Visions of Future Physics

Βάλτε τον Nima Arkani-Hamed να ασχοληθεί με το θέμα του σύμπαντος —όχι δύσκολο— και θα μιλήσει για τόσα λεπτά ή ώρες όσες χρειάζεται για να σας μεταφέρει στο άκρο της ανθρώπινης κατανόησης και μετά θα σας μιλήσει πέρα ​​από την άκρη , πέρα ​​από τον Αϊνστάιν, πέρα ​​από τον χωροχρόνο και την κβαντομηχανική και όλα αυτά τα κουρασμένα τροπάρια της φυσικής του 20ού αιώνα, σε ένα εντυπωσιακό νέο όραμα για το πώς λειτουργούν τα πάντα. Θα φαίνεται τόσο απλό, τόσο διαυγές. Θα σας υπενθυμίσει ότι, το 2015, είναι ακόμα εικασιακό. Αλλά είναι πεπεισμένος ότι, κάποια μέρα, το όραμα θα γίνει πραγματικότητα.

Με βάση τη δύναμη του χειμάρρου των ιδεών που έχει δημιουργήσει τα τελευταία 20 χρόνια — κέρδισε το εναρκτήριο Βραβείο Θεμελιωδών Φυσικών $3 εκατομμυρίων το 2012 «για πρωτότυπες προσεγγίσεις σε εξαιρετικά προβλήματα στη φυσική των σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένης της πρότασης μεγάλων επιπλέον διαστάσεων, νέων θεωριών για το μποζόνιο Χιγκς, νέες συνειδητοποιήσεις της υπερσυμμετρίας, θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη και η εξερεύνηση νέων μαθηματικών δομών σε πλάτη σκέδασης θεωρίας μετρητών» — Arkani-Hamed, 43, καθηγητής στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών (IAS) στο Princeton, N.J., θεωρείται ευρέως ένας από τους καλύτερους θεωρητικούς φυσικούς που εργάζονται σήμερα. Οι συνάδελφοι επισημαίνουν την ικανότητά του να απλοποιεί απίστευτα πολύπλοκα προβλήματα, καθώς και την εξαιρετική μαθηματική του ικανότητα, τη δημιουργικότητα, τα ένστικτα και την τεράστια γνώση της φυσικής. "Το Nima είναι εκπληκτικό σε κάθε στοιχείο του χώρου ταλέντων", δήλωσε ο Σάβας Δημόπουλος, ένας θεωρητικός σωματιδιακός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.

Αλλά ενώ πολλοί κορυφαίοι φυσικοί αποφεύγουν τη σκηνογραφία, ο Arkani-Hamed λειτουργεί, οι συνάδελφοί τους λένε, ως «μεσσίας», «Pied Piper», «impresario». Μπράτσα σε κίνηση και σκούρα μαλλιά που χύνονται στους ώμους του, συνδυάζει υπολογισμούς, πειράματα σκέψης και ιστορικά προηγούμενα σε αφηγήσεις, σκιαγραφώντας με σιγουριά τα επόμενα κεφάλαια. Οι ακροατές του κυμαίνονται από μεταπτυχιακούς φοιτητές έως βραβευμένους με Νόμπελ. «Συνεχίζει να βρίσκει τα αγαθά και η πειστικότητα του είναι υπνωτική», είπε ο Raman Sundrum, θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο College Park, «έτσι πολλοί άνθρωποι ακολουθούν εκεί που οδηγεί».

Η αποστολή του Arkani-Hamed - απλή στην έκφραση, αλλά τόσο κατανυκτική που μόλις και μετά βίας κοιμάται - είναι να κατανοήσει το σύμπαν. «Δεν νιώθω ότι έχω καθόλου χρόνο για να γλεντήσω», είπε αυτό το καλοκαίρι στο Πρίνστον. Αυτή η εμμονή τον οδηγεί σε πολλές κατευθύνσεις, αλλά τα τελευταία χρόνια μια ερώτηση για το σύμπαν έχει έρθει να τον απασχολήσει, μαζί με το πεδίο συνολικά. Οι φυσικοί των σωματιδίων επιδιώκουν να μάθουν εάν οι ιδιότητες του σύμπαντος είναι αναπόφευκτες, προβλέψιμες, «φυσικές», όπως λένε, ενώνονται σε ένα λογικό μοτίβο ή αν το σύμπαν είναι εξαιρετικά αφύσικο, μια περίεργη μετάθεση ανάμεσα σε αμέτρητες άλλες, πιο εγκόσμιες δυνατότητες, παρατηρείται για κανέναν άλλο λόγο εκτός από το ότι οι ειδικές συνθήκες του επιτρέπουν να γεννηθεί ζωή. Ένα φυσικό σύμπαν είναι, καταρχήν, γνωστό. Αλλά αν το σύμπαν είναι αφύσικο και ρυθμισμένο για τη ζωή, το τυχερό αποτέλεσμα μιας κοσμικής ρόδας ρουλέτας, τότε είναι λογικό ότι ένα τεράστιο και ποικιλόμορφο «πολλάσύμπαν» συμπάντων πρέπει να υπάρχει πέρα ​​από την εμβέλειά μας - τα άψυχα προϊόντα των λιγότερο ανώμαλων περιστροφών . Αυτό το πολυσύμπαν καθιστά το σύμπαν μας αδύνατο να κατανοηθεί πλήρως με τους δικούς του όρους.

Όπως έχουν τα πράγματα, τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια, κωδικοποιημένα σε ένα σύνολο εξισώσεων 40 ετών που ονομάζεται «Τυπικό μοντέλο», στερούνται ένα λογικό μοτίβο και φαίνονται εκπληκτικά τελειοποιημένα για τη ζωή. Ο Arkani-Hamed και άλλοι φυσικοί των σωματιδίων, καθοδηγούμενοι από την πίστη τους στη φυσικότητα, έχουν περάσει δεκαετίες επινοώντας έξυπνους τρόπους για να προσαρμόσουν το Καθιερωμένο Μοντέλο σε ένα μεγαλύτερο, φυσικό μοτίβο. Αλλά επανειλημμένα, οι ολοένα και πιο ισχυροί επιταχυντές σωματιδίων δεν κατάφεραν να αποδείξουν τις προτάσεις τους με τη μορφή νέων σωματιδίων και φαινομένων, δείχνοντας όλο και περισσότερο τη ζοφερή και ριζοσπαστική προοπτική ότι η φυσικότητα είναι νεκρή.

Ωστόσο, πολλοί φυσικοί, μεταξύ των οποίων και ο αρχηγός του Αρκάνι-Χαμέντ, αναζητούν μια πιο οριστική απάντηση. Και αυτή τη στιγμή, η προσπάθειά του να απαντήσει στο ερώτημα της φυσικότητας οδηγεί στην Κίνα. Πριν από δύο χρόνια, συμφώνησε να γίνει ο εναρκτήριος διευθυντής του νέου Κέντρου για τη Μελλοντική Φυσική Υψηλής Ενέργειας στο Πεκίνο. Έκτοτε έχει επισκεφθεί την Κίνα 18 φορές, κάνοντας εκστρατεία για την κατασκευή μιας μηχανής άνευ προηγουμένου κλίμακας:ενός κυκλικού επιταχυντή σωματιδίων με περιφέρεια έως 60 μίλια ή σχεδόν τέσσερις φορές μεγαλύτερο από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων της Ευρώπης (LHC). Με το παρατσούκλι «Great Collider» και εκτιμάται ότι θα κοστίσει περίπου 10 δισεκατομμύρια δολάρια σε 30 χρόνια, θα διαδεχόταν τον LHC ως το νέο κέντρο του σύμπαντος της φυσικής. Σύμφωνα με τον Arkani-Hamed και όσους συμφωνούν μαζί του, αυτός ο επιταχυντής ηλεκτρονίων (TeV) των 100 τρισεκατομμυρίων ηλεκτρονίων θα συγκρούσει τα υποατομικά σωματίδια αρκετά δυνατά ώστε είτε να βρει τα σωματίδια που ο LHC δεν μπορούσε να συγκεντρώσει ή να τα αποκλείσει, διασώζοντας ή σκοτώνοντας η αρχή της φυσικότητας και η ώθηση των φυσικών προς μία από τις δύο ριζικά διαφορετικές εικόνες:αυτή ενός σύμπαντος που μπορεί να γίνει γνωστό ή ενός άγνωστου πολυσύμπαντος.

Η κινεζική εκστρατεία συγκρούσεων έχει την υποστήριξη και τη συμμετοχή πολλών διακεκριμένων ερευνητών εκτός από τον Arkani-Hamed, συμπεριλαμβανομένου του Yifang Wang, του νομπελίστα David Gross και του μετάλλιο Fields S.T. Yau, καθώς και λεγεώνες πειραματιστών και μηχανικών που εργάζονται στα παρασκήνια, ωστόσο το έργο είναι αμφιλεγόμενο. Οι ειδικοί διαφωνούν για το τι θα πετύχαινε το μηχάνημα. Αναρωτιούνται επίσης εάν η Κίνα είναι έτοιμη να αναλάβει το τιμόνι στη φυσική των σωματιδίων, αμφισβητώντας αν η κοινότητα της φυσικής μικρών σωματιδίων μπορεί να αναπτυχθεί αρκετά γρήγορα τις επόμενες δύο δεκαετίες για να εκτελέσει ένα έργο τόσο τεράστιο και πολύπλοκο, ακόμη και με τη βοήθεια χιλιάδων φυσικών στην Ευρώπη. και των Ηνωμένων Πολιτειών. Καθώς ο Τάο Χαν, ένας φυσικός σωματιδίων που υποστηρίζει την εκστρατεία, εξέφρασε τις ανησυχίες ορισμένων από τους Κινέζους συναδέλφους του, «Θα πηδήξουμε πολύ μακριά και θα πέσουμε δυνατά;»

Τώρα είναι η ώρα της απόφασης. Η κινεζική κυβέρνηση θα δημοσιεύσει το πενταετές δημοσιονομικό της σχέδιο μέχρι το τέλος του έτους, αποκαλύπτοντας εάν σκοπεύει να επενδύσει στην έρευνα και την ανάπτυξη για το έργο του Collider.

«Αυτό το πρόγραμμα επιταχυντών 100 TeV στην Κίνα είναι εξαιρετικό. είναι προκλητικό. είναι επικίνδυνο. Και αυτός ακριβώς είναι ο λόγος που τίποτα τέτοιο, νομίζω, δεν θα μπορούσε πραγματικά να έχει τόση έλξη χωρίς τη Nima», είπε ο Sundrum, ο οποίος έχει επισκεφθεί το Πεκίνο για να βοηθήσει την εκστρατεία. «Χρειάστηκε τεράστια πειθώ για να το μετατρέψει από μια ολοκληρωτική φαντασίωση, μια χαμένη φαντασία, σε κάτι που έχει πιθανότητες μάχης».

Park and Go

Για τον Arkani-Hamed, η κινεζική εκστρατεία συγκρουόμενων είναι σαν να σπρώχνεις μια ανοιχτή πόρτα. «Όταν το σκέφτεσαι περισσότερο, είναι απλά τέλειο», είπε, πίνοντας Coke Zero στον καναπέ του γραφείου του. «Θα ήταν υπέροχο για τη φυσική. θα ήταν υπέροχο για την Κίνα. Ψάχνουν για κάτι όπου μπορούν να είναι οι καλύτεροι στον κόσμο». Συνέχισε, «Υπάρχουν πολύ λίγα πράγματα στη ζωή όπου αυτό που θέλεις να κάνεις για ιδεαλιστικούς λόγους και αυτό που θέλει να κάνει κάποιος άλλος για μακιαβελικούς λόγους είναι πανομοιότυπα. Και όταν συμβεί αυτό, πρέπει απλώς να το κάνετε. Απλώς πρέπει να το κάνεις!»

Το φως του ήλιου του Ιουνίου χύθηκε πάνω σε μαυροπίνακες με στίγματα κιμωλίας και σε ένα υπέροχο γραφείο αντίκες. Ο Arkani-Hamed κάθισε κάτω από μια φωτογραφία μιας αρσενικής λεοπάρδαλης με κορνίζα, που τραβήχτηκε από τη σύντροφό του, βιολόγο, όταν πήγε μαζί της σε σαφάρι πριν από δύο χρόνια στη Νότια Αφρική. Φορώντας το συνηθισμένο μαύρο μπλουζάκι του, το σορτς φορτίου και τα σανδάλια του, με τα χέρια καλυμμένα με γρατσουνιές γάτας - η σκληρή αγάπη ενός λατρεμένου τιγρέ - αναπήδησε για να σβήσει ένα κομμάτι κηλίδων και να πει ένα νέο μαθηματικό επιχείρημα, και μετά ξεπήδησε ξανά να αγκαλιάσει έναν επισκέπτη ερευνητή που κοίταξε ευγενικά από το διάδρομο. Στο μεσημεριανό γεύμα, περιτριγυρισμένος από προστατευόμενους, χάραξε θεωρίες σε χαρτοπετσέτες, υπερασπιζόταν κάποιες, εξηγώντας άλλες και έβγαζε περισσότερο Coke Zero. (Η πρόσληψη καφεΐνης κορυφώθηκε πριν από αρκετά χρόνια με 15 έως 16 σφηνάκια εσπρέσο την ημέρα.)

Γενναιόδωρος με το χρόνο του, ακόμη και με έναν νεαρό άνδρα να κάνει παρέα στον διάδρομο τον οποίο περιέγραψε μισοαστεία ως τον «καταδιώκτη» του, ο Αρκάνι-Χαμέντ ισχυρίζεται ότι ποτέ δεν απέρριψε έναν μεταπτυχιακό φοιτητή που ήθελε να συνεργαστεί μαζί του. Πολλοί από το ποίμνιό του έχουν ενταχθεί στις σχολές κορυφαίων ερευνητικών πανεπιστημίων και είναι πλέον ηγέτες στη γενιά τους. «Το να είσαι μαθητής του Νίμα ήταν σαν να είχες τον Γιουσέιν Μπολτ ως προπονητή στίβου», είπε ο Κλίφορντ Τσουνγκ από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην Πασαντένα, ο οποίος σπούδασε υπό τον Αρκάνι-Χαμέντ στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ. Ο Jesse Thaler του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης περιέγραψε ότι περνούσε σχεδόν κάθε μέρα στο πολυσύχναστο γραφείο της Arkani-Hamed στο Χάρβαρντ, σε συνεδρίες με ταύρο γεμάτες γέλιο και «ανακρίσεις που προκαλούν τα νεύρα που προκαλούνται από την καφεΐνη». Ο Τάλερ πρόσθεσε:«Αν κοιτάξω τα υψηλά σημεία της μέχρι τώρα σταδιοδρομίας μου στη φυσική, πολλά από αυτά συνέβησαν επειδή (συνειδητά ή όχι) προσπάθησα να ακολουθήσω το παράδειγμα του Νίμα:ακολουθώντας τις δικές του ιδέες με αχαλίνωτο ενθουσιασμό, αγνοώντας ευγενικά τους αρνητές και αντιμετωπίζοντας τα εμπόδια. -επί. Και πίνοντας εσπρέσο.»

Ο Arkani-Hamed ήταν μια ανατρεπτική δύναμη σε όλη την καριέρα του. Άρχισε να φτιάχνει όνομα στο μεταπτυχιακό, στα μέσα της δεκαετίας του 1990, στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ. Όταν επεσήμανε ένα λάθος σε μια προέκδοση του Δημόπουλου, ενός εξέχοντος ερευνητή δύο δεκαετίες μεγαλύτερός του, ο σύμβουλός του πρότεινε ότι ο Δημόπουλος ίσως ήθελε να επιστρέψει από ένα σαββατοκύριακο στην Ευρώπη για να συνεργαστεί με τον Αρκάνι-Χαμέντ, ο οποίος επρόκειτο να γίνει μεταδιδακτορικός ερευνητής στο SLAC National Accelerator Laboratory του Στάνφορντ. «Τι κουτσός», θυμήθηκε σκεπτόμενος ο Δημόπουλος. «Γιατί να αφήσω έναν μεταδιδάκτορα να αποφασίσει για το μέλλον μου;» Στο τέλος, όντως επέστρεψε και με την Αρκάνι-Χαμέντ έγιναν στενοί φίλοι και συνεργάτες. «Περάσαμε εξαιρετικά παραγωγικά μαζί και περάσαμε καλά», είπε ο Δημόπουλος. «Είναι ένας από τους καλύτερους φίλους μου στη ζωή μου». Η μεγαλύτερη συνεργασία τους ολοκλήρωσε το Καθιερωμένο Μοντέλο με τις υποθετικές επιδράσεις των επιπλέον χωρικών διαστάσεων κουλουριασμένες σε κάθε σημείο της τρισδιάστατης πραγματικότητας μας.

Καθώς ο Arkani-Hamed δημιούργησε τη μία νέα ερευνητική περιοχή μετά την άλλη, αντιστάθηκε σε περισπασμούς του πραγματικού κόσμου, όπως οι κανόνες στάθμευσης. Ως νεαρός καθηγητής στο Μπέρκλεϋ, επέμενε να παρκάρει στο κυρίως άδειο οικόπεδο κοντά στο κτήριο του και όχι στον μακρινό χώρο που του είχε ανατεθεί, οδηγώντας σε έναν επικό πόλεμο με έναν υπάλληλο στάθμευσης που προσγείωσε το πρόσωπό του σε μια αφίσα "Wanted" και βοήθησε στην οδήγηση. τον από το Μπέρκλεϋ στο Χάρβαρντ. Εκεί, τα προβλήματά του στο παρκάρισμα μειώθηκαν κάπως (αν και το αυτοκίνητό του ρυμουλκούνταν τακτικά σε κοντινό οικόπεδο) και η καριέρα του άνθισε. «Έκανε ολόκληρο τον τόπο να ζωντανέψει», είπε η Μελίσα Φράνκλιν, φυσικός του Χάρβαρντ. Όταν, το 2008, έφυγε για το IAS, αναζητώντας την «αγνότητα του σκοπού» του και την απαλλαγή από τα καθήκοντα διδασκαλίας, τα προβλήματα στάθμευσης τελείωσαν, αλλά «κλάψαμε», είπε ο Franklin. "Κλαίγαμε."

Η ηρεμία του IAS, όπου σπουδαίοι στοχαστές όπως ο Albert Einstein και ο Kurt Gödel τελείωσαν τη σταδιοδρομία τους, δεν έχει επιβραδύνει τις φιλοδοξίες του Arkani-Hamed. Τώρα, πέρα ​​από τη συνεχή έκρηξη νέων ιδεών, οι μέρες και οι νύχτες του είναι γεμάτες με πτήσεις και συναντήσεις για την αναζήτηση του επιταχυντή των ονείρων του. Πολύ αργότερα εκείνη την ημέρα του Ιουνίου, αφού άφησε έναν διανοητικά εξουθενωμένο ρεπόρτερ στο σιδηροδρομικό σταθμό, ο Arkani-Hamed οδήγησε στο Newark για να πιάσει μια πτήση με κόκκινα μάτια για το Χονγκ Κονγκ, όπου θα μιλούσε σε μια διάσκεψη πριν επιβιβαστεί σε άλλη πτήση για το Πεκίνο για να συναντηθεί με Κινέζοι συνάδελφοι και καθοδηγούν την έρευνα για το έργο του επιταχυντή. «Κοιμάμαι όπως τρώνε τα λιοντάρια», εξήγησε — «πολύ λίγο για μεγάλα χρονικά διαστήματα, με τεράστιες και νόστιμες γιορτές».

Απόδραση στα αστέρια

Η μητέρα του Arkani-Hamed, Hamideh Alasti, πιστεύει ότι η προσπάθεια του γιου της να καταλάβει τον κόσμο κάποτε του έσωσε τη ζωή. Γεννήθηκε στο Χιούστον, όπου ο πατέρας του, Τζαφάρ, εργαζόταν για το πρόγραμμα Apollo που αναλύει τις φυσικές ιδιότητες του φεγγαριού. (Η μητέρα του Arkani-Hamed και η αδερφή του, Sanaz "Sunny" Jensen, είναι επίσης φυσικοί.) Καθώς η οικογένεια αναπηδούσε μεταξύ ακαδημαϊκών θέσεων εργασίας στο Ιράν και τις ΗΠΑ, ο νεαρός Nima απορρόφησε βιβλία όπως το Tell Me Why , από τον Arkady Leokum, και απόλαυσαν τις πρακτικές επιστημονικές έρευνες όπως το να πιάνει και να μεγαλώνει βατράχους, φίδια και σαλαμάνδρες και να μελετά τη συμπεριφορά τους. «Πραγματικά δεν τον ένοιαζε η υλική ζωή», είπε ο Alasti. «Αν ήθελες να φορέσει ένα πιο ωραίο πουκάμισο, δεν το ήθελε αυτό». Ο πατέρας του πρόσθεσε:«Συνήθιζα να πάω τον Nima για πεζοπορία σχεδόν κάθε Σαββατοκύριακο στην Τεχεράνη. Ήταν πολύ πεισματάρης. Θυμάμαι μια φορά που έκανε πεζοπορία περίπου 11 ώρες σε ηλικία περίπου 4 ετών. Του ζήτησα να έρθει στον ώμο μου και αρνήθηκε."

Το 1979, όταν ανατράπηκε ο Σάχης του Ιράν, η οικογένεια επέστρεψε και πάλι στην πατρίδα της από τις ΗΠΑ, με την υπόσχεση της ελεύθερης έκφρασης και της δυνατότητας. Ο Νίμα συμμετείχε σε πολιτικές συζητήσεις μεταξύ των γονιών του και των φίλων τους που είχαν εκπαιδευτεί στη Δύση και θυμάται ότι διάβασε το Το Κομμουνιστικό Μανιφέστο ως φαρσί κόμικ. Όμως μέσα σε ένα χρόνο, ο Αγιατολάχ Χομεϊνί άρχισε να κλείνει τα πανεπιστήμια. Ο Τζαφάρ, που τότε εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο Σαρίφ στην Τεχεράνη, συνέγραψε μια ανοιχτή επιστολή με 14 συναδέλφους τους καταγγέλλοντας το κλείσιμο. Οι υπογράφοντες μπήκαν στη μαύρη λίστα. όσοι μπορούσαν να βρεθούν φυλακίστηκαν ή απαγχονίστηκαν, είπε ο Τζαφάρ. Πήγε στην παρανομία και τελικά πλήρωσε 50.000 $ - τις οικονομίες της ζωής του - για τους λαθρέμπορους για να μεταφέρουν αυτόν και την οικογένειά του έξω από τη χώρα με άλογο. Όταν ένας λαθρέμπορος στην αλυσίδα των παραδόσεων δεν έλαβε την πλήρη πληρωμή, ο άνδρας εγκατέλειψε τη Νίμα, τους γονείς του και την αδερφή του στα βουνά μεταξύ Ιράν και Τουρκίας.

Μια εβδομάδα σε ένα ταξίδι που υποτίθεται ότι θα διαρκούσε δύο μέρες, η 10χρονη Νίμα ανέπτυξε πυρετό 107 μοιρών και ήταν πολύ αδύναμη για να περπατήσει. Ο Τζαφάρ άφησε τη γυναίκα του και τα παιδιά του μαζεμένα σε μια κοιλάδα και έτρεξε για βοήθεια. Τρεις ώρες αργότερα, συνάντησε μια ομάδα νομάδων Κούρδων, και ανάμεσά τους, ένας ηγέτης της κουρδικής αντιπολίτευσης στον Χομεϊνί. Ένας ήρωας στη μνήμη του Νίμα, ο άνδρας έστειλε άλογα για να σώσουν την οικογένεια. Το αγόρι, που κόντευε να πεθάνει, κάθισε σωριασμένο στην πλάτη του αλόγου της μητέρας του καθώς τους οδηγούσαν έξω από το Ιράν κάτω από την κάλυψη της νύχτας. «Ήταν σε πολύ κακή κατάσταση», είπε ο Alasti. Για να τον ενεργοποιήσει, έστρεψε την προσοχή του στη φωτεινή κορδέλα των αστεριών που σαρώνουν τον ουρανό - τον γαλαξία του Γαλαξία - και υποσχέθηκε ότι όταν έφτασαν στην ασφάλεια, θα μπορούσε να πάρει ένα τηλεσκόπιο. «Αυτό τον κράτησε πολύ, πολύ αφοσιωμένο», είπε, «σε σημείο που κατάφερε να τον κρατήσει στη ζωή». Μόλις πέρασαν με ασφάλεια τα σύνορα, η οικογένεια πήρε το δρόμο για το Τορόντο.

Η ζωή ήταν καλή στον Καναδά. μόνο ένα πράγμα ήταν ταραχώδες. Εκείνη την εποχή, «υπήρχε ένα ανώτατο όριο στο επίπεδο του μεγαλείου και της φιλοδοξίας με το οποίο οι άνθρωποι σκέφτονταν τα πράγματα», είπε ο Arkani-Hamed. Ήταν ιδιαίτερα εντυπωσιασμένος από το πόσο περήφανοι ήταν πολλοί Καναδοί που κατασκεύασαν τους βραχίονες ρομπότ των διαστημικών λεωφορείων της NASA. Κατά τη διάρκεια της ειδησεογραφικής κάλυψης των εκτοξεύσεων, θυμάται, «θα υπήρχαν όλα αυτά τα κοντινά στο χέρι, στον «Καναδά» στο μπράτσο, και θα ήμουν, όπως, το διαστημικό λεωφορείο είναι μεγαλύτερη υπόθεση!». Στο σχολείο, αρνήθηκε να κάνει πολυάσχολες δουλειές και πήρε μέτριους βαθμούς, εκτός από τα μαθηματικά (που ήταν όλα τεστ) και τα αγγλικά (επειδή αγαπούσε τους δασκάλους του και την ανάγνωση και τη γραφή), ενώ κέρδισε την κορυφαία βαθμολογία σε όλο τον Καναδά σε μια εθνική εξετάσεις φυσικής. Μέχρι το τελευταίο έτος στο γυμνάσιο, ήταν σαφές ότι θα γινόταν ένας επιτυχημένος θεωρητικός φυσικός. «Θα γίνεις ο επόμενος Αϊνστάιν», θυμάται ο ίδιος και οι γονείς του να πειράξει τον καθηγητή φυσικής του, «και εγώ θα είμαι αυτός που σου έδωσε ένα Β!»

Η εργασία για το σπίτι δεν είχε πλέον σημασία στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο. πέτυχε το πρώτο του τεστ φυσικής και μέχρι το τελευταίο έτος βοηθούσε στη διδασκαλία της κβαντικής θεωρίας πεδίου σε μεταπτυχιακούς φοιτητές. Ο κόσμος τράβηξε τον μεταδοτικό του ενθουσιασμό για τα μαθηματικά και τη φυσική. «Οι περισσότεροι άνθρωποι συνηθίζουν στην ιδέα ότι είναι πραγματικά δύσκολο να καταλάβουμε πράγματα και πρέπει κυρίως να τα παρατήσουμε. Απλώς δεν το έχει κάνει αυτό», είπε ο Χιου Τόμας, φίλος και συμμαθητής που είναι τώρα μαθηματικός. "Μέρος του είναι ότι είναι πραγματικά, πραγματικά, πολύ, πολύ έξυπνος, επομένως έχει τη δυνατότητα να καταλάβει πολλά πράγματα."

Οι υψηλότερες ενέργειες

Η εκστρατεία του Arkani-Hamed για έναν επιταχυντή 100-TeV ξεκίνησε στις 30 Ιουλίου 2013, σε μια συζήτηση για το μέλλον της αμερικανικής σωματιδιακής φυσικής στη Μινεάπολη του Μιν. Με μόνο πέντε λεπτά για να απευθυνθεί σε ένα κοινό 1.000 φυσικών και μια συνήθεια να μιλάει για όσο καιρό ήθελε, ο Αρκάνι-Χαμέντ προετοίμασε προσεκτικά τα λόγια του από πριν. «Όλοι γνωρίζουμε ότι ξεκινάμε, πραγματικά, μια άνευ προηγουμένου εποχή στη θεμελιώδη φυσική», ξεκίνησε. Αφού έθεσε το πρόβλημα της φυσικότητας, συνέχισε:«Το διακύβευμα είναι υψηλότερο από το παρελθόν. Δεν ρωτάμε για αυτό ή εκείνο το σωματίδιο, αλλά κάτι πολύ πιο βαθιά δομικό για τη φυσική πραγματικότητα. … Ο καλύτερος τρόπος για να λυθεί αυτό το ζήτημα είναι να οδηγήσεις μια φόρτιση στις υψηλότερες δυνατές ενέργειες και να φτιάξεις έναν επιταχυντή 100 TeV.”

«Κάθισα δίπλα του και τον παρακολούθησα να διαβάζει λέξη προς λέξη όσα είχε γράψει», είπε ο Kyle Cranmer από το Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, ένας συνάδελφος που συμμετείχε στο πάνελ που είπε ότι ένιωθε σαν «ένα μικρό παιδί που μοιράζεται τη σκηνή εκείνη την ημέρα. … Η ομιλία του Nima έδωσε ζωή σε εκείνους που βαθιά μέσα τους νιώθουν ότι χρειαζόμαστε έναν μεγαλύτερο επιταχυντή για να κάνουμε πραγματική πρόοδο. … Δεν επρόκειτο για την πρακτικότητα, ήταν μια τολμηρή έκκληση για δράση, ένα φεγγάρι, και βασικά αποκάλεσε όσους δεν το έβλεπαν έτσι ως δειλούς και εκείνους που το έβλεπαν σαν να έχουν θάρρος.”

Béatrice de Géa για το περιοδικό Quanta

Βίντεο: Ο Nima Arkani-Hamed κάνει τη «μεγάλη εικόνα» του για την κατασκευή ενός επιταχυντή σωματιδίων 100 TeV.

Η κραυγή μάχης του ηλεκτρίστηκε το κοινό και κυριάρχησε στην υπόλοιπη συζήτηση, αλλά δεν πήγε καλά με τους περισσότερους συναδέλφους του Arkani-Hamed. Ένας πρότεινε ότι «ονειρευόταν». Πολλοί τάχθηκαν υπέρ της κατασκευής ενός πειράματος νετρίνων μικρότερης κλίμακας στο Fermilab στο Ιλινόις ως το επόμενο μεγάλο έργο των ΗΠΑ - ένα σχέδιο που συμπεριλήφθηκε στην έκθεση διαμόρφωσης πολιτικής της κοινότητας της σωματιδιακής φυσικής τον επόμενο Μάιο. Ο Arkani-Hamed διαφωνεί κάθετα με αυτό το σχέδιο. Η φυσική των νετρίνων είναι «τέλεια ενδιαφέρουσα», είπε πρόσφατα, «αλλά δεν θα έπρεπε να είναι η ναυαρχίδα μιας μεγάλης χώρας». Διαγνωρίζει Αμερικανούς φυσικούς ότι πάσχουν από «διαταραχή μετατραυματικού στρες SSC», μια αδυναμία να συνέλθουν από την καταστροφική ακύρωση του Superconducting Super Collider, που θα ήταν τρεις φορές το μέγεθος του LHC, εν μέρει κατά την κατασκευή του στο Τέξας το 1993. Όχι μόνο η απόρριψη του SSC σπατάλησε δισεκατομμύρια δολάρια, χάλασε τις καριέρες των νέων και έβλαψε μόνιμα τις σχέσεις με ξένα ιδρύματα, είπε, αλλά «είχε επίσης έναν εξοντωτικό αντίκτυπο στον τρόπο με τον οποίο το πεδίο σκέφτεται τον εαυτό του και τον τρόπο που παρουσιάζεται στην κυβέρνηση, στο ευρύ κοινό». Στις ΗΠΑ, όπως το έθεσε ο Sundrum, μια ιδέα όπως ένας επιταχυντής 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων, 100-TeV είναι «νεκρή κατά την άφιξη».

Ο Arkani-Hamed σύντομα έμαθε για τον Tao Han, ο οποίος κατέχει θέσεις τόσο στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ όσο και στο Πανεπιστήμιο Tsinghua στο Πεκίνο. Ο Χαν ταράζει για την κατασκευή ενός επιταχυντή σωματιδίων υψηλότερης ενέργειας στην Κίνα εδώ και 10 χρόνια, μέχρι πρόσφατα χωρίς επιτυχία, είπε. Παρά τη φήμη της Κίνας για αριστεία στην εκπαίδευση των επιστημών, υστερεί πολύ πίσω από τις ΗΠΑ και την Ευρώπη στη βασική έρευνα. Για δεκαετίες, οι καλύτεροι φυσικοί σωματιδίων της χώρας έχουν μεταναστεύσει στις ΗΠΑ και την Ευρώπη, αντί να καλλιεργήσουν μια παράδοση εκεί.

Αυτό άρχισε να αλλάζει με την επιτυχημένη κατασκευή του Beijing Electron-Positron Collider II (BEPCII), ενός δακτυλίου 240 μέτρων που ολοκληρώθηκε το 2008. Ο Han ένιωσε μια ακόμη μεγαλύτερη αλλαγή στη θάλασσα το 2012, όταν η Κίνα πραγματοποίησε ένα σημαντικό πείραμα νετρίνων στον Κόλπο Daya , ανοιχτά της Θάλασσας της Νότιας Κίνας. Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύθηκαν τον Απρίλιο, ολοκλήρωσαν την εικόνα του τρόπου με τον οποίο τα άπιαστα, ελαφρά σωματίδια μπορούν να μετατοπιστούν από τον έναν τύπο στον άλλο, ένα φαινόμενο γνωστό ως «ταλαντώσεις νετρίνων». Οι δυτικοί επιστήμονες είδαν τον Κόλπο Daya ως αναμφισβήτητα το πιο σημαντικό αποτέλεσμα φυσικής σωματιδίων που βγήκε ποτέ από την Κίνα.

Η κινητήρια δύναμη πίσω από το BEPCII και το Daya Bay ήταν ο Yifang Wang, ένας φυσικός στο Πεκίνο που πέρασε την πρώιμη καριέρα του στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ. Το 2011, εν μέρει λόγω της επιτυχίας των πειραμάτων, ο Wang διορίστηκε διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής Υψηλής Ενέργειας (IHEP) στο Πεκίνο. Αμέσως πίεσε για ένα ακόμη μεγαλύτερο πείραμα στην Κίνα. Επειδή η κατασκευή μηχανών είναι ακριβή και χρονοβόρα, ο Wang και οι συνεργάτες του αποφάσισαν να αφήσουν τη θεωρία να πρωτοστατήσει. Πριν από δύο χρόνια συμφώνησαν να ιδρύσουν ένα θεωρητικό κέντρο στο ΙΗΕΠ. Θα χρειαζόταν έναν ιδρυτικό διευθυντή και ο Han είπε ότι γνώριζε μόνο το άτομο.

Μετά από μια σειρά συναντήσεων μεταξύ των Arkani-Hamed, Wang και άλλων στο Πεκίνο, το Κέντρο για τη Μελλοντική Φυσική Υψηλής Ενέργειας στο IHEP ξεκίνησε σε μια τελετή κοπής κορδέλας τον Δεκέμβριο του 2013, με διευθυντή τον Arkani-Hamed. «Κάλεσα 40 από τους στενότερους φίλους μου που ασχολούνται με τη φυσική των επιταχυντών», είπε και τους έφερα στο Πρίνστον για να προγραμματίσουν τις επισκέψεις τους στο κέντρο του στην Κίνα. Εκεί, έχουν συνεργαστεί με τους Κινέζους για να βρουν τη φυσική περίπτωση για την κατασκευή του νέου υπερεπιταχυντή. Το μηχάνημα θα ξεκινούσε ως ένα «εργοστάσιο Higgs», συγκρούοντας σωματίδια σε χαμηλότερες ενέργειες για να δημιουργήσει σωματίδια που ονομάζονται μποζόνια Higgs και να σαρώσει τις ιδιότητές τους για έμμεσα σημάδια νέας φυσικής, και στη συνέχεια να αυξηθεί μεταξύ 70 και 100 TeV (ανάλογα με τη διαθέσιμη τεχνολογία μαγνητών ) μέχρι το 2042. Οι μελέτες τους κατέληξαν σε 50 ερευνητικές εργασίες και μια ολοκληρωμένη έκθεση που περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο λειτουργίας του πειράματος. Εν τω μεταξύ, ο Arkani-Hamed και ο Gross, ένας θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα, έπεισαν ακόμη εννέα από τους υψηλότερους φυσικούς του κόσμου να συνυπογράψουν μια επιστολή συνιστώντας το έργο. Ένας από αυτούς, ο Yau, μαθηματικός και θεωρητικός χορδών στο Χάρβαρντ που είναι διάσημος στην Κίνα, παρέδωσε προσωπικά την επιστολή στον αντιπρόεδρο της Κίνας, Li Yuanchao. Σύμφωνα με τον Yau, η λίστα με τις διάσημες υπογραφές τράβηξε την προσοχή του αντιπροέδρου. Μετά από αίτημά του, είπε ο Yau, ο υπουργός Επιστήμης και Τεχνολογίας έχει πραγματοποιήσει μια σειρά συναντήσεων για να συζητήσει τη σκοπιμότητα του έργου. (Το βιβλίο του Yau, From the Great Wall to the Great Collider Το , σε συνεργασία με τον Steve Nadis, θα εμφανιστεί αυτό το φθινόπωρο.)

Παραμένουν σημαντικές προκλήσεις. Ακόμη και με ουσιαστική βοήθεια από τη διεθνή κοινότητα, οι ειδικοί εκτιμούν ότι αρκετές χιλιάδες νέοι Κινέζοι φυσικοί σωματιδίων πρέπει να εκπαιδευτούν τα επόμενα 10 χρόνια. Το ενδιαφέρον για τη σωματιδιακή φυσική φαίνεται ήδη να αυξάνεται μεταξύ των υποψηφίων για μεταπτυχιακές σπουδές εκεί και η Arkani-Hamed είναι χαρακτηριστικά αισιόδοξη, αλλά ορισμένοι ερευνητές ανησυχούν ότι ο ρυθμός αύξησης δεν θα είναι αρκετός. Επιπλέον, οι μαγνήτες που απαιτούνται για την επιτάχυνση των πρωτονίων στα 100 TeV κατασκευάζονται στο Fermilab, ένα κυβερνητικό εργαστήριο των ΗΠΑ, και σε αυτό το σημείο εξακολουθούν να είναι απαγορευτικά ακριβοί. οι χώρες πρέπει να συνεργαστούν και το κόστος του μαγνήτη πρέπει να μειωθεί σημαντικά την επόμενη δεκαετία για να παραμείνει το έργο εντός του προϋπολογισμού.

Το πιο ανησυχητικό είναι ότι ορισμένοι ερευνητές υποψιάζονται ότι ο Μεγάλος Επιταχυντής δεν θα δώσει το είδος της οριστικής απάντησης στο ερώτημα της φυσικότητας που διαφημίζει ο Arkani-Hamed. Ο Κράνμερ, για παράδειγμα, έχει αμφιβολίες. «Είμαι πολύ συμπαθής με την ιδέα ότι αυτό είναι ένα κρίσιμο σημείο στον τομέα και ότι η φυσικότητα/λεπτομέρεια είναι ένα βαθύ ζήτημα», έγραψε σε ένα email. «Ωστόσο, δεν είμαι πεπεισμένος ότι αν κατασκευάζαμε έναν επιταχυντή 100 TeV και δεν βλέπαμε τίποτα, θα αποτελούσε πειστική απόδειξη ότι η φύση έχει ρυθμιστεί με ακρίβεια». Θα εξακολουθούσε να υπάρχει η ενοχλητική πιθανότητα να υπάρχει μια φυσική ολοκλήρωση του Καθιερωμένου Μοντέλου στην οποία ένας επιταχυντής απλά δεν μπορεί να έχει πρόσβαση. (Ο Arkani-Hamed και οι συνεργάτες του πρότειναν ένα τέτοιο σενάριο αυτό το καλοκαίρι, το οποίο ονομάστηκε "Nnaturalness", το οποίο μπορεί να ελεγχθεί με άλλους τρόπους.) Ο Adam Falkowski, ένας σωματιδιακός φυσικός στο Παρίσι που κάνει blog για τις εξελίξεις στον τομέα, υποστηρίζει ότι εάν δεν βρεθούν νέα σωματίδια στα 100 TeV, αυτό θα αφήσει τους φυσικούς ακριβώς εκεί που βρίσκονται τώρα στην αναζήτησή τους για μια πιο ολοκληρωμένη θεωρία της φύσης — ανίδεοι. "Δεν υπάρχει προς το παρόν καμία ένδειξη ότι αυτός ο επιταχυντής θα μας βοηθήσει να λύσουμε κάποιο από τα παζλ στη σωματιδιακή φυσική ή την κοσμολογία", είπε.

Ο πιο εξέχων αντίπαλος του σχεδίου του Collider είναι ο νομπελίστας C.N. Ο Yang, ένας πολύ γνωστός 93χρονος φυσικός του οποίου το έργο έχει επηρεάσει σημαντικά τη φυσική των σωματιδίων, αλλά θεωρεί τη φυσική της συμπυκνωμένης ύλης (που αφορά τη συμπεριφορά των υλικών) πολύ πιο ωφέλιμη για την κοινωνία. Οι απόψεις του Γιανγκ δεν εμφανίζονται δημόσια γραπτώς, αλλά ο Χαν τις περιέγραψε ως δημοσίως γνωστές και ως εμπόδιο στην εκστρατεία.

Πολλοί φυσικοί των σωματιδίων θέλουν έναν επιταχυντή επόμενης γενιάς γιατί θα εγγυόταν χιλιάδες θέσεις εργασίας και ένα μέλλον για τον τομέα. Και ο Gross, που θεωρεί τη φυσικότητα μια θολή έννοια, θέλει απλώς μια ύστατη αναζήτηση για νέα φυσική. «Χρειαζόμαστε περισσότερες συμβουλές από τη φύση», είπε. "Πρέπει να μας πει πού να πάμε."

Σύμφωνα με τον Han, η διαδικασία διαβούλευσης στην Κίνα είναι αδιαφανής, αλλά άκουσε ενθαρρυντικές ειδήσεις να τρέχουν και οι Κινέζοι φυσικοί των σωματιδίων προχωρούν στον σχεδιασμό τους.

Εάν η Κίνα υποχωρήσει, ο Arkani-Hamed θα ρίξει όλο του το βάρος πίσω από μια παράλληλη (αν και με πιο αργό ρυθμό) εκστρατεία συγκρουόμενων στο εργαστήριο CERN της Ευρώπης, το οποίο στεγάζει τον LHC. Ο Μικελάντζελο Μανγκάνο, θεωρητικός σωματιδίων στο CERN που συμμετέχει στην αξιολόγηση των επιλογών εκεί, πρότεινε ότι και τα δύο έργα ενδέχεται να ξεκινήσουν. «Εάν η Κίνα προχωρήσει με τον πρωταρχικό της στόχο για το [εργοστάσιο Higgs], ένα πιθανό σενάριο είναι ένα στο οποίο το CERN δείχνει απευθείας στον επιταχυντή 100 TeV και η Κίνα χρησιμοποιεί την εμπειρία της με το πρώτο της έργο για να προχωρήσει σε κάτι ακόμα πιο φιλόδοξο. από 100 TeV."

Ή μπορεί να μην υπάρχει επιταχυντής επόμενης γενιάς. «Αυτό με χτύπησε πολύ σκληρά σε ένα συγκεκριμένο σημείο», είπε ο Joe Incandela, κορυφαίος φυσικός σωματιδίων στο LHC που υποστηρίζει τόσο τις ευρωπαϊκές όσο και τις κινεζικές εκστρατείες επιταχυντών. Μόλις ο κόσμος σταματήσει να κατασκευάζει επιταχυντές, είπε, οι συνεργασίες και η συλλογική τεχνογνωσία που χρειάζονται για να γίνει αυτό θα εξαφανιστούν μέσα σε μια γενιά. «Τα αποτελέσματα που έχουμε θα πρέπει να ισχύουν για χιλιετίες, ίσως. … Και αγόρι μου, για να σταματήσετε και να αφήσετε αυτές τις ερωτήσεις ανοιχτές — μπορείτε να δείτε την ευθύνη που νιώθουμε. Ο Νίμα νιώθει αυτή την ευθύνη. Όλοι νιώθουμε ότι αυτό δεν μπορεί να είναι το τέλος. Πρέπει να κάνουμε τουλάχιστον ένα ακόμη βήμα."

Πέρα από το χώρο και τον χρόνο

Είτε υλοποιηθεί ένας επιταχυντής 100-TeV είτε όχι, η κληρονομιά του Arkani-Hamed μπορεί να βασίζεται σε μια διαφορετική και δυνητικά πιο σημαντική καμπάνια. Ακόμη και καθώς κυνηγά το ερώτημα εάν οι ιδιότητες του σύμπαντος είναι φυσικές, επιδιώκει επίσης να ανακαλύψει τι γεννά τον χώρο και τον χρόνο εξαρχής. Όσο ριζοσπαστικό κι αν ακούγεται, πολλοί φυσικοί πιστεύουν τώρα ότι οι χωροχρονικές διαστάσεις στις οποίες φαίνεται να κινούμαστε δεν είναι θεμελιώδεις, αλλά μάλλον προκύπτουν από μια βαθύτερη, πιο αληθινή περιγραφή της πραγματικότητας. Και το 2013, μια απροσδόκητη ανακάλυψη από τον Arkani-Hamed και τον μαθητή του Jaroslav Trnka έδωσε μια πιθανή ένδειξη για το πώς θα μπορούσαν να μοιάζουν οι υποκείμενοι νόμοι της φύσης.

Αποκάλυψαν ένα πολύπλευρο γεωμετρικό αντικείμενο του οποίου ο όγκος κωδικοποιεί τα αποτελέσματα των συγκρούσεων σωματιδίων — θηριώδεις αριθμούς για υπολογισμό με παραδοσιακές μεθόδους. Η ανακάλυψη πρότεινε ότι η συνηθισμένη εικόνα των σωματιδίων που αλληλεπιδρούν στο χώρο και τον χρόνο κρύβει κάτι πολύ πιο απλό:τη διαχρονική λογική των τεμνόμενων γραμμών και επιπέδων. Παρόλο που το "amplituhedron" (όπως ονόμασαν το αντικείμενό τους οι Arkani-Hamed και Trnka) περιέγραψε αρχικά μια απλοποιημένη έκδοση της σωματιδιακής φυσικής, οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να επεκτείνουν τη γεωμετρία του για να περιγράψουν πιο ρεαλιστικές αλληλεπιδράσεις και δυνάμεις σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας. «Φαίνεται ότι θα είμαστε σε θέση να πάμε πολύ μακριά», δήλωσε ο Zvi Bern, επικεφαλής σε αυτόν τον ερευνητικό κλάδο στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες. Η έρευνα του ίδιου του Arkani-Hamed προχωρά με γοργούς ρυθμούς και ο ίδιος εικάζει ελεύθερα για το πού θα οδηγήσει.

Πιστεύει ότι η εναλλαξιμότητα σημείων και γραμμών στη γεωμετρία του πλάτους εδρών μπορεί να είναι η αρχή μιας μυστηριώδους μαθηματικής δυαδικότητας μεταξύ σωματιδίων και χορδών, των βασικών δομικών στοιχείων της φύσης στη θεωρία χορδών. Και οι αλληλεπιδράσεις σωματιδίων είναι απλώς «η μωρή εκδοχή του προβλήματος», είπε. Ο απώτερος στόχος του είναι να περιγράψει ολόκληρη την κοσμολογική ιστορία του σύμπαντος ως ένα μαθηματικό αντικείμενο. Σε αδημοσίευτο έργο, έχει αρχίσει να βρίσκει μοτίβα σε κοσμολογικούς συσχετισμούς - την πιθανότητα, για παράδειγμα, ότι εάν δύο κόκκινα αστέρια βρίσκονται σε απόσταση 20 κιλοπαρσέκων μεταξύ τους, ένα μπλε αστέρι βρίσκεται σε απόσταση 50 κιλοπαρσέκων και από τα δύο. Αυτά τα στατιστικά μοτίβα κωδικοποιούν την ιστορία του σύμπαντος, όπως τα οστά δεινοσαύρων θαμμένα στην άμμο. Και όπως συμβαίνει με τις συγκρούσεις σωματιδίων, ανακάλυψε ότι αυτά τα σχέδια μπορούν να αναπαρασταθούν ως γεωμετρικοί όγκοι. Τελικά, είπε, οπουδήποτε από 10 έως 500 χρόνια από τώρα, το πλάτος και αυτά τα κοσμολογικά μοτίβα θα συγχωνευθούν και θα γίνουν μέρος μιας ενιαίας, θεαματικής μαθηματικής δομής που περιγράφει ολόκληρο το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον των πάντων «με κάποιο διαχρονικό, αυτόνομο τρόπο .”

Σε ένα πρόσφατο δείπνο, μαζί με μια μικρή ομάδα μεταδιδακτόρων, η Arkani-Hamed σχεδίασε ένα πεντάγραμμο σε μια χαρτοπετσέτα. Το πεντάγραμμο, όπως και το πλάτος, ορίζεται από ένα πεπερασμένο σύνολο γραμμών που διασταυρώνονται σε έναν πεπερασμένο αριθμό σημείων. Ο Arkani-Hamed σκούρασε εννέα σημεία στη διαμόρφωση και εξήγησε ότι οι πρώτες οκτώ από αυτές τις κουκκίδες μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα πλέγμα. Αλλά ανεξάρτητα από το πόσο λεπτό είναι το πλέγμα, η ένατη κουκκίδα πέφτει πάντα μεταξύ των σημείων του πλέγματος. αναγκάζεται να αντιστοιχεί σε έναν παράλογο αριθμό. Υπάρχει μια μαθηματική απόδειξη, παρατήρησε ο Arkani-Hamed, ότι όλοι οι αλγεβρικοί αριθμοί μπορούν να προκύψουν από διαμορφώσεις ενός πεπερασμένου ακέραιου αριθμού τεμνόμενων σημείων και ευθειών. Και με αυτό, εξέφρασε μια τελική εικασία, στο τέλος μιας μεγάλης, εγκεφαλικής ημέρας, πριν όλοι οι άλλοι πάνε σπίτι για ύπνο και ο Arkani-Hamed κατευθυνθεί προς το αεροδρόμιο:Όλα — παράλογοι αριθμοί, μαζί με αλληλεπιδράσεις σωματιδίων και συσχετίσεις μεταξύ των αστεριών — τελικά προκύπτει από πιθανές συνδυαστικές διευθετήσεις ακέραιων αριθμών:1, 2, 3 κ.ο.κ. Υπάρχουν, είπε, όπως και όλα τα άλλα.

Ο Αρκάνι-Χαμέντ θεωρεί την τάση του να εικάζει μια προσωπική αδυναμία. "Αυτό δεν είναι ψεύτικη σεμνότητα, είναι πραγματικά μια προσωπική αδυναμία, αλλά είναι αλήθεια, οπότε δεν μπορώ να κάνω τίποτα γι 'αυτό", είπε. «Είναι σημαντικό για μένα όσο εργάζομαι σε κάτι να είμαι πολύ ιδεολογικός γι' αυτό. Και μετά, φυσικά, είναι επίσης σημαντικό αφού τελειώσετε να ξεχάσετε την ιδεολογία και να προχωρήσετε σε μια άλλη». Σκεπτόμενος το ζήτημα της φυσικότητας και την αναζήτησή του για μια μαθηματική θεωρία της φύσης, συνέχισε, «Αλλά σίγουρα σε πράγματα όπου η πρόοδος δεν είναι τόσο άμεση, θεωρώ πολύ σημαντικό να πείσω τον εαυτό μου ότι είναι ο μόνος αληθινός δρόμος. Ή τουλάχιστον ένα αληθινό μονοπάτι."

Αποθήκευση