Γουάου φίλε. Κοίτα όλες αυτές τις δολοφονικές εξισώσεις. Γλύκα!
Whoa, dude.
(Laughter)
Πράγματι, για τα επόμενα 18 λεπτά θα βάλω τα δυνατά μου για να περιγράψω την ομορφιά των σωματιδίων της φυσικής χωρίς εξισώσεις. Φαίνεται ότι υπάρχουν πολλά που μπορούμε να μάθουμε από τα κοράλλια. Το κοράλλι είναι ένα πολύ όμορφο και ασυνήθιστο ζώο. Κάθε κεφαλή κοραλλιού αποτελείται από χιλιάδες μεμονωμένους πολύποδες. Αυτοί οι πολύποδες βρίσκονται σε διαρκή βλάστηση και διακλάδωση με γενετικά πανομοιότυπους γείτονες. Εάν φανταστούμε ότι αυτό είναι ένα υπέρ-ευφυές κοράλλι, μπορούμε να απομονώσουμε ένα πολύποδα και να του κάνουμε μία λογική ερώτηση. Να τον ρωτήσουμε πως ακριβώς βρέθηκε σε αυτή τη συγκεκριμένη τοποθεσία συγκριτικά με τα γειτονικά του κοράλλια --- -- εάν ήταν τύχη ή πεπρωμένο ή κάτι άλλο;
Check out those killer equations. Sweet. Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can to describe the beauty of particle physics without equations. It turns out there's a lot we can learn from coral. A coral is a very beautiful and unusual animal. Each coral head consists of thousands of individual polyps. These polyps are continually budding and branching into genetically identical neighbors. If we imagine this to be a hyperintelligent coral, we can single out an individual and ask him a reasonable question. We can ask how exactly he got to be in this particular location compared to his neighbors -- if it was just chance, or destiny, or what?
Αφού μας επιπλήξει για την άνοδο της θερμοκρασίας σε πολύ υψηλά επίπεδα, θα μας έλεγε ότι η ερώτησή μας ήταν απολύτως ανόητη. Αυτά τα κοράλλια μπορούν να είναι πολύ 'σκληρά', βλέπετε, και έχω ουλές από το σέρφινγκ για να το αποδείξω. Αλλά αυτός ο πολύποδας θα συνέχιζε να μας λέει ότι οι γείτονές του ήταν ξεκάθαρα πανομοιότυπα αντίγραφά του. Ότι βρισκόταν επίσης σε όλες τις άλλες τοποθεσίες, αλλά τις βιώνει ως ξεχωριστές οντότητες. Για ένα κοράλλι, η διακλάδωση σε διαφορετικά αντίγραφα είναι το πιο φυσικό πράγμα στον κόσμο.
Now, after admonishing us for turning the temperature up too high, he would tell us that our question was completely stupid. These corals can be kind of mean, you see, and I have surfing scars to prove that. But this polyp would continue and tell us that his neighbors were quite clearly identical copies of him. That he was in all these other locations as well, but experiencing them as separate individuals. For a coral, branching into different copies is the most natural thing in the world.
Σε αντίθεση με μας, ένα υπέρ-ευφυές κοράλλι θα ήταν μοναδικά προετοιμασμένο να κατανοήσει την κβαντική μηχανική. Τα μαθηματικά της κβαντικής μηχανικής περιγράφουν με μεγάλη ακρίβεια πως λειτουργεί το σύμπαν. Και μας λένε ότι η πραγματικότητα μας διακλαδώνεται συνεχώς σε διαφορετικές δυνατότητες, ακριβώς όπως τα κοράλλια. Είναι παράξενο για εμάς τους ανθρώπους να το συλλάβουμε διανοητικά, καθώς μπορούμε να βιώσουμε μία μόνο δυνατότητα. Αυτή η κβαντική παραξενιά περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Έρβιν Σρόντιντζερ (Erwin Schrödinger) και την γάτα του. Η γάτα του προτιμάει αυτή την εκδοχή. (Γέλια) Σε αυτό το σκηνικό, ο Σρόντιντζερ έιναι σε ένα κουτί με ένα ραδιενεργό δείγμα το οποίο, σύμφωνα με τους νόμους της κβαντικής μηχανικής, διακλαδώνεται σε μια κατάσταση στην όποια ακτινοβολεί και σε μια κατάσταση στην οποία δεν ακτινοβολεί. (Γέλια) Στην κατάσταση ακτινοβολίας, πυροδοτεί μια σκανδάλη που απελευθερώνει δηλητήριο και ο Σρόντιντζερ πεθαίνει. Άλλα στην άλλη διακλάδωση της πραγματικότητας, παραμένει ζωντανός. Αυτές οι πραγματικότητες βιώνονται ξεχωριστά από κάθε άτομο. Από όσο μπορούμε να πούμε, η άλλη πραγματικότητα δεν υπάρχει.
Unlike us, a hyperintelligent coral would be uniquely prepared to understand quantum mechanics. The mathematics of quantum mechanics very accurately describes how our universe works. And it tells us our reality is continually branching into different possibilities, just like a coral. It's a weird thing for us humans to wrap our minds around, since we only ever get to experience one possibility. This quantum weirdness was first described by Erwin Schrödinger and his cat. The cat likes this version better. (Laughter) In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state in which it is radiated and a state in which it is not. (Laughter) In the branch in which the sample radiates, it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead. But in the other branch of reality, he remains alive. These realities are experienced separately by each individual. As far as either can tell, the other one doesn't exist.
Αυτό φαίνεται αλλόκοτο σε μας, επειδή καθένας από μας βιώνει μόνο μια ύπαρξη, και δεν μπορούμε να δούμε άλλες διακλαδώσεις. Είναι σαν ο κάθε ένας από μας, όπως ο Σρόντιντζερ εδώ, να είναι κάποιο είδος κοραλλιού που διακλαδώνεται σε διαφορετικές δυνατότητες. Τα μαθηματικά της κβαντικής μηχανικής μας λένε ότι έτσι δουλεύει ο κόσμος στις μικροσκοπικές κλίμακες. Μπορεί να συνοψιστεί σε μία φράση: Ότι μπορεί να συμβεί, συμβαίνει. Αυτή είναι η κβαντική μηχανική. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι τα πάντα συμβαίνουν. Η υπόλοιπη φυσική περιγράφει τι μπορεί να συμβεί και τι δεν μπορεί. Αυτό που μας λέει η φυσική είναι ότι όλα αφορούν την γεωμετρία και τις αλληλεπιδράσεις των στοιχειωδών σωματιδίων. Και πράγματα μπορούν να συμβούν μόνο όταν αυτές οι αλληλεπιδράσεις είναι σε τέλεια ισορροπία.
This seems weird to us, because each of us only experiences an individual existence, and we don't get to see other branches. It's as if each of us, like Schrödinger here, are a kind of coral branching into different possibilities. The mathematics of quantum mechanics tells us this is how the world works at tiny scales. It can be summed up in a single sentence: Everything that can happen, does. That's quantum mechanics. But this does not mean everything happens. The rest of physics is about describing what can happen and what can't. What physics tells us is that everything comes down to geometry and the interactions of elementary particles. And things can happen only if these interactions are perfectly balanced.
Τώρα θα συνεχίσω να περιγράφω πώς γνωρίζουμε για αυτά τα σωματίδια, τι είναι και πως λειτουργεί αυτή η ισορροπία. Σε αυτή την μηχανή, μια δέσμη πρωτονίων και αντι-πρωτονίων επιταχύνονται κοντά στην ταχύτητα του φωτός και συγκρούονται μεταξύ τους, παράγοντας μια έκρηξη καθαρής ενέργειας. Αυτή η ενέργεια μετατρέπεται απευθείας σε ένα σπρέι από ημι-ατομικά σωματίδια, με ανιχνευτές και υπολογιστές που χρησιμοποιούνται για να καταλάβουμε τις ιδιότητες τους. Αυτή η τεράστια μηχανή, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN, στη Γενεύη έχει περιφέρεια 17 μιλίων και όταν βρίσκεται σε λειτουργία καταναλώνει πέντε φορές περισσότερη ενέργεια από την πόλη του Μοντερέη (Monterey). Δεν μπορούμε να προβλέψουμε τι ακριβώς σωματίδια θα παραχθούν σε καμία μεμονωμένη σύγκρουση. Η κβαντική μηχανική μας λέει ότι όλες οι δυνατότητες πραγματοποιούνται. Αλλά η φυσική μας λέει τι σωματίδια μπορούν να παραχθούν. Αυτά τα σωματίδια πρέπει να έχουν ίση μάζα και ενέργεια με αυτή που κουβαλάει το πρωτόνιο και αντί-πρωτόνιο. Σωματίδια με μεγαλύτερη μάζα από αυτό το όριο ενέργειας δεν παράγονται και παραμένουν αόρατα σε μας. Γι' αυτό, αυτός ο καινούριος επιταχυντής σωματιδίων είναι τόσο συναρπαστικός. Πρόκειται να επιτείνει αυτό το ενεργειακό όριο εφτά φορές παραπάνω από οτιδήποτε άλλο στο παρελθόν, οπότε πρόκειται να δούμε κάποια καινούρια σωματίδια πολύ σύντομα.
Now I'll go ahead and describe how we know about these particles, what they are and how this balance works. In this machine, a beam of protons and antiprotons are accelerated to near the speed of light and brought together in a collision, producing a burst of pure energy. This energy is immediately converted into a spray of subatomic particles, with detectors and computers used to figure out their properties. This enormous machine -- the Large Hadron Collider at CERN in Geneva -- has a circumference of 17 miles and, when it's operating, draws five times as much power as the city of Monterey. We can't predict specifically what particles will be produced in any individual collision. Quantum mechanics tells us all possibilities are realized. But physics does tell us what particles can be produced. These particles must have just as much mass and energy as is carried in by the proton and antiproton. Any particles more massive than this energy limit aren't produced, and remain invisible to us. This is why this new particle accelerator is so exciting. It's going to push this energy limit seven times beyond what's ever been done before, so we're going to get to see some new particles very soon.
Αλλά πριν μιλήσω για το τι πιθανόν θα δούμε θα ήθελα να περιγράψω τα σωματίδια που γνωρίζουμε ήδη. Υπάρχει ένας ολόκληρος 'ζωολογικός κήπος' υποατομικών σωματιδίων. Τα γνώριμα σε μας είναι τα ηλεκτρόνια. Πολλοί άνθρωποι σε αυτή την αίθουσα βγάζουν ένα καλό εισόδημα με την ώθηση ηλεκτρονίων. (Γέλια) Αλλά το ηλεκτρόνιο έχει επίσης ένα ουδέτερο ταίρι, το νετρίνο, χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και με μικροσκοπική μάζα. Σε αντίθεση, τα πάνω-και-κάτω κουάρκ έχουν πολύ μεγάλες μάζες, και συνδυάζονται σε τριάδες για να δημιουργήσουν πρωτόνια και νετρόνια στο εσωτερικό του ατόμου. Όλα αυτά τα σωματίδια ύλης βγαίνουν σε αριστερό- και δεξιόχειρες ποικιλίες και έχουν το αντισωματίδιο ταίρι τους που κουβαλάει το αντίθετο φορτίο. Αυτά τα γνώριμα σωματίδια έχουν επίσης λιγότερο γνώριμες δεύτερες και τρίτες γενιές, οι οποίες έχουν το ίδιο φορτίο με την πρώτη, αλλά έχουν πολύ μεγαλύτερες μάζες. Όλα τα σωματίδια ύλης αλληλεπιδρούν με τα σωματίδια διάφορων δυνάμεων. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη αλληλεπιδρά με την ηλεκτρικά φορτισμένη ύλη μέσω των σωματιδίων που ονομάζονται φωτόνια. Υπάρχει επίσης μια πολύ ασθενής δύναμη, με το πεζό όνομα 'ασθενής' δύναμη, η οποία αλληλεπιδρά
But before talking about what we might see, let me describe the particles we already know of. There's a whole zoo of subatomic particles. Most of us are familiar with electrons. A lot of people in this room make a good living pushing them around. (Laughter) But the electron also has a neutral partner called the neutrino, with no electric charge and a very tiny mass. In contrast, the up and down quarks have very large masses, and combine in threes to make the protons and neutrons inside atoms. All of these matter particles come in left- and right-handed varieties, and have antiparticle partners that carry opposite charges. These familiar particles also have less familiar second and third generations, which have the same charges as the first but have much higher masses. These matter particles all interact with the various force particles. The electromagnetic force interacts with electrically charged matter via particles called photons. There is also a very weak force called, rather unimaginatively, the weak force ...
μόνο με αριστερόχειρη ύλη. Η ισχυρή δύναμη δρα ανάμεσα σε κουάρκ που κουβαλούν ένα διαφορετικό είδος φορτίου, το χρωματικό φορτίο, που βγαίνει σε τρεις ποικιλίες: κόκκινο, πράσινο και μπλε. Τα παράπονα για τα ονόματα στον Murray Gell-Mann -- είναι δικό του φταίξιμο. Τέλος, υπάρχει η δύναμη της βαρύτητας, η οποία αλληλεπιδρά με την ύλη μέσω της μάζας της και της περιστροφής.
(Laughter) that interacts only with left-handed matter. The strong force acts between quarks which carry a different kind of charge, called color charge, and come in three different varieties: red, green and blue. You can blame Murray Gell-Mann for these names -- they're his fault. Finally, there's the force of gravity, which interacts with matter via its mass and spin.
Το πιο σημαντικό εδώ να κατανοήσουμε είναι ότι υπάρχουν διαφορετικά είδη φορτίου που σχετίζονται με καθεμία από αυτές τις δυνάμεις. Αυτές οι τέσσερις διαφορετικές δυνάμεις αλληλεπιδρούν με την ύλη σύμφωνα με το αντίστοιχο φορτίο που έχει το κάθε σωματίδιο. Ένα σωματίδιο που δεν έχει ακόμα ιδωθεί, αλλά είμαστε σχεδόν σίγουροι ότι υπάρχει είναι το σωματίδιο Χιγκς το οποίο δίνει μάζα στα άλλα σωματίδια. Ο κύριος σκοπός του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων είναι να αποκαλύψει το σωματίδιο Χιγκς, και είμαστε σχεδόν βέβαιοι ότι θα συμβεί. Αλλά το μεγαλύτερο μυστήριο είναι τι άλλο πιθανόν να δούμε. Και θα σας παρουσιάσω μια πολύ όμορφη δυνατότητα προς το τέλος αυτής της ομιλίας.
The most important thing to understand here is that there's a different kind of charge associated with each of these forces. These four different forces interact with matter according to the corresponding charges that each particle has. A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists, is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles. The main purpose of the Large Hadron Collider is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will. But the greatest mystery is what else we might see. And I'm going to show you one beautiful possibility towards the end of this talk.
Τώρα, εάν αθροίσουμε όλα αυτά τα διαφορετικά σωματίδια σύμφωνα με τα διάφορα φορτία και περιστροφές τους, είναι σύνολο 226. Μεγάλος αριθμός για να τα παρακολουθήσεις. Και φαίνεται περίεργο ότι η φύση έχει τόσο πολλά στοιχειώδη σωματίδια. Αλλά όταν τα σχεδιάσουμε σύμφωνα με τα φορτία τους προκύπτουν κάποια πολύ όμορφα σχέδια. Το πιο γνώριμο φορτίο είναι το ηλεκτρικό φορτίο. Τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο, και τα κουάρκ έχουν ηλεκτρικό φορτίο σε τρίτα. Έτσι, όταν δύο πάνω κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ συνδυάζονται για να φτιάξουν ένα πρωτόνιο, έχει συνολικό ηλεκτρικό φορτίο +1. Τα σωματίδια έχουν επίσης αντι-σωματίδια τα οποία έχουν αντίθετα φορτία. Τώρα, αποδεικνύεται ότι τα ηλεκτρικά φορτία στην πραγματικότητα είναι ένας συνδυασμός από δύο άλλα φορτία: το υπέρ-φορτίο και το ασθενές φορτίο. Όταν επεκτείνουμε τα υπερ-φορτία και τα ασθενή φορτία και παρουσιάσουμε τα φορτία των σωματιδίων σε αυτό τον δισδιάστατο χώρο, το ηλεκτρικό φορτίο βρίσκεται στην θέση που παίρνουν τα σωματίδια στον κάθετο άξονα. Ο ηλεκτρομαγνητισμός και οι ασθενείς δυνάμεις αλληλεπιδρούν με την ύλη σύμφωνα με το υπέρ- και το ασθενές φορτίο, που δημιουργεί αυτό το σχήμα. Αυτό ονομάζεται Ενιαίο Ηλεκτρασθενές Μοντέλο και καταρτίστηκε το 1967.
Now, if we count up all these different particles using their various spins and charges, there are 226. That's a lot of particles to keep track of. And it seems strange that nature would have so many elementary particles. But if we plot them out according to their charges, some beautiful patterns emerge. The most familiar charge is electric charge. Electrons have an electric charge, a negative one, and quarks have electric charges in thirds. So when two up quarks and a down quark are combined to make a proton, it has a total electric charge of plus one. These particles also have antiparticles, which have opposite charges. Now, it turns out the electric charge is actually a combination of two other charges: hypercharge and weak charge. If we spread out the hypercharge and weak charge and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space, the electric charge is where these particles sit along the vertical direction. The electromagnetic and weak forces interact with matter according to their hypercharge and weak charge, which make this pattern. This is called the unified electroweak model, and it was put together back in 1967.
Ο λόγος για τον οποίο οι περισσότεροι από μας γνωρίζουμε κυρίως το ηλεκτρικό φορτίο και όχι και τα δύο είναι εξαιτίας του σωματιδίου Χιγκς. Το Χιγκς, εδώ στα αριστερά, έχει μεγάλη μάζα και σπάει την συμμετρία αυτού του ηλεκτρασθενούς σχήματος. Κάνει την ασθενή δύναμη πολύ ασθενή με το να δίνει στα ασθενή σωματίδια μεγάλη μάζα. Εφόσον αυτό το τεράστιο Χιγκς βρίσκεται στον οριζόντιο άξονα σε αυτό το διάγραμμα, τα φωτόνια του ηλεκτρομαγνητισμού παραμένουν χωρίς μάζα και αλληλεπιδρούν με το ηλεκτρικό φορτίο στον κάθετο άξονα σε αυτόν τον φορτισμένο χώρο. Άρα ο ηλεκτρομαγνητισμός και η ασθενής δύναμη περιγράφονται από αυτό το δισδιάστατο σχηματισμό των φορτισμένων σωματιδίων. Μπορούμε να συμπεριλάβουμε την ισχυρή δύναμη εάν απλώσουμε τις δύο κατευθύνσεις του φορτίου της και παρουσιάσουμε τα φορτία των σωματιδίων δύναμης ως κουάρκ σε αυτές τις κατευθύνσεις. Τα φορτία όλων των γνωστών σωματιδίων μπορούν να παρουσιαστούν σε ένα τετραδιάστατο χώρο φορτίων, και να προβληθούν πάνω σε δύο διαστάσεις, όπως εδώ, ώστε να μπορούμε να τα δούμε.
The reason most of us are only familiar with electric charge and not both of these is because of the Higgs particle. The Higgs, over here on the left, has a large mass and breaks the symmetry of this electroweak pattern. It makes the weak force very weak by giving the weak particles a large mass. Since this massive Higgs sits along the horizontal direction in this diagram, the photons of electromagnetism remain massless and interact with electric charge along the vertical direction in this charge space. So the electromagnetic and weak forces are described by this pattern of particle charges in two-dimensional space. We can include the strong force by spreading out its two charge directions and plotting the charges of the force particles in quarks along these directions. The charges of all known particles can be plotted in a four-dimensional charge space, and projected down to two dimensions like this so we can see them.
Κάθε φορά που τα σωματίδια αλληλεπιδρούν, η φύση διατηρεί μια τέλεια ισορροπία σε όλες αυτές τις τέσσερις φορτισμένες κατευθύνσεις. Όταν ένα σωματίδιο συγκρούεται με ένα αντισωματίδιο, δημιουργείται μια έκρηξη ενέργειας και ένα μηδενικό συνολικό φορτίο σε όλες τις τέσσερις κατευθύνσεις του φορτίου. Σε αυτό το σημείο, οτιδήποτε μπορεί να δημιουργηθεί αρκεί να έχει την ίδια ενέργεια και διατηρεί ένα μηδενικό συνολικό φορτίο. Για παράδειγμα, το σωματίδιο ασθενούς δύναμης και το αντισωματίδιό του μπορούν να δημιουργηθούν σε μια σύγκρουση. Σε περαιτέρω αλληλεπιδράσεις, τα φορτία πρέπει πάντα να ισορροπούν. Ένα από τα ασθενή σωματίδια μπορεί να αποσυντεθεί σε ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντι-νετρίνο, και τα τρία αυτά διατηρούν μηδενικό συνολικό φορτίο. Η φύση διατηρεί πάντα μια τέλεια ισορροπία. Άρα αυτοί οι σχηματισμοί των φορτίων δεν είναι απλά όμορφοι. Μας μιλούν για το ποιες αλληλεπιδράσεις επιτρέπεται να συμβούν. Μπορούμε να περιστρέψουμε τον χώρο σε 4 διαστάσεις για να έχουμε μία καλύτερη οπτική των ισχυρών αλληλεπιδράσεων, το οποίο έχει αυτή την ωραία εξάγωνη συμμετρία. Στις ισχυρές αλληλεπιδράσεις, ένα ισχυρής δύναμης σωματίδιο, όπως αυτό εδώ αλληλεπιδρά με ένα χρωματικό κουάρκ, σαν αυτό το πράσινο, για να δώσει ένα κουάρκ διαφορετικού χρωματικού φορτίου -- αυτό το κόκκινο. Ισχυρές αλληλεπιδράσεις συμβαίνουν εκατομμύρια φορές κάθε δευτερόλεπτο σε κάθε άτομο του σώματός μας, συγκρατώντας τον ατομικό πυρήνα.
Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance along all four of these charge directions. If a particle and an antiparticle collide, it creates a burst of energy and a total charge of zero in all four charge directions. At this point, anything can be created as long as it has the same energy and maintains a total charge of zero. For example, this weak force particle and its antiparticle can be created in a collision. In further interactions, the charges must always balance. One of the weak particles could decay into an electron and an antineutrino, and these three still add to zero total charge. Nature always keeps a perfect balance. So these patterns of charges are not just pretty. They tell us what interactions are allowed to happen. And we can rotate this charge space in four dimensions to get a better look at the strong interaction, which has this nice hexagonal symmetry. In a strong interaction, a strong force particle, such as this one, interacts with a colored quark, such as this green one, to give a quark with a different color charge -- this red one. And strong interactions are happening millions of times each second in every atom of our bodies, holding the atomic nuclei together.
Αλλά αυτά τα τέσσερα φορτία αντιστοιχούν σε τρεις δυνάμεις και δεν είναι το τέλος της ιστορίας. Μπορούμε επίσης να συμπεριλάβουμε δύο ακόμα φορτία που αντιστοιχούν στη δύναμη της βαρύτητας. Όταν συμπεριληφθούν, κάθε σωματίδιο ύλης έχει δύο διαφορετικά φορτία περιστροφής (spin), spin-πάνω και spin-κάτω. Έτσι όλα διασπώνται και δίνουν έναν όμορφο σχηματισμό σε ένα εξαδιάστατο χώρο φορτίου. Μπορούμε να περιστρέψουμε το σχήμα σε 6 διαστάσεις, και να δούμε ότι είναι αρκετά όμορφο. Εδώ ακριβώς, το σχήμα ταιριάζει στην παρούσα γνώση μας του πως έχει χτιστεί ο κόσμος στις μικροσκοπικές κλίμακες αυτών των στοιχειωδών σωματιδίων. Αυτά γνωρίζουμε με σιγουριά. Κάποια από αυτά τα σωματίδια βρίσκονται στο όριο του τι μπορούμε να ανακαλύψουμε πειραματικά. Μέσω αυτού του σχήματος, γνωρίζουμε ήδη τα σωματίδια της φυσικής σε μικροσκοπικές κλίμακες. Ο τρόπος που λειτουργεί το σύμπαν σε αυτές τις μικροσκοπικές κλίμακες είναι πολύ όμορφος.
But these four charges corresponding to three forces are not the end of the story. We can also include two more charges corresponding to the gravitational force. When we include these, each matter particle has two different spin charges, spin-up and spin-down. So they all split and give a nice pattern in six-dimensional charge space. We can rotate this pattern in six dimensions and see that it's quite pretty. Right now, this pattern matches our best current knowledge of how nature is built at the tiny scales of these elementary particles. This is what we know for certain. Some of these particles are at the very limit of what we've been able to reach with experiments. From this pattern we already know the particle physics of these tiny scales -- the way the universe works at these tiny scales is very beautiful.
Αλλά τώρα θα μιλήσω για κάποιες καινούριες και παλιές ιδέες για αυτά που δεν γνωρίζουμε ακόμα. Θέλουμε να επεκτείνουμε το σχήμα χρησιμοποιώντας μόνο μαθηματικά, και να δούμε αν μπορούμε να αγγίξουμε όλο το μεγαλείο. Θέλουμε να βρούμε όλα τα σωματίδια και όλες τις δυνάμεις που φτιάχνουν την ολοκληρωμένη εικόνα του σύμπαντος. Και θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή την εικόνα για να προβλέψουμε καινούρια σωματίδια που θα δούμε όταν τα πειράματα αγγίξουν υψηλότερες ενέργειες.
But now I'm going to discuss some new and old ideas about things we don't know yet. We want to expand this pattern using mathematics alone, and see if we can get our hands on the whole enchilada. We want to find all the particles and forces that make a complete picture of our universe. And we want to use this picture to predict new particles that we'll see when experiments reach higher energies.
Υπάρχει λοιπόν, μια παλιά ιδέα στην σωματιδιακή φυσική που υποστηρίζει ότι αυτό το γνώριμο σχήμα των φορτίων, το οποίο δεν είναι συμμετρικό, θα μπορούσε να προκύψει από ένα πιο τέλειο σχήμα το οποίο διασπάται, όπως το σωματίδιο Χιγκς διασπά το ηλεκτρασθενές μοτίβο για να δώσει ηλεκτρομαγνητισμό. Για να το κάνουμε, χρειάζεται να εισάγουμε καινούριες δυνάμεις με καινούριες κατευθύνεις φορτίων. Όταν εισάγουμε μια καινούρια κατεύθυνση, πρέπει να μαντέψουμε τι φορτία κουβαλούν τα σωματίδια σε αυτή την κατεύθυνση, και έπειτα μπορούμε να το περιστρέψουμε μαζί με τα υπόλοιπα σωματίδια. Εάν μαντέψαμε σωστά, μπορούμε να οικοδομήσουμε τα γνωστά φορτία σε έξι διαστάσεις φορτίου, ως μια διασπασμένη συμμετρία του πιο τέλειου σχήματος σε εφτά διαστάσεις.
So there's an old idea in particle physics that this known pattern of charges, which is not very symmetric, could emerge from a more perfect pattern that gets broken -- similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern to give electromagnetism. In order to do this, we need to introduce new forces with new charge directions. When we introduce a new direction, we get to guess what charges the particles have along this direction, and then we can rotate it in with the others. If we guess wisely, we can construct the standard charges in six charge dimensions as a broken symmetry of this more perfect pattern in seven charge dimensions.
Η συγκεκριμένη αυτή επιλογή αντιστοιχεί στην Μεγάλη Ενοποιημένη Θεωρία που εισήγαγαν οι Πατί και Σαλάμ το 1973. Αν κοιτάξουμε αυτό το νέο ενοποιημένο σχήμα, βλέπουμε μερικά κενά όπου φαίνεται να λείπουν σωματίδια. Με αυτό τον τρόπο λειτουργούν οι θεωρίες ενοποίησης. Ο φυσικός αναζητάει μεγαλύτερα, πιο συμμετρικά σχήματα τα οποία συμπεριλαμβάνουν το καθιερωμένο μοντέλο ως υποσύνολο. Το μεγαλύτερο σχήμα μας επιτρέπει να προβλέψουμε την ύπαρξη σωματιδίων που δεν έχουμε ποτέ δει. Αυτό το ενοποιημένο μοντέλο προβλέπει την ύπαρξη αυτών των δύο νέων σωματιδίων δύναμης, τα οποία πρέπει να λειτουργούν παρόμοια με την ασθενή δύναμη, μονάχα ακόμη ασθενέστερα.
This particular choice corresponds to a grand unified theory introduced by Pati and Salam in 1973. When we look at this new unified pattern, we can see a couple of gaps where particles seem to be missing. This is the way theories of unification work. A physicist looks for larger, more symmetric patterns that include the established pattern as a subset. The larger pattern allows us to predict the existence of particles that have never been seen. This unification model predicts the existence of these two new force particles, which should act a lot like the weak force, only weaker.
Τώρα μπορούμε να περιστρέψουμε αυτό το σύνολο φορτίων σε εφτά διαστάσεις και να συλλογιστούμε ένα παράξενο γεγονός σχετικά με την ύλη των σωματιδίων: η δεύτερη και τρίτη γενιά ύλης έχει ακριβώς τα ίδια φορτία στον εξαδιάστατο χώρο φορτίων με την πρώτη γενιά. Αυτά τα σωματίδια δεν εξατομικεύονται από τα έξι φορτία τους. Κάθονται το ένα πάνω στο άλλο στον καθιερωμένο χώρο φορτίων. Ωστόσο, αν δουλέψουμε σε ένα οκταδιάστατο χώρο φορτίου, τότε μπορούμε να εξατομικεύσουμε νέα φορτία σε κάθε σωματίδιο. Μπορούμε να περιστρέψουμε τα φορτία σε οχτώ διαστάσεις, και να δούμε πως δείχνει το ολοκληρωμένο μοντέλο. Μπορούμε να δούμε ότι η δεύτερη και τρίτη γενιά ύλης σχετίζεται με την πρώτη γενιά ύλης με μια συμμετρία που ονομάζεται "τριαδικότητα" (triality).
Now, we can rotate this set of charges in seven dimensions and consider an odd fact about the matter particles: the second and third generations of matter have exactly the same charges in six-dimensional charge space as the first generation. These particles are not uniquely identified by their six charges. They sit on top of one another in the standard charge space. However, if we work in eight-dimensional charge space, then we can assign unique new charges to each particle. Then we can spin these in eight dimensions and see what the whole pattern looks like. Here we can see the second and third generations of matter now, related to the first generation by a symmetry called "triality."
Αυτό το μοντέλο φορτίων σε 8 διαστάσεις είναι στην πραγματικότητα μέρος της πιο όμορφης γεωμετρικής δομής των μαθηματικών. Είναι σχηματισμός της μεγαλύτερης, εξαιρετικής ομάδας Lie, το Ε8. Αυτή η ομάδα Lie είναι ένα ομαλό, καμπυλωτό σχήμα με 248 διαστάσεις. Κάθε σημείο σε αυτό το σχήμα αντιστοιχεί σε μια συμμετρία πάνω σε αυτό τον πολύ περίπλοκο και όμορφο σχηματισμό. Ένα μικρό μέρος του σχηματισμού Ε8 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει τον καμπυλωτό χωροχρόνο της Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας του Αϊνστάιν εξηγώντας την βαρύτητα. Μαζί με την κβαντική μηχανική, η γεωμετρία αυτού του σχήματος θα μπορούσε να περιγράψει τα πάντα γύρω από την λειτουργία του σύμπαντος στις μικροσκοπικές κλίμακες. Και το μοντέλο αυτού του σχήματος στον οκταδιάστατο χώρο φορτίων είναι εξαιρετικά όμορφο, και συνοψίζει χιλιάδες πιθανές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των θεμελιωδών σωματιδίων, καθένα από αυτά είναι απλά μια όψη αυτού του περίπλοκου σχήματος.
This particular pattern of charges in eight dimensions is actually part of the most beautiful geometric structure in mathematics. It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8. This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions. Each point in this pattern corresponds to a symmetry of this very complex and beautiful shape. One small part of this E8 shape can be used to describe the curved space-time of Einstein's general relativity, explaining gravity. Together with quantum mechanics, the geometry of this shape could describe everything about how the universe works at the tiniest scales. The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space is exquisitely beautiful, and it summarizes thousands of possible interactions between these elementary particles, each of which is just a facet of this complicated shape.
Καθώς το περιστρέφουμε, μπορούμε να δούμε πολλά από τα περίπλοκα σχέδια που περιλαμβάνονται σε αυτό. Και με μια συγκεκριμένη περιστροφή, μπορούμε να δούμε κάτω από αυτό το μοτίβο σε 8 διαστάσεις κατά μήκος του άξονα συμμετρίας και να δούμε όλα τα σωματίδια με μιας. Είναι ένα όμορφο αντικείμενο, και όπως με κάθε ενοποίηση, μπορούμε να δούμε κάποια κενά όπου καινούρια σωματίδια απαιτούνται από αυτό το μοντέλο. Υπάρχουν 20 κενά όπου καινούρια σωματίδια πρέπει να υπάρχουν δύο από τα οποία έχουν συμπληρωθεί από τα σωματίδια των Πατί και Σαλάμ. Από την θέση τους στο σχήμα, γνωρίζουμε ότι αυτά τα νέα σωματίδια πρέπει να είναι βαθμωτά πεδία όπως το σωματίδιο Χιγκς, αλλά να έχουν χρωματικό φορτίο και να αλληλεπιδρούν με την ισχυρή δύναμη. Η συμπλήρωση αυτών των νέων σωματιδίων ολοκληρώνει το μοντέλο, δίνοντας μας ένα ολόκληρο Ε8.
As we spin it, we can see many of the other intricate patterns contained in this one. And with a particular rotation, we can look down through this pattern in eight dimensions along a symmetry axis and see all the particles at once. It's a very beautiful object, and as with any unification, we can see some holes where new particles are required by this pattern. There are 20 gaps where new particles should be, two of which have been filled by the Pati-Salam particles. From their location in this pattern, we know that these new particles should be scalar fields like the Higgs particle, but have color charge and interact with the strong force. Filling in these new particles completes this pattern, giving us the full E8.
Το Ε8 μοτίβο έχει πολύ βαθιές μαθηματικές ρίζες. Θεωρείται από πολλούς το πιο όμορφα δομημένο σχήμα στα μαθηματικά. Είναι μια υπέροχη προοπτική, ότι αυτό το αντικείμενο με την μεγαλειώδη μαθηματική ομορφιά θα μπορούσε να περιγράψει την αλήθεια σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις σωματιδίων στις πιο μικροσκοπικές κλίμακες. Και η ιδέα ότι η φύση μπορεί να περιγραφεί από τα μαθηματικά δεν είναι καθόλου καινούρια. Το 1623, ο Γαλιλαίος έγραψε αυτό: "Το μεγαλειώδης βιβλίο της φύσης, το οποίο βρίσκεται συνεχώς μπροστά στα μάτια μας, είναι γραμμένο στη γλώσσα των μαθηματικών. Οι χαρακτήρες του είναι τρίγωνα, κύκλοι, και άλλα γεωμετρικά σχήματα, χωρίς τα οποία είναι ανθρωπίνως αδύνατο να κατανοηθεί ούτε μία λέξη, χωρίς τα οποία, τριγυρνάμε σε ένα σκοτεινό λαβύρινθο."
This E8 pattern has very deep mathematical roots. It's considered by many to be the most beautiful structure in mathematics. It's a fantastic prospect that this object of great mathematical beauty could describe the truth of particle interactions at the smallest scales imaginable. And this idea that nature is described by mathematics is not at all new. In 1623, Galileo wrote this: "Nature's grand book, which stands continually open to our gaze, is written in the language of mathematics. Its characters are triangles, circles and other geometrical figures, without which it is humanly impossible to understand a single word of it; without these, one is wandering around in a dark labyrinth."
Πιστεύω ότι αυτό είναι αλήθεια, και έχω προσπαθήσει να ακολουθήσω τις οδηγίες του Γαλιλαίου στο να περιγράψω τα μαθηματικά των σωματιδίων της φυσικής χρησιμοποιώντας μόνο τρίγωνα, κύκλους και άλλα γεωμετρικά σχήματα. Φυσικά, όταν εγώ και άλλοι φυσικοί δουλεύουμε με αυτά τα πράγματα τα μαθηματικά θυμίζουν σκοτεινό λαβύρινθο. Αλλά είναι ενθαρρυντικό ότι στην καρδιά των μαθηματικών βρίσκεται καθαρή, όμορφη γεωμετρία. Μαζί με την κβαντική μηχανική, αυτά τα μαθηματικά περιγράφουν το σύμπαν ως ένα αναπτυσσόμενο κοράλλι Ε8, με τα σωματίδια να αλληλεπιδρούν σε κάθε τοποθεσία με κάθε πιθανό τρόπο σύμφωνα με αυτό το πανέμορφο σχήμα. Και καθώς περισσότερα σωματίδια ανακαλύπτονται με καινούριες μηχανές όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, πιθανόν να μπορέσουμε να δούμε εάν η φύση χρησιμοποιεί αυτό το Ε8 μοντέλο ή διαφορετικό.
I believe this to be true, and I've tried to follow Galileo's guidance in describing the mathematics of particle physics using only triangles, circles and other geometrical figures. Of course, when other physicists and I actually work on this stuff, the mathematics can resemble a dark labyrinth. But it's reassuring that at the heart of this mathematics is pure, beautiful geometry. Joined with quantum mechanics, this mathematics describes our universe as a growing E8 coral, with particles interacting at every location in all possible ways according to a beautiful pattern. And as more of the pattern comes into view using new machines like the Large Hadron Collider, we may be able to see whether nature uses this E8 pattern or a different one.
Η διαδικασία ανακάλυψης είναι μια φανταστική περιπέτεια για όσους ασχολούνται. Εάν ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων βρει σωματίδια που ταιριάζουν στο Ε8 σχήμα, αυτό θα είναι πολύ, πολύ ωραίο. Εάν ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων βρει νέα σωματίδια, που δεν ταιριάζουν σε αυτό το σχήμα -- αυτό θα είναι πολύ ενδιαφέρον, αλλά κακό για αυτή την Ε8 θεωρία. Και φυσικά κακό για μένα προσωπικά. (Γέλια) Τώρα πόσο κακό θα μπορούσε να είναι; Λοιπόν, αρκετά κακό. (Γέλια)
This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in. If the LHC finds particles that fit this E8 pattern, that will be very, very cool. If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern -- well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory. And, of course, bad for me personally. (Laughter) Now, how bad would that be? Well, pretty bad. (Laughter)
Αλλά το να προβλέπεις την λειτουργία της φύσης είναι ένα επικίνδυνο παιχνίδι. Αυτή η θεωρία, όπως και οι παρόμοιες θεωρίες, είναι μακρινά σουτ. Κάνουμε πολλή δουλειά γνωρίζοντας ότι οι περισσότερες από αυτές τις ιδέες πιθανόν δεν θα καταλήξουν να περιγράφουν την αλήθεια της φύσης. Αυτό σημαίνει να κάνεις θεωρητική φυσική: υπάρχουν πολλά αδιέξοδα. Με αυτή την λογική, οι καινούριες θεωρίες φυσικής είναι σαν νεοσύστατες εταιρίες. Όπως με κάθε μεγάλη επένδυση, μπορεί να είναι συναισθηματικά δύσκολο να εγκαταλείψεις την έρευνα όταν δεν αποφέρει καρπούς. Αλλά στις επιστήμες, όταν κάτι δεν αποφέρει καρπούς, πρέπει να το αφήσεις έξω και να προσπαθήσεις κάτι άλλο.
But predicting how nature works is a very risky game. This theory and others like it are long shots. One does a lot of hard work knowing that most of these ideas probably won't end up being true about nature. That's what doing theoretical physics is like: there are a lot of wipeouts. In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies. As with any large investment, it can be emotionally difficult to abandon a line of research when it isn't working out. But in science, if something isn't working, you have to toss it out and try something else.
Τώρα, ο μόνος τρόπος να διατηρήσεις ψυχική υγεία και ευτυχία στο μέσο της αβεβαιότητας είναι να διατηρήσεις ισορροπία και προοπτική στην ζωή. Έχω προσπαθήσει όπως μπορώ καλύτερα για να ζήσω μια ισορροπημένη ζωή. (Γέλια) Προσπαθώ να ισορροπήσω την ζωή μου μεταξύ της φυσικής, της αγάπης, και του σέρφινγκ, τις δικές μου τρεις κατευθύνσεις φορτίου. (Γέλια) Με αυτό τον τρόπο, ακόμα και αν η φυσική που δουλεύω καταλήξει στο πουθενά θα γνωρίζω ότι έχω ζήσει μια καλή ζωή. Προσπαθώ να ζω σε όμορφες τοποθεσίες. Το περισσότερο από τα τελευταία 10 χρόνια, έζησα στο νησί Μάουι, ένα πολύ όμορφο μέρος. Αυτό είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στο σύμπαν για τους γονείς μου πώς κατάφερα να επιβιώσω τόσο πολύ καιρό χωρίς να δεσμευτώ σε οτιδήποτε θυμίζει εργασία πλήρους απασχόλησης. (Γέλια)
Now, the only way to maintain sanity and achieve happiness in the midst of this uncertainty is to keep balance and perspective in life. I've tried the best I can to live a balanced life. (Laughter) I try to balance my life equally between physics, love and surfing -- my own three charge directions. (Laughter) This way, even if the physics I work on comes to nothing, I still know I've lived a good life. And I try to live in beautiful places. For most of the past ten years I've lived on the island of Maui, a very beautiful place. Now, it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents how I managed to survive all that time without engaging in anything resembling full-time employment. (Laughter)
Θα σας αφήσω να δείτε αυτό το μυστικό. Αυτή ήταν η θέα από το γραφείο μου στο Μάουι. Και αυτή είναι μια άλλη θέα, και μια άλλη. Ίσως παρατηρήσατε ότι αυτές οι πανέμορφες θέες είναι παρόμοιες, αλλά σε ελαφρώς διαφορετικά μέρη. Αυτό επειδή αυτό ήταν το σπίτι και γραφείο μου στο Μάουι. (Γέλια) Διάλεξα μια αρκετά ασυνήθιστη ζωή. Αλλά το να μην ανησυχώ για το νοίκι μου επέτρεψε να ξοδεύω τον χρόνο μου κάνοντας ό,τι αγαπώ. Η νομαδική ζωή υπήρξε δύσκολη κάποιες φορές, αλλά μου επέτρεψε να ζήσω σε όμορφα μέρη και να διατηρήσω μια ισορροπία στην ζωή που με ευχαριστεί. Μου επιτρέπει να περνάω πολύ χρόνο συναναστρεφόμενος υπερ-ευφυή κοράλλια. Αλλά απολαμβάνω επίσης την συντροφιά υπερ-ευφυών ανθρώπων. Άρα είμαι πολύ χαρούμενος για αυτή την πρόσκληση απόψε. Σας ευχαριστώ πολύ. (Χειροκροτήματα)
I'm going to let you in on that secret. This was a view from my home office on Maui. And this is another, and another. And you may have noticed that these beautiful views are similar, but in slightly different places. That's because this used to be my home and office on Maui. (Laughter) I've chosen a very unusual life. But not worrying about rent allowed me to spend my time doing what I love. Living a nomadic existence has been hard at times, but it's allowed me to live in beautiful places and keep a balance in my life that I've been happy with. It allows me to spend a lot of my time hanging out with hyperintelligent coral. But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people. So I'm very happy to have been invited here to TED. Thank you very much. (Applause)
Chris Anderson: Stay here one second.
(Applause)
Κρις Άντερσον: Πιθανόν κατάλαβα μόλις 2% από αυτά, αλλά το βρήκα αξιαγάπητο. Άρα θα ακουστώ κάπως χαζός. Η δική σου Θεωρία των Παντών --
I probably understood two percent of that, but I still absolutely loved it. So I'm going to sound dumb. Your theory of everything --
Γκάρετ Λίσι: Είμαι συνηθισμένος σε κοράλλια.
Garrett Lisi: I'm used to coral.
ΚΑ: Σωστά, ο λόγος που κάποιοι άνθρωποι είναι τουλάχιστον ενθουσιώδεις με την θεωρία είναι διότι, εάν είσαι σωστός, ενοποιείς την βαρύτητα με την κβαντική θεωρία. Οπότε ισχυρίζεσαι ότι θα πρέπει να σκεφτούμε το σύμπαν στην καρδία του, ότι τα μικρότερα πράγματα που υπάρχουν είναι με κάποιο τρόπο ένα αντικείμενο με τις πιθανότητες του Ε8; Εννοώ υπάρχει κάποια κλίμακα σε αυτό, η μικρότερη κλίμακα στο μυαλό σου, ή ... ;
CA: That's right. The reason it's got a few people at least excited is because, if you're right, it brings gravity and quantum theory together. So are you saying that we should think of the universe, at its heart -- that the smallest things that there are, are somehow an E8 object of possibility? I mean, is there a scale to it, at the smallest scale, or ...? GL: Well, right now the pattern I showed you
ΓΛ: Λοιπόν, αυτή την στιγμή το μοντέλο που σας παρουσίασα αντιστοιχεί σε αυτά που γνωρίζουμε σχετικά με τα θεμελιώδη σωματίδια της φυσικής, και το οποίο αντιστοιχεί ήδη σε ένα πολύ όμορφο σχήμα. Και αυτό είναι κάτι που γνωρίζουμε με σιγουριά. Αυτό το σχήμα έχει αξιοσημείωτες ομοιότητες, και ο τρόπος με τον οποίο ταιριάζει με το μοτίβο του Ε8 θα μπορούσε να είναι το υπόλοιπο της εικόνας. Και τα σχήματα των σημείων που σας παρουσίασα, στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύουν συμμετρίες αυτού του αντικειμένου πολλών διαστάσεων το οποίο θα μπορούσε να τυλίγεται, να μετακινείται και να χορεύει στον χωροχρόνο που βιώνουμε. Και αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει όλα αυτά τα θεμελιώδη σωματίδια που βλέπουμε.
that corresponds to what we know about elementary particle physics -- that already corresponds to a very beautiful shape. And that's the one that I said we knew for certain. And that shape has remarkable similarities -- and the way it fits into this E8 pattern, which could be the rest of the picture. And these patterns of points that I've shown for you actually represent symmetries of this high-dimensional object that would be warping and moving and dancing over the space-time that we experience. And that would be what explains all these elementary particles that we see.
ΚΑ: Αλλά η θεωρία των χορδών, όπως την καταλαβαίνω, περιγράφει τα ηλεκτρόνια ως μέρη κάποιων πολύ μικρότερων χορδών που δονούνται -- γνωρίζω ότι δεν σου αρέσει πολύ η θεωρία των χορδών -- που δονούνται μέσα του. Πώς θα μπορούσαμε να σκεφτούμε το ηλεκτρόνιο σε σχέση με το Ε8;
CA: But a string theorist, as I understand it, explains electrons in terms of much smaller strings vibrating -- I know, you don't like string theory -- vibrating inside it. How should we think of an electron in relation to E8?
ΓΛ: Όχι, θα μπορούσε να είναι μια από τις συμμετρίες του σχήματος Ε8. Άρα αυτό που συμβαίνει είναι ότι, καθώς το σχήμα κινείται στον χωροχρόνο, συστρέφεται. Και η κατεύθυνση που συστρέφεται καθώς κινείται είναι το σωματίδιο που βλέπουμε. Άρα θα μπορούσε να είναι --
GL: Well, it would be one of the symmetries of this E8 shape. So what's happening is, as the shape is moving over space-time, it's twisting. And the direction it's twisting as it moves is what particle we see. So it would be --
ΚΑ: Το μέγεθος του σχήματος Ε8, πώς σχετίζεται με το ηλεκτρόνιο; Νιώθω ότι χρειάζομαι αυτό το κομμάτι για να έχω κάποια εικόνα. Είναι μεγαλύτερο; Είναι μικρότερο;
CA: The size of the E8 shape, how does that relate to the electron? I feel like I need that for my picture. Is it bigger? Is it smaller?
ΓΛ: Από όσο γνωρίζουμε τα ηλεκτρόνια είναι σημειακά σωματίδια, άρα αυτό θα μας οδηγούσε στις μικρότερες πιθανές κλίμακες. Ο τρόπος με τον οποίο αυτά εξηγούνται στις θεωρίες κβαντικού πεδίου είναι ότι όλες οι πιθανότητες διευρύνονται και δημιουργούνται με μιας. Και γι' αυτό χρησιμοποιώ την αναλογία με το κοράλλι. Έτσι, ο τρόπος με τον οποίο το Ε8 εισβάλλει είναι σαν ένα σχήμα το οποίο συνδέεται με κάθε σημείο στον χωροχρόνο. Και όπως είπα, ο τρόπος που το σχήμα συστρέφεται, η κατεύθυνση κατά μήκος του οποίου το σχήμα συστρέφεται καθώς μετακινείται πάνω στον καμπυλωτό χωροχρόνο, είναι αυτό που αποτελεί τα ίδια τα θεμελιώδη σωματίδια. Άρα μέσω της θεωρίας κβαντικών πεδίων, τα σωματίδια εκδηλώνονται ως σημεία και αλληλεπιδρούν με αυτό τον τρόπο. Δεν ξέρω αν μπορώ να το κάνω πιο κατανοητό. (Γέλια)
GL: As far as we know, electrons are point particles, so this would be going down to the smallest possible scales. So the way these things are explained in quantum field theory is, all possibilities are expanding and developing at once. And this is why I use the analogy to coral. And -- in this way, the way that E8 comes in is it will be as a shape that's attached at each point in the space-time. And, as I said, the way the shape twists -- the directional along which way the shape is twisting as it moves over this curved surface -- is what the elementary particles are, themselves. So through quantum field theory, they manifest themselves as points and interact that way. I don't know if I'll be able to make this any clearer. (Laughter)
ΚΑ: Δεν πειράζει. Προκαλεί μια αίσθηση κατάπληξης, και θέλω σίγουρα να καταλάβω περισσότερα γι' αυτό. Σε ευχαριστώ πολύ για την παρουσία. Ήταν πραγματικά συναρπαστικό. (Χειροκροτήματα)
CA: It doesn't really matter. It's evoking a kind of sense of wonder, and I certainly want to understand more of this. But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating. (Applause)