτάσει ακόμα αυτό το όριο
και έτσι δεν μπορούμε να πούμε σίγουρα
11:56
and so we can't definitively say
243
716060
1840
11:57
that we've seen the influence of a new particle or force.
244
717940
3080
ότι έχουμε δει την επίδραση ενός νέου σωματιδίου ή δύναμης.
12:01
And the reality is that,
245
721060
1200
Η αλήθεια είναι ότι για να φτάσουμε το όριο των 3,5 εκατομμυρίων,
12:02
to reach the one-in-3.5-million threshold,
246
722300
2640
12:04
there's a lot of work to be done.
247
724980
1800
χρειάζεται ακόμη πολλή δουλειά.
12:06
But that work is being done right now
248
726820
2280
Αυτή η δουλειά γίνεται αυτή τη στιγμή
12:09
and will continue to be done over the coming years.
249
729140
2800
και θα συνεχίσει να γίνεται τα επόμενα χρόνια.
12:15
So what does this all mean?
250
735060
1800
Λοιπόν, τι σημαίνουν όλα αυτά;
12:16
Well, first, any result from the Muon g-2 experiment,
251
736900
3720
Κατ′ αρχάς, οποιοδήποτε αποτέλεσμα από το πείραμα Muon g-2,
12:20
even a result that says there were no new particles or forces,
252
740660
4000
-ακόμη και ένα αποτέλεσμα που να λέει ότι δεν υπάρχουν νέα σωματίδια ή δυνάμεις-
12:24
would be a good result.
253
744660
1160
θα ήταν ένα καλό αποτέλεσμα.
12:25
That is science, right?
254
745860
1640
Αυτό είναι επιστήμη, σωστά;
12:27
Sometimes, it's not discovering new things,
255
747540
2840
Μερικές φορές, δεν ανακαλύπτουμε νέα πράγματα,
12:30
sometimes, it's just confirming old things.
256
750420
2720
απλώς επιβεβαιώνουμε τα παλιά.
12:33
And even if that were the case,
257
753180
1800
Ακόμα κι αν ήταν έτσι,
12:34
the by-products of particle physics experiments
258
754980
2280
τα υποπροϊόντα των πειραμάτων της Σωματιδιακής Φυσικής
12:37
have been advancing human civilization for much of the past 100 years.
259
757300
3840
έχουν προωθήσει τον ανθρώπινο πολιτισμό σε μεγάλο βαθμό τα τελευταία 100 χρόνια.
12:41
Modern electronics, the internet, satellite navigation --
260
761180
3560
Τα ηλεκτρονικά συστήματα, το διαδίκτυο, η δορυφορική πλοήγηση,
12:44
these are all by-products of particle physics experiments or endeavors.
261
764780
3400
όλα είναι υποπροϊόντα πειραμάτων της Σωματιδιακής Φυσικής.
12:48
And there's no telling
262
768220
1240
Δεν μπορούμε να ξέρουμε
12:49
what experiments like the Muon g-2 experiment
263
769460
3120
πειράματα όπως το πείραμα Muon g-2
12:52
could do for us in the future.
264
772620
1440
τι θα μπορούσαν να φέρουν στο μέλλον.
12:55
But if that were the case, and we found no new particle or force,
265
775540
3480
Αν, όμως, συμβεί αυτό και δεν βρούμε νέο σωματίδιο ή δύναμη,
12:59
then we wouldn't be able to explain those big mysteries about our universe --
266
779060
3760
τότε δεν θα μπορέσουμε να εξηγήσουμε αυτά τα μεγάλα μυστήρια,
13:02
what is dark energy, what is dark matter
267
782820
2920
τι είναι η σκοτεινή ενέργεια, τι είναι η σκοτεινή ύλη
13:05
and where did all the antimatter go?
268
785780
2400
και πού πήγε όλη η αντιύλη;
13:09
Whatever the outcome,
269
789380
1160
Όποια και αν είναι η απάντηση,
13:10
the Muon g-2 experiment will keep releasing results,
270
790540
2920
το πείραμα Muon g-2 θα συνεχίσει να δημοσιεύει αποτελέσματα,
13:13
in the next few years,
271
793500
1160
τα επόμενα χρόνια,
13:14
that will continue to test our understanding
272
794660
2520
που θα βάζουν σε δοκιμασία την κατανόηση της πραγματικότητας.
13:17
of the fabric of reality.
273
797220
1440
13:18
I, for one, am really excited about it,
274
798700
1880
Προσωπικά είμαι ενθουσιασμένος
13:20
and I really hope you stay tuned with us
275
800580
1960
και ελπίζω να μείνετε συντονισμένοι μαζί μας
13:22
to find out if we've definitively discovered a new particle or force,
276
802540
3240
για να μάθετε αν ανακαλύψαμε με βεβαιότητα ένα νέο σωματίδιο ή δύναμη,
13:25
for the first time.
277
805820
1160
για πρώτη φορά.
13:26
Thank you very much.
278
806980
1200
Σας ευχαριστώ πάρα πολύ.
13:28
(Applause)
279
808220
1040
(Χειροκρότημα)
Σχετικά με αυτόν τον ιστότοπο

Αυτός ο ιστότοπος θα σας παρουσιάσει βίντεο στο YouTube που είναι χρήσιμα για την εκμάθηση της αγγλικής γλώσσας. Θα δείτε μαθήματα αγγλικών που διδάσκουν κορυφαίοι καθηγητές από όλο τον κόσμο. Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους που εμφανίζονται σε κάθε σελίδα βίντεο για να αναπαράγετε το βίντεο από εκεί. Οι υπότιτλοι μετακινούνται συγχρονισμένα με την αναπαραγωγή του βίντεο. Εάν έχετε οποιαδήποτε σχόλια ή αιτήματα, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας χρησιμοποιώντας αυτή τη φόρμα επικοινωνίας.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7