Bagaimana memahami dan menjelaskan 'partikel Tuhan'

Gambar tak bertanggal yang disediakan oleh CERN ini menunjukkan peristiwa kandidat tipikal termasuk dua foton berenergi tinggi yang energinya (digambarkan oleh menara merah) diukur dalam kalorimeter elektromagnetik CMS. Garis kuning adalah jejak terukur dari partikel lain yang dihasilkan dalam tumbukan. Volume biru pucat menunjukkan barel kalorimeter kristal CMS. Untuk sorak-sorai dan tepuk tangan meriah, para ilmuwan di penghancur atom terbesar di dunia mengklaim penemuan partikel subatomik baru Rabu 4 Juli 2012, menyebutnya 'konsisten' dengan Higgs boson yang telah lama dicari - dikenal sebagai 'partikel Tuhan' - itu membantu menjelaskan apa yang memberi semua materi di alam semesta ukuran dan bentuk. (AP Photo/CERN) HANYA UNTUK PENGGUNAAN EDITORIAL - KREDIT WAJIB -

Wartawan suka menggunakan kata-kata seperti 'penemuan' dan 'terobosan', tetapi para ilmuwan merasa ngeri dengan kata-kata seperti itu. Mereka mungkin sangat tidak nyaman dengan ungkapan “The God Particle”, sebuah istilah yang diciptakan oleh fisikawan pemenang Hadiah Nobel. Leon Lederman sebagai cara untuk menjelaskan cara kerja dunia subatom — bukan siapa yang menciptakannya.

Para ilmuwan menggunakan ungkapan yang berbeda, Higgs boson , dan menawarkan deskripsi seperti itu Direktur Jenderal CERN Rolf Heuer memberikan pada Rabu pagi dalam konferensi pers di dekat Jenewa :

“Penemuan partikel yang konsisten dengan Higgs boson membuka jalan ke studi yang lebih rinci, membutuhkan statistik yang lebih besar, yang akan menentukan sifat partikel baru, dan kemungkinan akan menjelaskan misteri lain dari alam semesta kita.”

Tidak heran para jurnalis tergoda untuk mengatakan hal-hal seperti “Para ilmuwan telah menemukan Partikel Tuhan, kunci untuk memahami alam semesta.”

Tidak, belum.

Partikel Tuhan

Dideskripsikan Lederman partikel sebagai hal yang, 'Saya percaya mengatur simfoni kosmik.'

Lederman juga menjelaskan bagaimana dia datang dengan frasa 'Partikel Dewa.' Dalam sebuah makalah berjudul “ Kisah Dua Partikel dan T-Shirt Terbaik ,” jelasnya:

Boson ini sangat penting bagi keadaan fisika saat ini, sangat penting untuk pemahaman akhir kita tentang struktur materi, namun begitu sulit dipahami, sehingga saya memberinya julukan: Partikel Tuhan. Mengapa Partikel Tuhan? Dua alasan. Satu, penerbit tidak mengizinkan kami menelepon
itu Partikel Terkutuk, meskipun itu mungkin judul yang lebih tepat, mengingat sifatnya yang jahat dan biaya yang ditimbulkannya. Dan dua, ada semacam hubungan, dengan buku lain, yang jauh lebih tua ...

Dia mengacu pada buku Alkitab, Kejadian 11:1-9, sebuah bagian yang katanya membangkitkan saat orang berbagi satu bahasa dan materi simetris. Kemudian, itu menjadi rumit.

Lederman adalah salah satu legiun ilmuwan yang telah mencari partikel ini yang dapat menjelaskan bagaimana atom mendapatkan massanya. Di satu sisi, ini adalah upaya untuk memahami hal terkecil, partikel subatom, sehingga kita dapat memahami hal terbesar, alam semesta.

Lederman menulis versinya sendiri dari Genesis 11 yang baru saja dia bayangkan hari ini, hari ketika para ilmuwan mungkin dapat mengumumkan bahwa mereka berada di ambang mengungkap misteri:

“Dan seluruh alam semesta terdiri dari banyak bahasa, dan banyak pidato. Dan terjadilah, ketika mereka melakukan perjalanan dari timur, mereka menemukan dataran di tanah Waxahachie, dan mereka tinggal di sana. Dan mereka berkata satu sama lain, Pergilah, mari kita membangun Collider Raksasa, yang tabrakannya dapat mencapai kembali ke awal waktu. Dan mereka memiliki magnet superkonduktor untuk ditekuk, dan proton memilikinya untuk dihancurkan.

Dan Tuhan turun untuk melihat akselerator, yang dibangun oleh anak-anak manusia. Dan Tuhan berkata, Lihatlah, orang-orang tidak mengacaukan pembaur-Ku. Dan Tuhan menghela nafas dan berkata. Pergilah ke, mari kita turun, dan di sana beri mereka Partikel Dewa agar mereka dapat melihat betapa indahnya alam semesta yang telah Aku buat.”

— Perjanjian Baru, 11:1

Ranjau darat jurnalisme

Ketika Anda mulai menggunakan kata-kata seperti Partikel Tuhan, Anda mulai mencampur teologi (sistem kepercayaan) dan sains, sebuah sistem fakta yang dapat dibuktikan yang dapat direplikasi.

Ketika Anda menggunakan kata-kata seperti 'penemuan' Anda menyiratkan bahwa sekarang kita mengetahui sesuatu yang tidak pernah kita ketahui sebelumnya. Beberapa orang mengatakan menemukan partikel Higgs seperti menemukan jejak kaki dinosaurus; Anda telah menemukan sisa atau jejak, bukan HAL itu sendiri.

Tapi mari kita perjelas, bahkan para ilmuwan yang terlibat dalam pekerjaan ini percaya bahwa mereka sangat dekat untuk mengetahui sesuatu yang besar dan penting.

Gambar tak bertanggal yang disediakan oleh CERN ini menunjukkan peristiwa kandidat tipikal termasuk dua foton berenergi tinggi yang energinya (digambarkan oleh menara merah) diukur dalam kalorimeter elektromagnetik CMS. Garis kuning adalah jejak terukur dari partikel lain yang dihasilkan dalam tumbukan. Volume biru pucat menunjukkan barel kalorimeter kristal CMS. (Foto AP/CERN)

'Penemuan' adalah kata yang menyesatkan. Pengumuman ini lebih seperti aliran pemahaman selama beberapa dekade yang semakin cepat dalam beberapa bulan terakhir.

Beberapa hari yang lalu , Ilmuwan Amerika mengatakan mereka hampir dapat mengatakan bahwa mereka menemukan partikel Tuhan. Dekat tapi tidak cukup.

Kembali di bulan Maret , Ilmuwan Amerika melaporkan hal yang hampir sama, bahwa setelah mempelajari data selama lebih dari 40 tahun, mereka hampir dapat mengatakan bahwa mereka mengisolasi partikel Tuhan.

Enam bulan sebelumnya, pada Desember 2011, dua kelompok Eropa menemukan hal yang kurang lebih sama.

Tapi minggu ini, laporan memuji apa yang tampak sebagai sesuatu yang baru – sebuah “penemuan.”

Satu laporan mengatakan, “Para ilmuwan hari ini memuji penemuan “penting” …”

The New York Times kata para ilmuwan, “menemukan partikel subatomik baru yang mencari seluruh dunia seperti Higgs boson , kunci potensial untuk memahami mengapa partikel elementer memiliki massa dan tentu saja tentang keberadaan keanekaragaman dan kehidupan di alam semesta.”

Apa yang dicari para ilmuwan dan apa yang mereka temukan?

Mari kita mulai dari yang kecil. Partikel subatomik seperti elektron, proton dan neutron membentuk atom. Atom membentuk molekul. Molekul saling menempel untuk membuat zat seperti air, kayu, bahan kimia, dan karet.

Lalu ada hal-hal yang oleh fisikawan disebut boson. Boson adalah partikel seperti foton, tetapi mereka tidak bereaksi sama seperti partikel lainnya. Mereka muncul untuk membantu partikel lain bergaul. Foton tidak memiliki massa, hanya energi. Partikel lain, proton misalnya, memang memiliki massa.

Tapi dari mana partikel terkecil itu, boson, berasal? Seorang ilmuwan bernama Peter Higgs (karenanya Higgs boson) menyarankan bahwa mungkin ada partikel kunci yang berinteraksi dengan orang lain. Jika para ilmuwan dapat mengetahui partikel ini, mereka dapat memahami apa yang memberi elektron, proton, dan neutron massanya, substansinya.

Nick Thompson dari CNN menawarkan analogi ini:

“Bayangkan alam semesta seperti pesta. Tamu yang relatif tidak dikenal di pesta dapat melewati ruangan dengan cepat tanpa diketahui; tamu yang lebih populer akan menarik sekelompok orang (higgs boson) yang kemudian akan memperlambat pergerakan mereka di dalam ruangan.

“Kecepatan partikel yang bergerak melalui medan Higgs bekerja dengan cara yang sama. Partikel tertentu akan menarik kelompok Higgs boson yang lebih besar — ​​dan semakin banyak Higgs boson yang ditarik partikel, semakin besar massanya.”

Ketika para ilmuwan membuat pengumuman besar mereka minggu ini, mereka sangat berhati-hati untuk TIDAK menyebutnya sebagai terobosan atau penemuan. Mereka tidak mengklaim telah menemukan Higgs boson, meskipun jelas itulah yang diharapkan semua orang.

Kisah The Wall Street Journal menunjukkan betapa hati-hatinya pengumuman itu dibuat:

“Joe Incandela, juru bicara salah satu eksperimen, mengatakan kepada para ilmuwan di Pusat Penelitian Nuklir Eropa, atau CERN, bahwa partikel baru itu pastilah boson dan boson terberat yang pernah ditemukan. “

“Implikasinya sangat signifikan dan justru karena alasan inilah kita harus sangat rajin dalam semua studi dan pemeriksaan silang.”

Karya yang menghasilkan pengumuman hari ini adalah produk para ilmuwan di Collider Hadron Besar , terletak di perbatasan Swiss dan Prancis. Collider adalah saluran pipa bawah tanah, semacam arena pacuan kuda, di mana para ilmuwan meledakkan dua berkas partikel subatomik yang disebut 'hadron' - baik proton atau ion timbal - satu sama lain dalam upaya untuk membuat mereka bertabrakan.

Gagasannya selalu bahwa dengan menghancurkan atom bersama-sama, mereka dapat meniru apa yang disebut ledakan 'Big Bang' yang mungkin terjadi ketika alam semesta dimulai.

Orang Amerika telah terlibat dalam bisnis clasher ini selama beberapa dekade. Tapi tahun lalu, Departemen Energi menutup Fermilab Tevatron tabrakan di dekat Batavia, Illinois karena masalah anggaran.

Jadi, mengapa semua ini penting?

(Sedikit permainan kata-kata untuk Anda para ahli fisika.)

Ilmu partikel memiliki manfaat nyata, selain menjelaskan cara kerja alam semesta.

Obat sekarang menggunakan ilmu partikel untuk mendiagnosis dan mengobati kanker. MRI, yang dapat Anda temukan di rumah sakit besar di seluruh dunia, menggunakan teknologi magnet superkonduktor.

Keamanan dalam negeri menggunakan fisika partikel untuk melihat ke dalam peti pengiriman besar.

World Wide Web diciptakan oleh “ilmuwan CERN Tim Berners-Lee … untuk memberikan fisikawan partikel alat untuk berkomunikasi dengan cepat dan efektif dengan rekan-rekan yang tersebar secara global di universitas dan laboratorium.”

Situs web Departemen Energi menunjukkan cara lain supercollider-nya telah menyentuh kehidupan kita:

• sterilisasi makanan
• Produksi isotop medis
• Simulasi pengobatan kanker
• Uji keandalan senjata nuklir
• Pemindaian kontainer pengiriman
• Kombinasi yang diusulkan dari pencitraan PET dan MRI
• Peningkatan kualitas suara dalam rekaman arsip
• Komputasi paralel
• Implantasi ion untuk memperkuat bahan
• Menyembuhkan epoksi dan plastik
• Penambangan dan simulasi data
• Hubungan Internasional
• Transmutasi limbah nuklir
• Pengoperasian jarak jauh dari fasilitas kompleks

Apa yang bisa kamu lakukan dengan cerita ini?

Jadi Anda ingin memasuki cerita ini dan mata editor Anda berputar ke belakang kepalanya. Apa sekarang?

Pertama, perbaiki ceritanya. Jangan terlalu melebih-lebihkan pengumuman minggu ini sebagai beberapa penemuan terobosan baru yang baru saja terjadi. Jangan bermain-main dengan diskusi teologis karena disebut partikel Tuhan.

Kedua, perlakukan cerita dengan serius. Fisika partikel mungkin terdengar terlalu menakutkan untuk Anda tangani. Tetapi aplikasi lokal yang mempengaruhi publik ada di sekitar Anda. Lihat di departemen kedokteran nuklir di rumah sakit setempat Anda dan di keamanan pelabuhan.

Ketiga, bagaimana universitas lokal Anda terlibat dalam penemuan? Seberapa bersemangatkah siswa untuk hidup di zaman penemuan yang dipercepat? Bicaralah dengan siswa sains terbaik dan tanyakan kepada mereka apa yang ingin mereka temukan dalam hidup mereka.

Keempat, bagaimana keadaan pendidikan sains di Amerika Serikat bagian Anda?

Saya bertanya-tanya apakah kita hidup di zaman di mana Amerika akan menemukan cara untuk berinvestasi dalam ide-ide besar seperti super clasher lagi. Kami menghentikan program Pesawat Ulang-alik tanpa tahu apa yang akan terjadi selanjutnya. Bukankah menyenangkan memiliki visi, rencana aksi, dan pendanaan untuk apa yang ingin kita pelajari dan temukan selanjutnya? Tanyakan kepada calon Kongres dan Presiden tentang hal itu.

Saya yakin Anda juga punya ide. Bagikan di bagian komentar.