In the late 19th century, scientists were trying to solve a mystery. They found that if they had a vacuum tube like this one and applied a high voltage across it, something strange happened. They called them cathode rays. But the question was: What were they made of?
A fines del siglo XIX, los científicos estaban tratando de resolver un misterio. Descubrieron que si tenían un tubo de vacío como este y aplicaban un alto voltaje, algo extraño sucedía. Lo llamaron rayos catódicos. La pregunta era: ¿de qué estaban hechos?
In England, the 19th-century physicist J.J. Thompson conducted experiments using magnets and electricity, like this. And he came to an incredible revelation. These rays were made of negatively charged particles around 2,000 times lighter than the hydrogen atom, the smallest thing they knew. So Thompson had discovered the first subatomic particle, which we now call electrons.
En Inglaterra, el físico del siglo XIX J.J. Thompson realizó experimentos utilizando imanes y electricidad, así. Y llegó a una increíble revelación. Estos rayos estaban compuestos de partículas cargadas negativamente cerca de 2000 veces más ligeras que el átomo de hidrógeno, la partícula más pequeña que conocían. Thompson descubrió la primera partícula subatómica, que ahora llamamos electrones.
Now, at the time, this seemed to be a completely impractical discovery. I mean, Thompson didn't think there were any applications of electrons. Around his lab in Cambridge, he used to like to propose a toast: "To the electron. May it never be of use to anybody."
En ese entonces, esto parecía ser un descubrimiento completamente inútil. Es decir, Thompson no pensó que hubiera una aplicación para los electrones. En su laboratorio en Cambridge, solía proponer un brindis: "Por el electrón. Que nunca sea útil para nadie".
(Laughter)
(Risas)
He was strongly in favor of doing research out of sheer curiosity, to arrive at a deeper understanding of the world. And what he found did cause a revolution in science. But it also caused a second, unexpected revolution in technology. Today, I'd like to make a case for curiosity-driven research, because without it, none of the technologies I'll talk about today would have been possible.
Estaba muy a favor de investigar por pura curiosidad, para llegar a un conocimiento más profundo del mundo. Y lo que descubrió, causó una revolución en la ciencia. Pero también causó una segunda e inesperada revolución en tecnología. Hoy quiero defender la investigación impulsada por la curiosidad porque sin ella ninguna de las tecnologías de las que voy a hablar hoy habrían sido posible.
Now, what Thompson found here has actually changed our view of reality. I mean, I think I'm standing on a stage, and you think you're sitting in a seat. But that's just the electrons in your body pushing back against the electrons in the seat, opposing the force of gravity. You're not even really touching the seat. You're hovering ever so slightly above it. But in many ways, our modern society was actually built on this discovery. I mean, these tubes were the start of electronics. And then for many years, most of us actually had one of these, if you remember, in your living room, in cathode-ray tube televisions. But -- I mean, how impoverished would our lives be if the only invention that had come from here was the television?
Lo que Thompson encontró aquí cambió nuestra visión de la realidad. Es decir, creo que estoy en un escenario y Uds. creen que están sentados. Pero solo son los electrones en su cuerpo que hacen retroceder a los electrones en el asiento, oponiéndose a la fuerza de gravedad. Ni siquiera están tocando el asiento. Están sobrevolando ligeramente sobre él. De muchas maneras, nuestra sociedad moderna se construyó por descubrimiento. Es decir, estos tubos fueron el inicio de la electrónica. Luego, durante muchos años, la mayoría de nosotros teníamos uno, si recuerdan, en el living, en los TV de tubos de rayos catódicos. Pero, ¿cuán pobres serían nuestras vidas si el único invento que hubiese surgido de aquí fuese el televisor?
(Laughter)
(Risas)
Thankfully, this tube was just a start, because something else happens when the electrons here hit the piece of metal inside the tube. Let me show you. Pop this one back on. So as the electrons screech to a halt inside the metal, their energy gets thrown out again in a form of high-energy light, which we call X-rays.
Por suerte, este tubo fue solo un comienzo, porque sucede algo más cuando los electrones de aquí golpean la pieza de metal dentro del tubo. Déjenme mostrarles. Volvamos a colocar este. Cuando los electrones chirrían dentro del metal, la energía vuelve a salir en forma de luz de alta energía que llamamos rayos X.
(Buzzing)
(Zumbido)
(Buzzing)
(Zumbido)
And within 15 years of discovering the electron, these X-rays were being used to make images inside the human body, helping soldiers' lives being saved by surgeons, who could then find pieces of bullets and shrapnel inside their bodies. But there's no way we could have come up with that technology by asking scientists to build better surgical probes. Only research done out of sheer curiosity, with no application in mind, could have given us the discovery of the electron and X-rays.
Dentro de los 15 años desde que se descubrió el electrón, estos rayos X se utilizaban para crear imágenes dentro del cuerpo humano, ayudando a soldados cuyas vidas salvaban los cirujanos quienes podían encontrar piezas de balas y metralla dentro de su cuerpo. De ninguna manera podríamos haber inventado esa tecnología pidiéndole a los científicos que construyeran mejores sondas quirúrgicas. Solo la investigación por mera curiosidad, sin aplicación en mente, podría habernos dado el descubrimiento del electrón y los rayos X.
Now, this tube also threw open the gates for our understanding of the universe and the field of particle physics, because it's also the first, very simple particle accelerator. Now, I'm an accelerator physicist, so I design particle accelerators, and I try and understand how beams behave. And my field's a bit unusual, because it crosses between curiosity-driven research and technology with real-world applications. But it's the combination of those two things that gets me really excited about what I do. Now, over the last 100 years, there have been far too many examples for me to list them all. But I want to share with you just a few.
Este tubo también abrió las puertas a nuestra comprensión del universo y el campo de la física de partículas, porque también es el primer acelerador simple de partículas. Soy física aceleradora así que diseño aceleradores de partículas y trato de entender cómo se comportan los rayos. Mi campo es un poco inusual, porque está entre la investigación impulsada por la curiosidad y la tecnología con aplicaciones en el mundo real. Pero es la combinación de esas dos cosas lo que me entusiasma sobre lo que hago. Durante los últimos 100 años, ha habido muchos ejemplos como para enumerar todos. Pero quiero compartirles algunos.
In 1928, a physicist named Paul Dirac found something strange in his equations. And he predicted, based purely on mathematical insight, that there ought to be a second kind of matter, the opposite to normal matter, that literally annihilates when it comes in contact: antimatter. I mean, the idea sounded ridiculous. But within four years, they'd found it. And nowadays, we use it every day in hospitals, in positron emission tomography, or PET scans, used for detecting disease.
En 1928 un físico llamado Paul Dirac descubrió algo extraño en sus ecuaciones. Y predijo, basándose puramente en conocimiento matemático, que debe haber un segundo tipo de materia, lo opuesto a la materia normal, que literalmente aniquila cuando entra en contacto: la antimateria. Es decir, la idea sonaba ridícula. Pero en 4 años la encontraron. Hoy en día la usamos a diario en los hospitales, en tomografía por emisión de positrones, o PET, usada para detectar enfermedades.
Or, take these X-rays. If you can get these electrons up to a higher energy, so about 1,000 times higher than this tube, the X-rays that those produce can actually deliver enough ionizing radiation to kill human cells. And if you can shape and direct those X-rays where you want them to go, that allows us to do an incredible thing: to treat cancer without drugs or surgery, which we call radiotherapy. In countries like Australia and the UK, around half of all cancer patients are treated using radiotherapy. And so, electron accelerators are actually standard equipment in most hospitals.
O por ejemplo, estos rayos X. Si podemos llevar estos electrones a una energía mayor, unas 1000 veces más alto que este tubo, los rayos X que produce pueden enviar radiación ionizante suficiente para matar células humanas. Si uno puede moldear y dirigir los rayos X adonde se deseen que se dirijan, eso nos permite hacer algo increíble: tratar el cáncer sin drogas o cirugía, que llamamos radioterapia. En países como Australia y el Reino Unido, cerca de la mitad de todos los pacientes con cáncer se tratan con radioterapia. Los aceleradores de electrones son equipamiento estándar en la mayoría de los hospitales.
Or, a little closer to home: if you have a smartphone or a computer -- and this is TEDx, so you've got both with you right now, right? Well, inside those devices are chips that are made by implanting single ions into silicon, in a process called ion implantation. And that uses a particle accelerator.
Más cerca del hogar: si tienen un teléfono inteligente o computadora, y esto es TEDx, tienen ambos en este momento, ¿no? Dentro de esos dispositivos hay chips hechos mediante el implante de iones simples en silicio, en un proceso llamado implantación de iones. Eso utiliza un acelerador de partículas.
Without curiosity-driven research, though, none of these things would exist at all. So, over the years, we really learned to explore inside the atom. And to do that, we had to learn to develop particle accelerators. The first ones we developed let us split the atom. And then we got to higher and higher energies; we created circular accelerators that let us delve into the nucleus and then create new elements, even. And at that point, we were no longer just exploring inside the atom. We'd actually learned how to control these particles. We'd learned how to interact with our world on a scale that's too small for humans to see or touch or even sense that it's there.
Sin embargo, sin la investigación impulsada por la curiosidad ninguna de estas cosas existiría. Con el paso de los años, aprendimos a explorar dentro del átomo. Y para hacerlo, tuvimos que aprender a desarrollar aceleradores de partículas. Los primeros que desarrollamos nos permitían dividir el átomo. Luego llegamos a energías más y más altas; creamos aceleradores circulares que nos permiten hurgar en el núcleo y luego, incluso, crear nuevos elementos. En ese punto, ya no solo explorábamos dentro del átomo. Aprendimos a controlar estas partículas. Aprendimos a interactuar con nuestro mundo a una escala muy pequeña para que los humanos vean o toquen o incluso sientan que está ahí.
And then we built larger and larger accelerators, because we were curious about the nature of the universe. As we went deeper and deeper, new particles started popping up. Eventually, we got to huge ring-like machines that take two beams of particles in opposite directions, squeeze them down to less than the width of a hair and smash them together. And then, using Einstein's E=mc2, you can take all of that energy and convert it into new matter, new particles which we rip from the very fabric of the universe.
Y luego construimos aceleradores más y más grandes porque nos interesaba conocer la naturaleza del universo. Al indagar más y más en profundidad, empezaron a aparecer nuevas partículas. Finalmente, llegamos a máquinas enormes con forma de anillo que toman dos rayos de partículas en direcciones opuestas, las reduce a menos del ancho de un pelo y las hace chocar. Luego, utilizando la fórmula de Einstein E=mc2, pueden tomar toda esa energía y convertirla en nueva materia, nuevas partículas que arrancamos del tejido del universo.
Nowadays, there are about 35,000 accelerators in the world, not including televisions. And inside each one of these incredible machines, there are hundreds of billions of tiny particles, dancing and swirling in systems that are more complex than the formation of galaxies. You guys, I can't even begin to explain how incredible it is that we can do this.
En la actualidad hay alrededor de 35 000 aceleradores en el mundo, sin incluir televisores. Y dentro de cada una de estas increíbles máquinas, hay cientos y millones de pequeñas partículas, bailando y arremolinándose en sistemas que son más complejos que la formación de las galaxias. No puedo explicarles lo increíble que es poder hacer esto.
(Laughter)
(Risas)
(Applause)
(Aplauso)
So I want to encourage you to invest your time and energy in people that do curiosity-driven research. It was Jonathan Swift who once said, "Vision is the art of seeing the invisible." And over a century ago, J.J. Thompson did just that, when he pulled back the veil on the subatomic world.
Quiero motivarlos a dedicar su tiempo y energía a personas que hacen investigaciones impulsadas por la curiosidad. Fue Jonathan Swift quien dijo, "La visión es el arte de ver lo invisible". Y hace más de un siglo, J.J. Thompson hizo justo eso, cuando sacó el velo del mundo subatómico.
And now we need to invest in curiosity-driven research, because we have so many challenges that we face. And we need patience; we need to give scientists the time, the space and the means to continue their quest, because history tells us that if we can remain curious and open-minded about the outcomes of research, the more world-changing our discoveries will be.
Ahora necesitamos invertir en investigación impulsada por curiosidad, porque hay muchos desafíos a los que nos enfrentamos. Y necesitamos paciencia; necesitamos darle el tiempo, lugar y los medios a los científicos para que sigan su búsqueda, porque la historia nos dice que si nos mantenemos curiosos y con la mente abierta sobre los resultados de la investigación, más capaces de cambiar el mundo serán los descubrimientos.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)