How we explore unanswered questions in physics | James Beacham

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TED


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00:00
Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez
0
0
7000
翻訳: Kaoru Suzuki 校正: Natsuhiko Mizutani
00:13
There is something about physics
1
13087
4185
ある物理の問題が
子供の頃から随分と私の頭を悩ませてきました
00:17
that has been really bothering me since I was a little kid.
2
17296
4000
それは科学者が
00:23
And it's related to a question
3
23010
1809
00:24
that scientists have been asking for almost 100 years,
4
24843
3244
100年もの間 問い続けても 答えが得られない問題に
関わるものです
00:28
with no answer.
5
28111
1169
00:31
How do the smallest things in nature,
6
31108
3010
自然界で最小の物質であり
量子論の世界に属する素粒子と
00:34
the particles of the quantum world,
7
34142
2153
自然界での最大の物体であり 重力で結びつけられている
00:36
match up with the largest things in nature --
8
36319
3031
00:39
planets and stars and galaxies held together by gravity?
9
39374
3247
惑星や恒星や銀河とを どうやって統一するのか?
00:43
As a kid, I would puzzle over questions just like this.
10
43250
2773
子供のころには この問題に対して答えを出そうと
顕微鏡や電磁石をいじくったり
00:46
I would fiddle around with microscopes and electromagnets,
11
46047
2892
00:48
and I would read about the forces of the small
12
48963
2195
微小世界の力や量子力学について
本を読んだりしました
00:51
and about quantum mechanics
13
51182
1334
00:52
and I would marvel at how well that description matched up
14
52540
3564
そして 本の記述が 私たちの実験結果と よく合致していることに
驚きました
00:56
to our observation.
15
56128
1170
00:58
Then I would look at the stars,
16
58220
1583
それから天体を観測しました
00:59
and I would read about how well we understand gravity,
17
59827
2524
重力がかなり解明されていることも 学びました
01:02
and I would think surely, there must be some elegant way
18
62375
3350
そして 私はこれらの2つのシステムを 統一する美しい理論が―
01:05
that these two systems match up.
19
65749
2645
あるに違いないと確信しました
しかし そのようなものはありません
01:09
But there's not.
20
69021
1401
01:11
And the books would say,
21
71673
1160
本によると
01:12
yeah, we understand a lot about these two realms separately,
22
72857
3183
この2つの領域について 別々には研究が進んでいますが
数学的に結び付けようとすると
01:16
but when we try to link them mathematically,
23
76064
2610
01:18
everything breaks.
24
78698
1330
全くうまくいきません
01:20
And for 100 years,
25
80674
1310
100年もの間
01:22
none of our ideas as to how to solve this basically physics disaster,
26
82008
5028
この根本的な物理学上の破綻を 解く試みはどれも
実験による裏付けができませんでした
01:27
has ever been supported by evidence.
27
87060
1814
01:30
And to little old me --
28
90271
1654
少し大きくなった私―
01:31
little, curious, skeptical James --
29
91949
1810
好奇心旺盛で 疑り深い子供の私には
01:33
this was a supremely unsatisfying answer.
30
93783
2868
この状況は到底 納得のいくものではありませんでした
01:38
So, I'm still a skeptical little kid.
31
98011
2233
そうです 私は今でも疑り深い子供なのです
01:40
Flash-forward now to December of 2015,
32
100268
3810
ここで2015年の12月に話が飛びますが
01:45
when I found myself smack in the middle
33
105029
2474
この時 私がその中心にいた物理の世界は
01:47
of the physics world being flipped on its head.
34
107527
2940
天地のひっくり返る騒ぎのまっただ中でした
01:51
It all started when we at CERN saw something intriguing in our data:
35
111999
3320
CERN(欧州原子核研究機構)で 興味深いデータが見つかったことに端を発します
01:55
a hint of a new particle,
36
115343
2274
それは新粒子の兆しであり
01:57
an inkling of a possibly extraordinary answer to this question.
37
117641
4216
長年の問題に 驚くべき解答が 得られる可能性を匂わせていました
02:03
So I'm still a skeptical little kid, I think,
38
123777
2127
私は まだ疑り深い子供だと思うのですが
02:05
but I'm also now a particle hunter.
39
125928
2133
今や 素粒子ハンターでもあるのです
私は 物理学者で 稼働中の実験施設では最大の
02:08
I am a physicist at CERN's Large Hadron Collider,
40
128085
3463
02:11
the largest science experiment ever mounted.
41
131572
3471
CERNの大型ハドロン衝突型加速器で 研究しています
02:15
It's a 27-kilometer tunnel on the border of France and Switzerland
42
135877
3535
これは フランスとスイスの国境にまたがる 27キロのトンネルで
02:19
buried 100 meters underground.
43
139436
1850
地下100メートルに埋められています
このトンネルの中で
02:21
And in this tunnel,
44
141310
1154
02:22
we use superconducting magnets colder than outer space
45
142488
3953
宇宙空間よりも冷たい超伝導磁石を使って
陽子を光速近くまで加速して
02:26
to accelerate protons to almost the speed of light
46
146465
3061
02:29
and slam them into each other millions of times per second,
47
149550
3877
1秒間に数百万回 衝突させ
その衝突による生成粒子を捉えて
02:33
collecting the debris of these collisions
48
153451
2826
新たな 未発見の基本粒子を探しています
02:36
to search for new, undiscovered fundamental particles.
49
156301
3971
02:40
Its design and construction took decades of work
50
160727
2464
この施設の設計と建設は 世界中から集まった物理学者の
02:43
by thousands of physicists from around the globe,
51
163215
3032
数十年間に渡る努力の賜物です
02:46
and in the summer of 2015,
52
166271
2541
2015年の夏には
02:48
we had been working tirelessly to switch on the LHC
53
168836
3424
人類史上最大のエネルギーでの 衝突型加速器実験をするために
02:52
at the highest energy that humans have ever used in a collider experiment.
54
172284
4467
この大型ハドロン衝突型加速器(LHC)の 稼働に向けて精力的に働いていました
02:57
Now, higher energy is important
55
177735
2523
高いエネルギーは重要です
03:00
because for particles, there is an equivalence
56
180282
2187
なぜなら 素粒子の世界では
03:02
between energy and particle mass,
57
182493
2201
エネルギーと質量は等しいからです
03:04
and mass is just a number put there by nature.
58
184718
2461
質量は 自然が与えた ただの数値です
03:08
To discover new particles,
59
188068
1318
新粒子を発見するには
03:09
we need to reach these bigger numbers.
60
189410
2122
より大きな数値に達する必要があります
03:11
And to do that, we have to build a bigger, higher energy collider,
61
191556
3254
そこで より高エネルギーを生む より大きな衝突型加速器が必要です
03:14
and the biggest, highest energy collider in the world
62
194834
2565
そして 世界で最高エネルギーを生む 最大の加速器が
03:17
is the Large Hadron Collider.
63
197423
1466
CERNのLHCなのです
03:20
And then, we collide protons quadrillions of times,
64
200271
4899
そこでは 陽子を数千兆回衝突させ
何か月にもわたる時間をかけて そのデータを集めます
03:25
and we collect this data very slowly, over months and months.
65
205194
4284
03:30
And then new particles might show up in our data as bumps --
66
210813
4335
すると 新粒子が データのグラフ上の コブとして表れてくるかもしれません
予測値からのわずかな偏りであり
03:35
slight deviations from what you expect,
67
215172
2445
03:37
little clusters of data points that make a smooth line not so smooth.
68
217641
3967
滑らかな線に凹凸を与える 一群のデータ点です
03:42
For example, this bump,
69
222379
1721
例えば このグラフ上のコブは
2012年に数ヶ月間 データを蓄積した結果ですが
03:45
after months of data-taking in 2012,
70
225010
2533
03:47
led to the discovery of the Higgs particle --
71
227567
2129
ボソン粒子のひとつである ヒッグス粒子の発見に至り
03:49
the Higgs boson --
72
229720
1205
03:50
and to a Nobel Prize for the confirmation of its existence.
73
230949
3365
粒子の存在を裏付けることで ノーベル賞受賞にもつながりました
03:55
This jump up in energy in 2015
74
235972
3558
2015年に エネルギーが 大幅に増強されたことによって
04:00
represented the best chance that we as a species had ever had
75
240628
3292
新粒子 つまり長く未解決だった問題への 新たな答を発見する
04:03
of discovering new particles --
76
243944
1477
史上最大のチャンスが訪れました
04:05
new answers to these long-standing questions,
77
245445
2112
04:07
because it was almost twice as much energy as we used
78
247581
3097
なぜなら ヒッグス粒子を発見した時の
04:10
when we discovered the Higgs boson.
79
250702
1922
約2倍のエネルギーだからです
04:12
Many of my colleagues had been working their entire careers for this moment,
80
252648
3741
私の同僚の多くは この一瞬に 研究生活の全てを賭けていました
04:16
and frankly, to little curious me,
81
256413
2076
率直に言って 好奇心旺盛な子供の私にとっては
04:18
this was the moment I'd been waiting for my entire life.
82
258513
2910
それまでの人生は この一瞬を待つためだったのです
2015年は まさにその時でした
04:21
So 2015 was go time.
83
261447
1731
04:24
So June 2015,
84
264654
2210
2015年の6月に
04:27
the LHC is switched back on.
85
267722
2659
LHCは再稼働しました
私は同僚たちと一緒に 息もできないほどドキドキしていました
04:31
My colleagues and I held our breath and bit our fingernails,
86
271040
2877
04:33
and then finally we saw the first proton collisions
87
273941
2511
そして ついに この最高エネルギーでの
04:36
at this highest energy ever.
88
276476
1956
陽子衝突の1回目を観測しました
04:38
Applause, champagne, celebration.
89
278456
2076
拍手と乾杯と祝福が起こりました
04:40
This was a milestone for science,
90
280556
3596
科学界の節目でした
この新たに観測されたデータから 何が発見できるかは未知数でした
04:44
and we had no idea what we would find in this brand-new data.
91
284176
4622
04:51
And then a few weeks later, we found a bump.
92
291990
2178
数週間後にはグラフ上に コブを見つけました
あまり大きくはありませんでしたが
04:56
It wasn't a very big bump,
93
296192
1676
04:58
but it was big enough to make you raise your eyebrow.
94
298952
2512
眉を上げるには十分な大きさのコブでした
眉を上げる段階を10段階に分けて
05:01
But on a scale of one to 10 for eyebrow raises,
95
301488
2251
05:03
if 10 indicates that you've discovered a new particle,
96
303763
2610
10を新粒子発見とすると
今回は4ぐらいでした
05:06
this eyebrow raise is about a four.
97
306397
1727
(笑)
05:08
(Laughter)
98
308148
1150
05:10
I spent hours, days, weeks in secret meetings,
99
310432
5211
何時間も 何日間も 何週間もかけて このわずかなコブについて
05:15
arguing with my colleagues over this little bump,
100
315667
2360
同僚たちと秘密裏に話し合い
05:18
poking and prodding it with our most ruthless experimental sticks
101
318051
3236
データを徹底的に調べ上げ
05:21
to see if it would withstand scrutiny.
102
321311
1977
精査に耐えるかどうかを検討しました
05:23
But even after months of working feverishly --
103
323988
3461
何か月もの間 憑りつかれた様に 研究をしました
05:27
sleeping in our offices and not going home,
104
327473
2432
家には帰らず 研究所に寝泊まりし
05:29
candy bars for dinner,
105
329929
2077
キャンディバーを夕食にして
バケツ一杯のコーヒーを飲み―
05:32
coffee by the bucketful --
106
332030
1570
05:33
physicists are machines for turning coffee into diagrams --
107
333624
4243
物理学者は コーヒーを図表に変える 機械のようなものですが―
05:37
(Laughter)
108
337891
1399
(笑)
05:39
This little bump would not go away.
109
339314
2536
しかし このわずかなコブは消えませんでした
05:42
So after a few months,
110
342704
2138
そして 数か月後
05:44
we presented our little bump to the world with a very clear message:
111
344866
3710
我々はこのわずかなコブを 明快なメッセージとともに世界に発表しました
05:49
this little bump is interesting but it's not definitive,
112
349457
2711
それは このわずかなコブは興味深いが 決定的ではないので
05:52
so let's keep an eye on it as we take more data.
113
352192
3329
さらなるデータを取って 注意深く観測するつもりだということです
05:55
So we were trying to be extremely cool about it.
114
355872
2291
私たちはこのコブに関して 冷静でいようとしました
05:59
And the world ran with it anyway.
115
359463
2188
いずれにしろ この発表は世界中に広まりました
06:02
The news loved it.
116
362383
1632
マスコミはこぞって取り上げました
06:04
People said it reminded them of the little bump
117
364735
2555
このコブはヒッグス粒子発見の 過程で現れたコブを
06:07
that was shown on the way toward the Higgs boson discovery.
118
367314
3423
彷彿とさせると言われました
06:10
Better than that, my theorist colleagues --
119
370761
3128
さらに 同業者である理論物理学者たちは
06:14
I love my theorist colleagues --
120
374548
2317
私の大好きな人たちですが
06:16
my theorist colleagues wrote 500 papers about this little bump.
121
376889
3612
理論家たちはこのコブについて 500本もの論文を書きました
06:20
(Laughter)
122
380525
1455
(笑)
06:22
The world of particle physics had been flipped on its head.
123
382574
3966
素粒子物理学界は 天地がひっくり返るほどの大騒ぎでした
06:27
But what was it about this particular bump
124
387745
4242
何故 この問題のコブは 何千人もの物理学者たちが―
06:32
that caused thousands of physicists to collectively lose their cool?
125
392011
4090
誰も彼も冷静さを失うほどの 代物なのでしょうか
06:37
This little bump was unique.
126
397596
1436
このわずかなコブは独特でした
06:40
This little bump indicated
127
400198
1369
このコブが示唆するのは
06:41
that we were seeing an unexpectedly large number of collisions
128
401591
3022
ある種の衝突が 予想外に多く 観測されているということです
06:44
whose debris consisted of only two photons,
129
404637
3331
その衝突の生成物は 2つの光子だけ つまり
06:47
two particles of light.
130
407992
1244
2個の光の粒子だけなのです
06:49
And that's rare.
131
409260
1237
これは稀なことです
粒子の衝突は自動車の衝突とは違います
06:51
Particle collisions are not like automobile collisions.
132
411069
2620
06:53
They have different rules.
133
413713
1519
別の法則に従います
06:55
When two particles collide at almost the speed of light,
134
415256
2650
2つの粒子が 光速に近い速さで衝突する時は
06:57
the quantum world takes over.
135
417930
1421
量子論が適用されます
06:59
And in the quantum world,
136
419375
1260
量子論の世界では
07:00
these two particles can briefly create a new particle
137
420659
3193
2つの粒子から 新しい粒子が1つできますが
07:03
that lives for a tiny fraction of a second
138
423876
2780
その粒子の寿命はごくわずかな時間で
07:06
before splitting into other particles that hit our detector.
139
426680
2881
別の粒子に分裂して検出されます
07:09
Imagine a car collision where the two cars vanish upon impact,
140
429585
3405
車の衝突で考えると 衝突の瞬間に 2台の車が消えて
その場所に自転車が1台現れるということです
07:13
a bicycle appears in their place --
141
433014
2269
07:15
(Laughter)
142
435307
1071
(笑)
07:16
And then that bicycle explodes into two skateboards,
143
436402
2461
その自転車は分裂して 2台のスケートボードになり
07:18
which hit our detector.
144
438887
1181
これが観測器で検出されます
07:20
(Laughter)
145
440092
1379
(笑)
07:21
Hopefully, not literally.
146
441495
1953
うまくいけばですが 正確には少し違います
07:23
They're very expensive.
147
443472
1342
この実験は非常に高くつきます
2個の光子だけしか検出されない例は 極めて稀です
07:26
Events where only two photons hit out detector are very rare.
148
446191
3748
07:29
And because of the special quantum properties of photons,
149
449963
3722
光子は素粒子の中でも特別な性質を持つため
2つの光子しか生み出さないような 新粒子の可能性は―
07:33
there's a very small number of possible new particles --
150
453709
3788
07:37
these mythical bicycles --
151
457521
1497
先程の謎の自転車に相当しますが―
非常に限られます
07:39
that can give birth to only two photons.
152
459042
2243
07:41
But one of these options is huge,
153
461812
2836
しかし その選択肢の一つは かなりの高エネルギーで
07:44
and it has to do with that long-standing question
154
464672
2836
私を子供の頃から悩ませていた
07:47
that bothered me as a tiny little kid,
155
467532
2522
あの積年の問題
つまり重力に関係します
07:50
about gravity.
156
470078
1360
重力はとても強い力に見えるかもしれません
07:53
Gravity may seem super strong to you,
157
473946
2672
07:56
but it's actually crazily weak compared to the other forces of nature.
158
476642
4100
しかし 実際には 自然界の他の力に比べると 信じられないほど弱い力です
08:00
I can briefly beat gravity when I jump,
159
480766
2631
私が跳ねるだけで 簡単に重力を打ち負かすことができますが
08:04
but I can't pick a proton out of my hand.
160
484390
2843
手から陽子を取り出すことはできません
08:08
The strength of gravity compared to the other forces of nature?
161
488463
3216
重力は自然界の他の力と比べると どの程度の強さなのか?
08:12
It's 10 to the minus 39.
162
492480
2190
10の39乗分の1です
08:14
That's a decimal with 39 zeros after it.
163
494694
2537
小数点以下に39個の0が並びます
08:17
Worse than that,
164
497255
1157
さらに悪いことに
08:18
all of the other known forces of nature are perfectly described
165
498436
3027
自然界の他の力は 私たちが標準モデルと呼ぶ理論で
08:21
by this thing we call the Standard Model,
166
501487
2037
完全に説明できます
08:23
which is our current best description of nature at its smallest scales,
167
503548
3435
これは 自然界を最も小さな尺度で説明できる 現時点での最良の理論です
率直に言って
08:27
and quite frankly,
168
507007
1156
人類の最も優れた成果の1つです
08:28
one of the most successful achievements of humankind --
169
508187
4177
重力は例外です 重力は標準理論に含まれていません
08:32
except for gravity, which is absent from the Standard Model.
170
512388
4012
08:36
It's crazy.
171
516424
1150
有り得ません
重力の大半は 消えてしまったというのでしょうか
08:38
It's almost as though most of gravity has gone missing.
172
518046
3100
08:42
We feel a little bit of it,
173
522394
1667
私たちは重力を少しは感じますが
08:44
but where's the rest of it?
174
524085
1676
残りはどこにあるのでしょう
08:45
No one knows.
175
525785
1282
誰も知りません
さて 大胆な説明を提案している ある仮説があります
08:48
But one theoretical explanation proposes a wild solution.
176
528003
4403
私たちは
08:54
You and I --
177
534120
1339
後ろの方のあなたも
08:55
even you in the back --
178
535483
1578
3次元の空間にいます
08:57
we live in three dimensions of space.
179
537085
2145
08:59
I hope that's a non-controversial statement.
180
539254
2557
このことは 受け入れていただけるといいのですが
09:01
(Laughter)
181
541835
1829
(笑)
09:03
All of the known particles also live in three dimensions of space.
182
543688
3438
既知の粒子も全て3次元空間に存在します
実は 粒子があるということは 3次元空間において
09:07
In fact, a particle is just another name
183
547150
2190
09:09
for an excitation in a three-dimensional field;
184
549364
3009
その場所のエネルギーが 基底より高い状態にあるということです
09:12
a localized wobbling in space.
185
552397
1920
空間が局所的に揺らいるのです
09:15
More importantly, all the math that we use to describe all this stuff
186
555288
3529
もっと重要なことは こういった物理を 記述するために用いる数学では
09:18
assumes that there are only three dimensions of space.
187
558841
3073
次元の数は3つだと仮定としていることです
09:21
But math is math, and we can play around with our math however we want.
188
561938
3381
しかし数学は数学です いろんな数学的な扱いを試すことができます
とても長い間 空間の余剰次元について
09:25
And people have been playing around with extra dimensions of space
189
565343
3166
いろいろと考えられてきました
09:28
for a very long time,
190
568533
1155
ただこれは 抽象的な数学の概念に すぎませんでした
09:29
but it's always been an abstract mathematical concept.
191
569712
2585
09:32
I mean, just look around you -- you at the back, look around --
192
572321
3172
つまり 周りを見回しても― 後ろの方も見回してください
明らかに空間には3次元しかありません
09:35
there's clearly only three dimensions of space.
193
575517
2281
09:38
But what if that's not true?
194
578954
1559
それが現実ではなかったらどうしますか?
重力の失われた部分は 私たちには見えない空間の余剰次元に
09:42
What if the missing gravity is leaking into an extra-spatial dimension
195
582109
6255
09:48
that's invisible to you and I?
196
588388
1956
漏れているとすると どうでしょう?
09:51
What if gravity is just as strong as the other forces
197
591355
3094
この空間の余剰次元も見えれば 重力は他の力と同じぐらい強いのに
09:54
if you were to view it in this extra-spatial dimension,
198
594473
3141
私たちが感じられるのは 重力のほんの小さな断面だけなので
09:57
and what you and I experience is a tiny slice of gravity
199
597638
2900
重力がとても弱い力だと考えられているのなら
10:00
make it seem very weak?
200
600562
1897
どうでしょう?
もしこの仮説が本当ならば
10:04
If this were true,
201
604158
1175
素粒子の標準モデルを 拡張しなければなりません
10:05
we would have to expand our Standard Model of particles
202
605357
2748
そうすると 余剰次元の素粒子 つまり重力の高次元素粒子―
10:08
to include an extra particle, a hyperdimensional particle of gravity,
203
608129
4086
空間の余剰次元に存在する 特別な重力子を含めることができます
10:12
a special graviton that lives in extra-spatial dimensions.
204
612239
2995
10:15
I see the looks on your faces.
205
615258
1465
皆さんの様子からすると
10:16
You should be asking me the question,
206
616747
1819
このようにお思いでしょう
「一体どうやってこんな途方もない SF小説のようなアイディアを試すのだろう?
10:18
"How in the world are we going to test this crazy, science fiction idea,
207
618590
3644
10:22
stuck as we are in three dimensions?"
208
622258
2491
私たちは3次元空間に捕らわれているのに」
10:24
The way we always do,
209
624773
1282
こういうときはいつも
2つの陽子を衝突させるのです
10:26
by slamming together two protons --
210
626079
2139
10:28
(Laughter)
211
628242
1152
(笑)
10:29
Hard enough that the collision reverberates
212
629418
2564
十分に激しい衝突ならば
そこにあるべき空間の余剰次元を 揺るがせて
10:32
into any extra-spatial dimensions that might be there,
213
632006
2691
10:34
momentarily creating this hyperdimensional graviton
214
634721
2599
直ちに高次元の重力子が生まれ
10:37
that then snaps back into the three dimensions of the LHC
215
637344
4380
すぐにLHCがある3次元空間にポンと戻り
10:41
and spits off two photons,
216
641748
1822
2つの光子に つまり2個の光の粒子に分裂します
10:44
two particles of light.
217
644278
1338
10:47
And this hypothetical, extra-dimensional graviton
218
647417
2910
ここで仮定した余剰次元の重力子は
10:50
is one of the only possible, hypothetical new particles
219
650351
3707
2個の光子によるわずかなコブを 生み出せるという
特別な量子的特徴を持ちうる
10:54
that has the special quantum properties
220
654082
2135
仮想的な新粒子のひとつです
10:56
that could give birth to our little, two-photon bump.
221
656241
4236
重力の謎を解き明かし
11:02
So, the possibility of explaining the mysteries of gravity
222
662000
5820
11:07
and of discovering extra dimensions of space --
223
667844
3498
空間の余剰次元を発見する可能性―
11:11
perhaps now you get a sense
224
671366
1592
もう皆さんはお判りでしょう
11:12
as to why thousands of physics geeks collectively lost their cool
225
672982
4124
どうして何千人もの物理オタクが データ上の 2個の光子からできるわずかなコブに
誰も彼も冷静さを失ったのか
11:17
over our little, two-photon bump.
226
677130
1882
11:19
A discovery of this type would rewrite the textbooks.
227
679036
2900
教科書を書き換えるほどの発見です
11:22
But remember,
228
682739
1152
ここで思い出してください
11:23
the message from us experimentalists
229
683915
1724
その時この研究をしていた
11:25
that actually were doing this work at the time,
230
685663
2239
実験物理学者たちが出したメッセージは とても明確でした
11:27
was very clear:
231
687926
1154
「もっとデータが必要です」
11:29
we need more data.
232
689104
1174
11:30
With more data,
233
690302
1519
データが蓄積されれば
11:31
the little bump will either turn into a nice, crisp Nobel Prize --
234
691845
4024
このわずかなコブが パリッと素敵なノーベル賞になるか
11:35
(Laughter)
235
695893
1760
(笑)
11:37
Or the extra data will fill in the space around the bump
236
697677
2964
新たなデータがコブの周囲を埋めて
11:40
and turn it into a nice, smooth line.
237
700665
1866
滑らかな線となるか判ります
私たちはデータを取り続けました
11:43
So we took more data,
238
703515
1218
11:44
and with five times the data, several months later,
239
704757
2577
数ヶ月かかって5倍の量のデータを集めた結果
11:47
our little bump
240
707358
1690
このわずかなコブは
11:49
turned into a smooth line.
241
709072
2348
滑らかな線になりました
11:55
The news reported on a "huge disappointment," on "faded hopes,"
242
715217
3484
マスコミは「大きな失望」とか 「消えた希望」とか
11:58
and on particle physicists "being sad."
243
718725
2510
素粒子物理学者たちの「残念」などと 報道しました
12:01
Given the tone of the coverage,
244
721259
1811
このように報道されたので
世間は 私たちがLHCを閉鎖し 帰国したと考えたことでしょう
12:03
you'd think that we had decided to shut down the LHC and go home.
245
723094
3488
12:06
(Laughter)
246
726606
1150
(笑)
12:08
But that's not what we did.
247
728628
1603
しかし そんなことはしません
何故でしょうか?
12:13
But why not?
248
733057
2014
12:16
I mean, if I didn't discover a particle -- and I didn't --
249
736475
2845
仮に新粒子を発見できなくても まあ実際だめでしたが―
12:20
if I didn't discover a particle, why am I here talking to you?
250
740209
3029
何故ここで話をしているのか?
何故 恥ずかしさに肩を落とし
12:23
Why didn't I just hang my head in shame
251
743262
2437
12:25
and go home?
252
745723
1224
帰国しないのでしょうか?
素粒子物理学者は探査をしています
12:31
Particle physicists are explorers.
253
751169
3351
12:35
And very much of what we do is cartography.
254
755421
2952
私たちは 専ら地図を作っているようなものです
12:39
Let me put it this way: forget about the LHC for a second.
255
759468
2852
LHCから離れて 分かりやすく説明します
あなたが宇宙飛行士で 宇宙の彼方の惑星に到着し
12:42
Imagine you are a space explorer arriving at a distant planet,
256
762344
3382
12:45
searching for aliens.
257
765750
1325
異星人を探しているとします
最初に何をすべきでしょう?
12:47
What is your first task?
258
767099
1522
12:49
To immediately orbit the planet, land, take a quick look around
259
769931
3076
すぐに惑星を周回し 着陸し 生命の大きく顕著な兆候がないか
ざっと調べて地球の基地に報告するでしょう
12:53
for any big, obvious signs of life,
260
773031
1886
12:54
and report back to home base.
261
774941
1819
ざっと調べて地球の基地に報告するでしょう
12:56
That's the stage we're at now.
262
776784
1624
この段階に私たちはいます
12:59
We took a first look at the LHC
263
779269
1487
LHCで はっきりとした
13:00
for any new, big, obvious-to-spot particles,
264
780780
2284
大きな新粒子を探すための最初の調査をし
何もなかったと報告をしたところです
13:03
and we can report that there are none.
265
783088
1950
13:05
We saw a weird-looking alien bump on a distant mountain,
266
785631
2673
私たちは遠くの山に 異星人らしき変なコブを見ましたが
13:08
but once we got closer, we saw it was a rock.
267
788328
2170
近寄って見ると それは岩でした
13:10
But then what do we do? Do we just give up and fly away?
268
790816
2640
そこで私たちはどうするでしょう? 諦めて飛び去りますか?
13:13
Absolutely not;
269
793480
1287
絶対に違います
13:14
we would be terrible scientists if we did.
270
794791
2305
そんなことをするのは最悪の科学者です
13:17
No, we spend the next couple of decades exploring,
271
797120
3613
そうではなくて 次の二十年間かけて探検をして
13:20
mapping out the territory,
272
800757
1480
その星の詳細な地図を作り
13:22
sifting through the sand with a fine instrument,
273
802261
2365
高性能の機器で砂を厳密に調べて
13:24
peeking under every stone,
274
804650
1458
全ての石の下を探り
地面に穴をあけます
13:26
drilling under the surface.
275
806132
1554
13:28
New particles can either show up immediately
276
808106
2593
新粒子はすぐに大きな はっきりとしたコブとして
13:30
as big, obvious-to-spot bumps,
277
810723
2133
現れるかもしれませんし
13:32
or they can only reveal themselves after years of data taking.
278
812880
3941
何年もの間データを取り続けてから やっと現れるかもしれません
人類は非常に高いエネルギーでの探索を LHCで始めたばかりです
13:38
Humanity has just begun its exploration at the LHC at this big high energy,
279
818103
4410
13:42
and we have much searching to do.
280
822537
1791
もっと探索しなくてはなりません
13:44
But what if, even after 10 or 20 years, we still find no new particles?
281
824352
5825
もし10年あるいは20年経っても 新粒子を発見できなかったらどうしましょう?
より大きな実験設備を建設します
13:51
We build a bigger machine.
282
831053
1695
13:52
(Laughter)
283
832772
1574
(笑)
13:54
We search at higher energies.
284
834370
1690
もっと高いエネルギーで実験をします
13:56
We search at higher energies.
285
836476
1570
もっと高いエネルギーで実験をします
13:58
Planning is already underway for a 100-kilometer tunnel
286
838946
3053
100キロのトンネルを造る計画は すでに進行しています
14:02
that will collide particles at 10 times the energy of the LHC.
287
842612
2976
LHCの10倍のエネルギーで 粒子を衝突させられるでしょう
14:05
We don't decide where nature places new particles.
288
845612
2337
自然が新粒子をどこに隠したか 決めることはできません
14:08
We only decide to keep exploring.
289
848366
1646
探索し続けることを決めただけです
もし100キロのトンネルでも
14:10
But what if, even after a 100-kilometer tunnel
290
850036
2558
14:12
or a 500-kilometer tunnel
291
852618
1860
500キロのトンネルでも
14:14
or a 10,000-kilometer collider floating in space
292
854502
2841
あるいは 地球と月の間の宇宙空間に浮かぶ
14:17
between the Earth and the Moon,
293
857367
1578
1万キロに及ぶ衝突型加速器でも
14:18
we still find no new particles?
294
858969
3062
新粒子を発見できないとしたらどうでしょう?
14:23
Then perhaps we're doing particle physics wrong.
295
863597
2694
多分 素粒子物理学のやり方が 間違っているということです
14:26
(Laughter)
296
866315
1791
(笑)
私たちは考え直さなくてはならないのでしょう
14:28
Perhaps we need to rethink things.
297
868130
1957
14:31
Maybe we need more resources, technology, expertise
298
871127
3262
私たちが今持っているよりも 多くの資金と技術とノウハウが
14:34
than what we currently have.
299
874413
1508
必要となるでしょう
14:36
We already use artificial intelligence and machine learning techniques
300
876610
3341
LHCの一部では既に 人工知能や機械学習の技術を
14:39
in parts of the LHC,
301
879975
1153
取り入れています
極めて複雑なアルゴリズムを使って
14:41
but imagine designing a particle physics experiment
302
881152
2406
自分で学習をして高次元の重力子を
14:43
using such sophisticated algorithms
303
883582
1669
14:45
that it could teach itself to discover a hyperdimensional graviton.
304
885275
3168
発見できるような素粒子物理実験を 設計すると考えてみましょう
14:48
But what if?
305
888467
1157
しかし あの究極の問いはどうなるでしょう?
14:49
What if the ultimate question:
306
889648
1445
人工知能でさえ私たちの問題に答えを出す 助けとならないとしたら?
14:51
What if even artificial intelligence can't help us answer our questions?
307
891117
3473
何世紀にも渡って未解決であった これらの問題は
14:54
What if these open questions, for centuries,
308
894614
2111
14:56
are destined to be unanswered for the foreseeable future?
309
896749
2669
近い将来には解けない定めだとしたら?
14:59
What if the stuff that's bothered me since I was a little kid
310
899442
2929
私が子供の頃から頭を悩ませている問題が
15:02
is destined to be unanswered in my lifetime?
311
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私が生きている内には 解決されない運命だとしたら?
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Then that ...
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そうなったら―
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will be even more fascinating.
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もっと面白くなるでしょう
全く新しい方法で 考えなくてはならなくなるでしょう
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We will be forced to think in completely new ways.
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We'll have to go back to our assumptions,
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仮定に立ち戻って
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and determine if there was a flaw somewhere.
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どこかに間違いがないか 確かめなくてはならないでしょう
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And we'll need to encourage more people to join us in studying science
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そして 一緒に科学を研究するように より多くの人を誘わなくてはなりません
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since we need fresh eyes on these century-old problems.
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それは100年続く問題に対する 新たな視点が必要だからです
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I don't have the answers, and I'm still searching for them.
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私はその答を見つけていませんし その答をまだ探しています
しかし 誰かが― 今は学生かもしれませんし
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But someone -- maybe she's in school right now,
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maybe she's not even born yet --
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まだ生まれてもいないかもしれませんが
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could eventually guide us to see physics in a completely new way,
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その誰かが 全く新しい方法で 物理学を捉えるように導き
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and to point out that perhaps we're just asking the wrong questions.
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今の問いが間違っていただけだと 指摘してくれるでしょう
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Which would not be the end of physics,
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それは物理学の終わりではなく
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but a novel beginning.
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新しい始まりです
ありがとうございました
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Thank you.
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(Applause)
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(拍手)
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