11 Ratio: Signal-to-noise

Появи се първото видео от провелото се на 29 септември рационално събитие, в което въпреки че Бог беше мръсна дума (и никой не трябваше да употребява словосъчетанието "божия частица"), Леандър Литов, в лекцията си за Стандартния модел, хвърли лимонката: "...след мига, в който Бог е казал - и нека бъде светлина!". Awww, crap... както казваше един червен и рогат.

Видеото е достъпно за наблюдение с просто око ето тук. А въпросният момент, който съм сигурен, че е изправил на нокти организаторите (доколкото ги познавам), се намира на 15:57.

Тъй като има опасност този пост да бъде криво-разбран като не особено добронамерен, може би защото от време на време се вживявам в ролята на всезнаещ гъз, на който всяка нередност му боде в очите, нека да почна с дисклеймър, че нямам за цел да деноминирам очевидната ценност на събитието, нито тази на лекцията на Литов. Преглеждайки я обаче ми направиха впечатление няколко неща, които ми се ще да споделя.

Като цяло се иска доста жонглиране, за да поднесеш адекватно подобен материал. Хем трябва да е близко до средния зрител, който си няма хабер от извънучилищна физика и математика, хем пък всичко трябва да е научно достоверно. Защото какво ще стане, ако в добавка към вечно неразбралите и изкривяващи фактите заради едната сензационност медии, се включат и учените?

По първия параграф Леандър се справи горе-долу добре, макар, че извън лекцията останаха един куп интересни факти, които можеха да бъдат споменати (тях ги има дори на дисплеите в обществения транспорт на Женева). Като изключим очевидното - че лекцията е била компилирана набързо и липсва особеният поглед върху нещата, който да казва все пак нещо и на хората, които са запознати с материала, Леандър говори на съвсем достъпен език. Даже малко по-достъпен, отколкото е прилично.

По втория въпрос обаче, научната достоверност, зейнаха няколко пробойни, които ми дават повод да задълбая малко повече (след моя опит да поднеса на разбираем език тази материя).

Няма да се концентрирам надълго и нашироко на дреболиите от рода на тази, че фотонът в лекцията е наречен с всякакви имена "гама-квант, радио-вълни, електромагнитни вълни, рентгенови лъчи...", но не и с най-популярното - "светлина". Или пък на това, че не всичко е изградено от молекули, както се твърди в лекцията - примерно графитът и диамантът са кристални решетки с атоми по върховете и стените... Или пък на това, че на български е прието да се казва Хигс, а не Хиггс. Или пък на сбъркани пълни и празни членове из слайдовете и пр. дреболии. Ще наблегна само на по-сериозните прегрешения:

7:40 "Ако попитате защо свети Слънцето, няма как да ви обясня без да намеся второто поколение..." Това е напълно погрешно твърдение - в процеса на нуклеосинтез (и съответно светене) на звездите са намесени само фундаментални частици от първото поколение. Разбира се, че това се случва заради слабите взаимодействия, но там не се намесват нито мюони, нито тау-лептони, нито красиви, странни, чровни и върхови кварки. Всъщност никой няма представа защо въобще съществува второ и трето поколение фермиони. Едно време, когато учените са открили мюона, Изидор Раби възкликнал - "Who ordered that [shit]?"

10:20 "Хигс-бозонът живее много кратко - 10^-43 от секундата". Грешка. Времето на живот на Хигс-бозона е на 20 порядъка по-голямо. Това, което Литов цитира е почти колкото от планковото време - най-малкият възможен интервал време, който може да бъде възприет като такъв, т.е. като разстояние между две последователни събития. Под 10^-44 секунди понятията причина и следствие губят значенията си и вече не може да се говори за стрела на времето. Хигс-бозонът е интересен и специален, но не чак толкова интересен и специален, че да се разпада в рамките на планкови времена и съответно да води след себе си нуждата от квантуване на пространството и времето при описване на механизма на получаване на маса на частиците.

12:00 Около тази точка се хвърлят много наедро съждения, че всички предсказания на Стандартния модел (СМ) са проверени експериментално, и едва ли не е останал да се намери само бозонът на Хигс. Това не е точно така. Във физиката на елементарните частици в момента има две основни направления към търсенето на Нова физика (т.е. на процеси, които не се описват от СМ). Първото е с драстичното повишаване на енергиите на взаимодействие. Колкото по-бързи са сблъскващите се протони в LHC, толкова повече енергия се заделя за раждането на масивни частици. Точно заради това Хигс бозонът, чиято маса е 125 ГеВ-а, не е намерен по-рано - просто енергиите на стълкновенията на предните ускорители не са били достатъчни, за да се роди в измерими количества.

Вторият път на доказване или опровергаване на СМ е с помощта на измерване на свръх-редки процеси, които са много точно предсказани в него. Представете си нестабилна частица, която може да се разпада по 100 различни начина. Един от тези начини се случва веднъж на всеки 10 милиарда разпада на тази частица. И Стандартният модел е предсказал вероятността това да се случи с изключителна точност, ако съществуват само известните ни фундаментални частици. Ако обаче в природата се срещат и други елементарни частици - например, суперсиметрични партньори на познатите ни фермиони, те биха направили така, че въпросният разпад да протича с по-голяма вероятност. И именно като измерим прецизно тази "скорост" на разпадане можем да съдим дали СМ е достатъчен или има и процеси, които той не описва. Съществуват редица от тези, т.нар. "златни" канали на разпад, основно на странни и красиви мезони (структури от кварк и антикварк). Тяхното изследване е не по-малко важно и интересно от brute-force подхода на LHC. Нещо повече - има теоретични сценарии, при които по втория път може да се стигне до нова физика, без тя непременно да се прояви при енергиите, при които оперира LHC. Отваряйки една песимистична скоба - Atlas и CMS продължават да отстрелват една след друга нестандартните теории, или да ги натикват в миша дупка. Горката SUSY - до момента няма и помен от нея...

Изглежда ми странно, че Леандър не спомена за тези неща, при все че неговата група в Софийския Университет на практика има по-голямо процентно участие в експеримент по втората линия, отколкото в LHC-експериментите. За жалост, по откриването на Хигс-а, което беше представено на 4-ти юли, не е работил директно нито един българин, нито в CMS, нито в Atlas. Вярно е, че всичко е плод на колаборация на хиляди хора от стотици институти (от българска страна има три), но точно поради тази многохилядност се създават и предпоставки за паразитиране. На практика човек може да се намърда в определена група, да се подпише формално под статията за Хигса на CMS, и да продължи да произнася името на експеримента, към който принадлежи като SMS (това последното е сериозно, ставал съм директен свидетел на такива комедии).

Ще спомена само още едно нещо, което ми направи впечатление нататък в лекцията. Говоренето за началото на Вселената е много хлъзгава територия. Всякакви съждения от рода на "начало", "зараждане", "еди-колко-си години след Големия взрив" са лишени от физически смисъл и логика. Точно тази лекция е пример, че дори самите учени не са много внимателни, когато трябва да боравят с тях. И проблемът не е само в това, че лекцията е предназначена за любознателни неспециалисти. Дори изтъкнати космолози по научни конференции успяват да се подхлъзнат и да говорят как "300 000 години след Началото, Вселената станала прозрачна за светлината". На всичко това обаче бях обещал да посветя нова серия от постове, така че засега ще спра дотук. Само ще отбележа, че космолозите особено силно се гордеят с това, че знаят "възрастта" на Вселената с безпрецедентна точност - 13.7 милиарда години. Така че да закръглиш това научно постижение на "почти 15" меко казано обида. (И волност, която си позволяват само някои поп-песни.)

За да завърша, нека да дам линк към някои наистина интересни факти, много от които можеха да намерят място в тази лекция (примерно вместо акцентирането на българския принос в цялото това начинание). PR-отделът на ЦЕРН си е свършил много добре работата тук, обяснявайки за какъв фундаментален чеп Организацията е потрошила милиарди евро.

P.S. Все пак и аз научих нещо - колко ужасно изглежда отстрани, когато човек си служи под път и над път с ненужни англицизми.