Họ nói rằng cuộc sống bắt chước nghệ thuật, nhưng mũi tên đi cả hai chiều. Thường xuyên hơn, nghệ thuật bắt chước cuộc sống. Đó là những gì đã xảy ra trong một tập gần đây của chương trình truyền hình nổi tiếng "The Big Bang Theory". Trong tập phim - "Phân cực xác nhận" - Sheldon và Amy nhận được email từ Fermilab. Hai nhà khoa học đã xác nhận lý thuyết của Amy và Sheldon gọi là Super Asymmetry. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu một hạt hạ nguyên tử được gọi là kaon và phép đo và dự đoán (cách nó hoạt động trong lý thuyết) không đồng ý. Họ gọi phép đo của mình là thất bại cho đến khi họ nhận ra rằng bài báo của Amy và Sheldon, được xuất bản chỉ một vài tháng trước đó, đã giải thích sự khác biệt. Hai nhà nghiên cứu đã bay (trong nền kinh tế cộng với nhiều hơn về sau) đến Caltech để gặp Amy và Sheldon.
Các nhà khoa học Fermilab đang tìm kiếm giải thưởng Nobel và vì không quá ba người có thể nhận giải thưởng, họ đang cố gắng cắt Amy ra khỏi bức tranh. Họ nói với Sheldon nếu ông có thể khiến Chủ tịch Caltech đề cử ba người trong số họ cho giải Nobel, kết hợp với sự đề cử từ người đứng đầu Fermilab, họ sẽ có một trường hợp mạnh mẽ để nhận vinh dự. Sheldon quyết định rằng nếu Amy không được đề cử, thì anh ta cũng không muốn tham gia và anh ta nói với Tổng thống, người giải thích điều này sẽ dẫn đến cuộc chiến với Fermilab như thế nào; Anh ấy nói thêm rằng anh ấy có lưng của họ. Tập phim kết thúc với tình huống còn lại chưa được giải quyết.
Vì vậy, tập phim này đã được chú ý bởi vì tôi cũng giỏi Fermilab. Fermilab là một nơi thực sự. Tôi lái xe tới đó mỗi sáng ở Batavia, Illinois. Và đó là một nơi tuyệt vời để làm việc nếu bạn bị mê hoặc bởi thế giới hạ nguyên tử, và tôi có nghĩa là tôi phải lái xe đi làm mỗi ngày với một nụ cười. Nhưng tôi nghĩ mọi người có thể quan tâm đến việc tìm hiểu về những gì là sự thật và những gì không có trong tập phim này.
Hãy để tôi bắt đầu bằng cách nói rằng tôi thích "Lý thuyết Big Bang" rất nhiều. Và các nhà văn cố gắng không đi quá xa khoa học thực sự trong các tập phim của họ. Trên thực tế, David Saltzberg của UCLA vừa là cộng tác viên nghiên cứu của tôi vừa là nhà tư vấn khoa học cho chương trình. Ông đảm bảo rằng các nhà văn không bao gồm bất kỳ chủ đề khoa học nào quá kỳ quặc và không thể tranh cãi.
Một số người càu nhàu về cách chương trình đại diện cho các nhà khoa học theo cách hoạt hình, và có sự thật trong những lời chỉ trích. Sheldon chỉ vượt qua đỉnh cao và hầu hết các nhà khoa học không thực sự hành động như vậy. (Mặc dù, sự thật được nói, tôi biết một người duy nhất nhắc nhở tôi về Sheldon. Tôi từ chối xác định anh ta với lý do mọi người đã gặp anh ta đồng ý với tôi.) Leonard rất đúng với cuộc sống, mặc dù ngay cả anh ta nhân vật là một ít xã hội hơn so với thực tế. Các nhà khoa học hầu hết là những người bình thường, có cuộc sống bình thường. Họ chỉ thông minh và rất tập trung vào công việc của họ. (Hoặc, tôi cho rằng, tôi có thể giống Leonard hơn là tôi muốn thừa nhận. Tôi từ chối hỏi bất cứ ai với lý do tôi không muốn biết câu trả lời.)
Vì vậy, tập phim đúng bao nhiêu? Để bắt đầu, không có lý thuyết thực sự gọi là Super Asymmetry. Tuy nhiên, có một lý thuyết gọi là siêu đối xứng, đó là một phần mở rộng rất phổ biến của mô hình chuẩn của vật lý hạt - lý thuyết tốt nhất hiện nay của chúng ta về vật chất hạ nguyên tử. Mặc dù chưa có xác nhận thực nghiệm về siêu đối xứng - trong đó đề xuất rằng mọi hạt được xác định trong mô hình chuẩn đều có đối tác siêu đối xứng - cũng đủ xem xét rằng có tồn tại hơn 10.000 bài báo khoa học về chủ đề này. Vì vậy, ngoại trừ giấy phép thi ca về thay đổi tên, chúng tôi sẽ cung cấp cho họ cái đó.
Làm thế nào về thí nghiệm? Hai người tại một phòng thí nghiệm như Fermilab có thể xác nhận một lý thuyết như Super Asymmetry sử dụng kaons không? Chà, chắc chắn rằng các phép đo trực tiếp của kaon có thể không đồng ý với các dự đoán và cần có một lý thuyết mới để giải thích sự khác biệt đó. Vì vậy, chúng tôi sẽ cung cấp cho họ cái đó. Nhưng các nhóm thử nghiệm hiện đại có nhiều hơn hai người trên đó. Nhóm nghiên cứu của riêng tôi (đang siêng năng thử nghiệm ý tưởng về siêu đối xứng trong thế giới thực) liên quan đến khoảng 3.000 nhà khoa học được rút ra từ khắp nơi trên thế giới. Nhóm thử nghiệm này, được gọi là Hợp tác Muon Nhỏ gọn, hoặc CMS, sử dụng dữ liệu được thu thập tại phòng thí nghiệm Cern ở Châu Âu. Cern là phòng thí nghiệm chị em của Fermilab, và nó tổ chức Máy Va chạm Hadron Lớn, giúp gia tốc các chùm proton đến gần tốc độ ánh sáng, va chạm chúng bên trong một thiết bị khoa học cao 5 tầng, được gọi là máy dò CMS.
Sự hợp tác CMS bao gồm các nhà khoa học từ khoảng 200 viện nghiên cứu. Nhóm CMS Fermilab được tạo thành từ khoảng 100 nhà khoa học và thậm chí nhiều kỹ sư, kỹ thuật viên và chuyên gia máy tính. Nếu CMS phát hiện ra siêu đối xứng, tín dụng sẽ không chỉ dành cho hai nhà nghiên cứu từ Fermilab.
Và những gì về giải thưởng Nobel?
Chắc chắn việc nhận giải thưởng Nobel là mục tiêu bí mật của bất kỳ nhà vật lý nào. Nhưng có rất nhiều sai với mô tả trong tập phim truyền hình. Chẳng hạn, bài báo của Amy và Sheldon đã xuất hiện chỉ một vài tháng trước đó và chỉ có một phép đo xác nhận phát hiện này. Điều đó hoàn toàn không có gì giống như nó sẽ thực sự xảy ra. Để bắt đầu, có hàng trăm bài báo viết dự đoán các hiện tượng vật lý mới. Phải mất một chút thời gian để so sánh dự đoán với dữ liệu; và thậm chí còn mất nhiều thời gian hơn để loại trừ tất cả các dự đoán khác. Ngoài ra, nếu Super Asymmetry là có thật, nó sẽ đưa ra dự đoán sẽ phải được xác nhận bằng các phép đo khác. Tất cả công việc đó sẽ mất rất nhiều thời gian. Nhưng hãy xem điều này đến "thời gian truyền hình", như trong các chương trình truyền hình CSI khi xét nghiệm DNA được thực hiện trong 10 phút. Vì vậy, tôi sẽ hào phóng cho họ cái này.
Một phần lớn của cốt truyện tập trung vào việc ai sẽ nhận giải thưởng Nobel, nếu nó được trao. Và đây là một túi hỗn hợp. Đúng là giải Nobel có thể thuộc về nhiều nhất ba người. Nhưng quá trình đề cử là khác nhau. Các thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Thụy Điển có thể đề cử, cũng như những người đoạt giải Nobel trước đây và một số giáo sư nổi tiếng, những người được yêu cầu đề xuất. Vì vậy, có thể là giám đốc Fermilab nằm trong danh sách đó. Tôi không biết anh ấy là ai, nhưng anh ấy chắc chắn có tầm vóc quốc tế được mời. Tuy nhiên, không chắc là Chủ tịch của Caltech có tên trong danh sách. Chúng tôi sẽ gọi đó là một sự chia rẽ.
Khi Sheldon từ chối được đề cử mà không có Amy, đó là tiền lệ lịch sử. Đối với giải thưởng Nobel Vật lý năm 1903, Marie và Pierre Curie đã thực hiện nhiều công việc trong lĩnh vực phóng xạ mới được phát hiện. Với thời đại và địa vị của phụ nữ thời đó, đề cử ban đầu chỉ dành cho Pierre, mặc dù Marie là nhà lãnh đạo trí tuệ của cặp vợ chồng. Pierre đã viết ủy ban và từ chối đề cử mà không được Marie đồng đề cử. Ông đã thắng thế và hai người đã chia sẻ giải thưởng Nobel với Henri Becquerel, một huyền thoại khác về nghiên cứu phóng xạ sớm. Vì vậy, khía cạnh của tập phim rất đúng.
Tập phim có sự pha trộn giữa hư cấu, sự thật và gần như sự thật, nhưng nó khiến tôi tự hỏi những loại nghiên cứu nào tại Fermilab có thể thực sự nhận được giải thưởng Nobel. Nhìn về quá khứ, có phát hiện năm 1995 về quark hàng đầu, mặc dù tôi nghĩ rằng điều đó khó xảy ra. Nhưng, nhìn về phía trước, có một vài thí nghiệm có thể đủ điều kiện một ngày. Hiện tại tại Fermilab, một thí nghiệm có tên g-2 (G trừ 2) đang nghiên cứu cách các hạt hạ nguyên tử được gọi là muon chao đảo khi đặt trong từ trường. Muons giống như những con mũm mĩm, không ổn định, và các hành vi được đo lường và dự đoán trước đó không đồng ý theo cách trêu ngươi. Thí nghiệm g-2 sẽ xác định xem sự khác biệt có nghĩa là một khám phá hay không. Nếu đó là một khám phá, nó cũng có thể dẫn đến một giải thưởng Nobel. Đưa câu chuyện trở lại tập "The Big Bang Theory", một lời giải thích được đề xuất về sự khác biệt hiện đang được quan sát là siêu đối xứng.
Sau đó là một số thí nghiệm trong tương lai. DUNE sẽ nghiên cứu hành vi của neutrino và neutrino phản vật chất để tìm kiếm sự khác biệt. Nếu chúng hành xử khác nhau, đó có thể là lời giải thích cho lý do tại sao vũ trụ được tạo thành từ vật chất và không phải là những phần bằng nhau của vật chất và phản vật chất. Đó sẽ là một giải Nobel. Và sau đó là thí nghiệm phân rã mu2e (muon to electron), tìm kiếm một loại phân rã muon cụ thể. Nếu quan sát, đó là một giải Nobel khác.
Và, tất nhiên, các nhà khoa học Fermilab đang tìm kiếm vật chất tối và năng lượng tối, những chất bí ẩn vượt xa vật chất thông thường theo tỷ lệ 20 trên một và sẽ quyết định sự tiến hóa và tương lai của vũ trụ. Đó là những mảnh đất màu mỡ cho giải thưởng Nobel. Nó cũng có thể là dự đoán của tập phim về một giải thưởng Nobel cho Fermilab sẽ đi qua trong tinh thần, nếu không phải trong cuộc sống thực. Nếu bạn quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về chương trình nghiên cứu trong tương lai của Fermilab và những giải thưởng Nobel tương lai có thể này, tôi thậm chí đã làm một video về nó.
Tôi cho rằng tôi nên nói với bạn về một điều trong "Phân cực xác nhận" có vẻ hoàn toàn sai. Các nhà khoa học Fermilab đã bay kinh tế cộng. Pffffttttay tổng số vô nghĩa. Đối với chúng tôi, đó là tất cả các cách. Nếu một nhà khoa học du lịch muốn có một vài inch chân quý giá, họ phải tăng sự khác biệt. Họ thậm chí không nên trêu chọc như thế. Đó chỉ là ý nghĩa.
Khoa học trên truyền hình hiếm khi chính xác và điều đó ổn. Hầu hết các truyền hình được cho là để giải trí. Nhưng thật tuyệt khi họ có thể kết hợp một số khoa học thực sự vào nó. Nó có thể khiến trẻ hứng thú với khoa học. Đây được cho là mùa cuối cùng của "The Big Bang Theory", và tôi sẽ rất buồn khi thấy nó đi.
Don Lincoln là một nhà nghiên cứu vật lý tại Fermilab. Ông là tác giả của "Máy va chạm Hadron lớn: Câu chuyện phi thường của Higgs Boson và những thứ khác sẽ thổi bay tâm trí của bạn"(Johns Hopkins University Press, 2014), và ông tạo ra một loạt giáo dục khoa học video. Theo dõi anh ấy trên Facebook. Các ý kiến thể hiện trong bình luận này là của mình.
Don Lincoln đã đóng góp bài viết này cho Live Science's Tiếng nói chuyên gia: Op-Ed & Insights. Ban đầu được xuất bản trên Khoa học sống.
