ما از ۹۶ درصد از کل جهان هیچ آگاهی‌ای نداریم!
کلاری مالون
ما بلوک‌های پایه‌ای سازنده کیهان را جا انداخته‌ایم– و فیزیکدانان ذرات همچون کلاری مالن ماموریت یافتن آنها را دارند. علی رغم برخورد با یک «مانع عمده» در کشف آنچه دقیقا ماده و انرزی سیاه را شکل می‌دهد، وی توضیح می‌دهد که چگونه به چالش کشاندن درک پایه ما از خود طبیعت ما را به یک زاویه دید جهانی متفاوت و موثرتر دعوت می‌نماید.
آیا تا به حال در سینما عینک سه‌بعدی خود را در آورده‌اید؟ تصویر مبهم به نظر می‌رسد و تشخیص اینکه چه اتفاقی می‌افتد می‌تواند سخت باشد. به این خاطر است که عینک سه‌بعدی مغز ما را برای شکل‌دهی تصویر سه‌بعدی فریب می‌دهد این کار با کنترل رنگ نوری که هر عدسی عینک می‌بیند و با استفاده از فیلتری متفاوت در هر عدسی انجام می‌شود. می‌توان گفت دیدن اشیا از یک زاویه دید متفاوت درک آنها را واضحتر و شفاف‌تر می‌کند. این دقیقا همان رویکردی است که به من در تحقیقاتم کمک کرده است، تلاش برای پاسخ دادن به برخی از اساسی‌ترین سوالاتی که در جهان با آن مواجه هستیم.
به عبارت دیگر، می‌توانم ببینیم که برخی افراد صدای من را بخاطر اختلال فلج مغزی به سختی درک می‌کنند به عنوان مانعی غیر قابل نفوذ برای ارائه سخنرانیTED. اگر چه راه‌های جایگزین هم به نظرم می‌رسد برای افرادی که با مشکلات ارتباطی برای صحبت با مخاطب مواجه هستند، می‌توانستم از این ابزار استفاده نکنم، با این تصور که این صدای خشک کامپیوتری هیچ روحی در آن نیست و می‌تواند همه شما را در عرض پنج دقیقه به خواب ببرد. در عوض می‌توانم تصور کنم که این صدای غیرمستقیم و تصنعی یک زن انگلیسی چیزی است که به گرمی قابل پذیرش است، با افزودن کمی نمک با چند لطیفه و شیرین‌کاری، گاهی می‌توان ضعف ارتباطی را تا حدی پوشش داد، و امیدوارم شما را بخندانم و با موضوع بحث مرتبط نگه دارم. از خوش‌شانسی شما، من گزینه دوم را برگزیده‌ام.
خوب چه می‌خواهم بگویم؟ اینجا هستم تا بگویم که ما ۹۶ درصد از کل جهان را کاملا جا انداخته‌ایم، از کل وجود. این میزان از دست دادن فاجعه است. من متخصص فیزیک ذرات هست که داده‌های برخورددهنده هادرونی بزرگ در سرن سوئیس را تحلیل می‌کنم تا به اساسی‌ترین پرسش‌ها در مورد جهانمان پاسخ دهم. در مدرسه، هم از اول از آن خرخوان‌هایی بودم که فقط می‌خواستم با ورود به آزمایشگاه علمی درس‌های دیگری بیاموزم. کار من اکنون بر چیزی که واقعا اعتقاد دارم متمرکز است که یکی از بزرگترین دستاوردها در تحقیقات علمی در قرن اخیر است. یک مدل علمی که خواص و رفتار ذرات شناخته‌شده جهان را توصیف می‌کند. و به عنوان یک فیزیکدان ذرات هیچ تصوری از چیزی که به آن مدل استاندارد می‌گوییم ندارم. از نظر من، داشتن مدلی با چنین قدرتی علم را به توصیف کامل طبیعت در پایه‌ای‌ترین سطح آن بسیار نزدیک کرده است. اولین باری که در مورد مدل استاندارد شنیدم، واقعا مغزم را منفجر کرد و اشتیاقم را برای تمرکز بر تحصیلاتم در فیزیک افزایش داد. ولی من هم می‌دانستم که باید در این مورد کمی متفاوت فکر کنم حداقل برای دانشجویانم.
برای مثال، در آزمایش‌ها چیزهایی که از طریق تکنیک‌های عملی که تدریس کرده بودم یاد گرفته بودم باید نشان می‌دادم. بخاطر معلولیت، کنترل کافی بر دستانم نداشتم تا ابزار آزمایشگاهی را برداشته و استفاده کنم. پس می‌بایست بطور موثر دست کس دیگری را قرض می‌گرفتم. عملا اطلاعات با جزئیات زیادی به دستیارم می‌دادم در مورد اینکه چطور از ابزار استفاده کند تا آزمایش را انجام دهد. دیدن آزمایش‌ها از زاویه یک سری دستورالعملی که با شفافیت هرچه تمامتر داده بودم واقعا به من کمک کرد ایده‌ای که نیاز داشتم کسب کنم. ایده‌ای برای درک چگونگی عملکرد بهتر در آزمایش‌های عملی که انجام دادم.
شناخت اینکه قادر هستم به چنین موضوعاتی با یک زاویه متفاوت بنگرم به من کمک کرد سرسختی لازم برای کسب تخصص لازم در بخش عملی تحقیقات علمی خود کسب کنم. به جای اینکه بگذارم محدودیت‌های جسمی مرا متوقف کند. اکنون، پژوهش من در برخورددهنده هادرونی بزرگ شامل نوشتن کدهای زیادی برای تحلیل داده‌های مورد استفاده در مطالعه مدل استاندارد می‌باشد. من چیزی که باید دستیارانم تایپ کنند دیکته می‌کنم، چون تایپ کردن برای خودم بسیار کند و پرزحمت است. این موضوع دیدگاه نسبتا متفاوتی است؛ کار خود را گفتن به جای نوشتن آن، مخصوصا زمانی که آموزشی که دریافت می‌کنید قرار است به افرادی برسد که می‌توانند به سرعت آن را بنویسند. به هر حال، دریافته‌ام که اگر به خودم بگویم دارم اساساً همان کارهایی می‌کنم که دیگران انجام می‌دهند، به من کمک می‌کند به اشتیاقم در دنبال کردن علم فیزیک ادامه دهم.
حالا می‌دانید چگونه تحقیقاتم را انجام می‌دهم. خوب برگردیم به مدل مورد علاقه‌ام که امیدوارم پس از این گفتار مورد علاقه شما نیز واقع گردد، چون متاسفانه کمی ایراد عمده وجود دارد. مدل استاندارد فقط ۴ درصد از جهان را توصیف می‌کند. برای اینکه بفهمیم چرا، باید ببینیم کهکشان‌ها با چه سرعتی می‌چرخند. قوانین نیوتن به ما می‌گوید باید کهکشان‌ها از هم پاشیده شوند اگر یک ماده پرجرم از نوع دیگر درون آنها نباشد که آنها را به هم پیوسته نگه دارد. این جرم نامرئی ماده سیاه نامیده می‌شود، و مشاهده می‌کنیم که ۲۳ درصد از جهان ما را در بر می‌گیرد. پس بقیه؟ خوب، کشف اینکه انبساط جهان دارای شتاب مثبت است نه شتاب منفی بخاطر جاذبه گرانشی، بیانگر وجود یک نیروست که ضد گرانش عمل می‌کند. این نیرو را انرژی سیاه می‌نامیم، و این انرژی ۷۳ درصد از جهان ما را شامل می‌شود. نه ماده سیاه و نه انرژی سیاه در مدل استاندارد حضور ندارند. خوب ۹۶ درصد از جهان ما هست که ما مطلقاً از آن چیزی نمی‌دانیم. بنابراین، مدل مورد علاقه من، که فکر می‌کردم می‌تواند همه ذرات جهان را توصیف کند، آنگونه که در بدایت کار تصور می‌کردم، فراگیر نیست. خوب آیا راهی برای نگاه انداختن به ذراتی که الان توصیف کردم از طریق مدل استاندارد وجود دارد تا این ذرات غایب را کشف کنیم؟
ممکن است فکر کنید داریم ذهنمان را برای طراحی آشکارسازهایی به منظور تهیه عکس‌هایی از این ذرات موهوم درگیر می‌کنیم تا ثابت کنیم وجود دارند. مطمئنا اگر بخواهید چیزی که ناپیداست را بیابید رویکرد کلی برای اتخاذ همین است، درست است؟ غلط است. در واقع باید بپذیریم که این ذرات ناپیدا با آشکارسازهای ما قرار نیست بر هم کنشی داشته باشند، هر کاری هم که بکنیم. اما این پایان بازی نیست. به همان روشی که دست بر نداشتم از انجام مستقیم آزمایش‌های عملی، بلکه از دست‌های دیگران بهره بردم، ما از ذراتی که می‌توانیم آشکارسازی کنیم بهره می‌بریم تا از ذراتی که فکر می‌کنیم هستند ولی پنهان شده‌اند جاسوسی کنند. در برخورددهنده هادرونی بزرگ، ما به ذرات تا بسیار نزدیک به سرعت نور شتاب می‌دهیم به گونه‌ای که با برخورد به یکدیگر فروپاشی شوند و مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد شود. ما از پروتون‌ها استفاده می‌کنیم که در اتم‌ها یافت می‌شود که همه مواد اطراف ما را شامل می‌شود من جمله من و شما. به هر حال، این در صورتی است که پروتون‌ها مستقیماً به هم برخورد کنند که بخش‌های واقعا جالب فیزیک در آن رخ می‌نماید. چنین مقدار زیادی از انرژی که آزاد می‌شود آن ذراتی که اساساً با پروتون تفاوت دارند و بحث را با آنها آغاز کردیم خلق می‌شوند. تقریبا مثل اینکه اگر شما دو سیب را به هم بکوبید انتظار داشته باشیم به چیزی کاملا متفاوت تبدیل شوند، مثل یک توده گیلاس. با استفاده از آشکارسازهای بسیار پیچیده، قادر هستیم بگوییم چه نوع ذراتی ساخته شده است، اما فقط انواعی که قبل از این هم می‌شناختیم.
خوب چطور قرار است این دیگر ذرات اسرارآمیز را کشف کنیم؟ خوشبختانه، یک قانون اساسی طبیعت به کمکمان می‌آید و امکان مطالعه این برخوردهای ذرات را از یک چشم‌انداز متفاوت فراهم می‌کند. انرژی نه از بین می‌رود و نه به وجود می‌آید بلکه فقط منتقل می‌شود. اگر انرژی‌های ذرات را قبل و پس از برخورد جمع بزنیم، باید با یکدیگر برابر باشند. ما انرژی پروتون‌هایی که وارد برخورد می‌شوند داریم و اندازه‌گیری‌های بسیار حساسی از ذرات نهایی انجام می‌دهیم. اگر این دو انرژی برابر نباشند، زنگ خطر به صدا در می‌آید. شاید یکی از اصولی که فهم ما از طبیعت را پی‌ریزی می‌کند، یعنی قانون بقای انرژی، نادرست باشد. یا همانگونه که همه امیدوار هستند، انرژی از دست رفته توسط ذراتی که می‌توانند آشکارسازها را دور بزنند، ربوده شده است. و می‌تواند به ما کمک کند برخی از اساسی‌ترین سوالاتی که امروزه در فیزیک مطرح است را پاسخ دهیم.
حالا می‌دانم چه می‌خواهید از من بپرسید. آیا تا به حال ذرات گم‌شده را کشف کرده‌اید؟ متاسفانه خیر. برخی افراد ممکن است این را دلیلی بر ناامیدی تلقی کنند که قرار نیست بلوک‌های پایه سازنده کیهان را به طور کامل درک کنیم. به هر حال، معتقدم شاید الان هیجان‌انگیزترین زمان برای هدایت فیزیک پایه به منظور کشف چیزهای باقیمانده باشد. اما فارغ از تفکر در مورد برخی از مهمترین سوالات حوزه دانش، دریافتم که آزاد بودن برای دیدن یک موقعیت از زوایای مختلف وقتی در مقیاس شخصی به کار برده شود بسیار موثر است . ما را تشویق می‌کند که به هر فرد و هر موقعیت به دید مثبت بنگریم، هر قدر هم که سخت باشد، و از آن بهره ببریم نه فقط برای فعال شدن پتانسیل خودمان بلکه فعال شدن پتانسیل افراد دوروبرمان. حس می‌کنم این چیزی است که همه ما می‌توانیم در این لحظه از آن بهره ببریم. این موضوع همیشه به این معنا نیست که چیزی که به دنبال آن هستیم همان لحظه پیدا کنیم یا اینکه قضیه آسان خواهد بود. اما در مورد من، این رویکرد کمکم کرد تا به این جایگاه برسم و همچنان به این مسیر ادامه دهم. و به جهان دوروبر امروز که با سوالات بزرگ و بدون پاسخ واضح ما را احاطه کرده است بنگرم. شاید با پذیرفتن روش جدید تفکر، با مطرح کردن مسائل برای دیگرانی که زاویه دید متفاوتی دارند شاید ما را برای کشف راه‌حل‌های جدید برای مسائل پیش رو قادر سازد. متشکرم.
