Traduttore: Tomoyuki Suzuki Revisore: Claire Ghyselen
Ciao a tutti.
Sono Hiyama, un fisico.
Potresti pensare che i fisici siano scontrosi.
Quindi, oggi, non parlerò di estenuante fisica,
ma, spero, la fisica che tutti possano capire.
Saresti d’accordo che cose interessanti,
come innovazioni o innovazioni
a volte escono da idee non convenzionali?
E questo, a volte, idee o approcci invertiti
dare vita a diverse scoperte e innovazioni?
Guarda questa immagine, a titolo illustrativo. Questa è una produzione di massa di automobili.
100 anni fa,
i lavoratori si muovevano avanti e indietro
nelle fabbriche di automobili per assemblare parti di automobili.
Era terribilmente inefficiente.
Poi è venuta fuori un’idea invertita: far muovere le macchine al posto delle persone.
Questo è l’inizio dell’era del nastro trasportatore.
Le auto, e non i lavoratori, scivolarono avanti,
e gli operai, stazionati nella loro posizione, assemblavano le loro parti alle macchine in movimento.
La produzione di massa automobilistica era iniziata.
Questo tipo di idea invertita gioca un ruolo significativo
nella nostra società quotidiana.
Le idee inverse generano anche vari tipi di scoperte
nel nostro terreno di gioco, la scienza.
Lascia che ti spieghi usando esempi concreti della mia ricerca.
Il premio Nobel per la fisica quest’anno
è stato assegnato per la rilevazione delle onde gravitazionali
generato dalla collisione di buchi neri.
Einstein predisse onde gravitazionali 100 anni fa.
È il nostro più grande piacere assistere alla conferma della sua teoria dai fatti
quasi esattamente 100 anni dopo la loro esistenza.
Infatti, dopo questa scoperta,
abbiamo rilevato le onde gravitazionali generate poco prima della fusione delle stelle di neutroni.
Inoltre, le stelle di neutroni sono un grande mistero da sole.
Oggi, scienziati come noi sono molto interessati alle stelle di neutroni.
Lascia che ti spieghi cos’è una stella di neutroni:
Il nostro universo è nato
13,8 miliardi di anni fa al Big Bang.
Un miliardo di anni dopo questo evento, le prime stelle vennero alla luce.
Il destino di una stella differisce da un confine all’altro –
oltre il limite di peso, 8 masse solari.
Piccole stelle con una massa inferiore a otto masse solari
trasformarsi in nani bianchi e bruciare con calma.
Le stelle più grandi di otto masse solari, causano esplosioni di supernova.
Il nucleo interno della stella forma quindi un buco nero o una stella di neutroni.
Le stelle di neutroni sono diventate il centro del nostro interesse.
Il diametro di una stella di neutroni è di circa 20 km.
Si tratta della distanza da questo campus alla stazione centrale della città.
La dimensione della stella è molto piccola,
ma anche se ha una massa sorprendentemente grande,
infatti, 1,5 masse solari.
Questo fatto è descritto in tutti i libri di testo sulla cosmologia
ed è ben noto agli scienziati.
Tuttavia, una cosa terribile è accaduta nel 2010.
È successo qualcosa di strano che ci ha fatto riscrivere tutti i libri di testo.
Scoprirono che il limite superiore era di due masse solari.
Questo è stato straordinariamente sorprendente per gli scienziati.
Potresti pensare che non importi se il limite di massa viene aumentato da 1,5 a 2.
I teorici come noi hanno fatto sforzi significativi per spiegare teoricamente
il numero comunemente accettato 1.5.
Con una teoria non molto elegante, puoi facilmente prevederlo
che la massa raggiungerà 1,1 o 1,2 masse di sole,
ma non raggiunge quasi mai l’1,5.
Nonostante i nostri sforzi disperati per spiegare questo fatto fisico,
abbiamo scoperto con timore che la massa della stella di neutroni può raggiungere due masse solari.
Siamo rimasti terribilmente scioccati.
Ricordo che non potevo dormire quella notte.
Quindi, risolvendo il problema della due massa solare
divenne immediatamente l’argomento più caldo.
Ora, quali sono le sostanze che compongono le due stelle di neutroni delle masse solari?
È fatto letteralmente di neutroni,
con una piccola frazione di protoni e iperoni.
Gli iperoni sono particelle che non esistono naturalmente sulla terra.
Quando studi questo problema,
hai bisogno delle seguenti variabili cruciali nell’input:
uno: la forza tra protoni e neutroni
e due, la forza tra iperoni e protoni,
illustrato dalla forza tra il rosso e il bianco qui.
Fino ad ora, la forza tra bianco e blu
è stato abbastanza capito.
Tuttavia, le forze tra il rosso e il blu,
e tra il rosso e il bianco erano poco conosciuti.
Ora, è fondamentale capire questa forza
per risolvere il problema della due sole-massa delle stelle di neutroni.
Un modo possibile per trovare un indizio che ci porti alla soluzione
sarebbe quello di creare una stella di neutroni sintetici sulla terra.
Ma riflettiamoci su per un momento.
Non sei d’accordo che è pericoloso creare una stella di massa a due sole sul nostro piccolo pianeta?
Un piccolo errore potrebbe creare un buco nero.
Gli scienziati dovrebbero evitare questo tipo di rischio.
È qui che torna l’idea inversa.
Diamo un’occhiata a una stella di neutroni su una scala molto fine.
La prima unità che vediamo sulla scala fine è composta da tre particelle,
vale a dire, un protone, un neurone e un iperone.
Consideriamo la creazione di materia artificiale
composto da tre o quattro di queste particelle.
Chiamiamo un nucleo un ipernucleo
quando è composto da un iperone, un protone e un neutrone.
Possiamo creare ipernucleo artificialmente con un acceleratore di particelle.
Il nostro obiettivo è sviluppare una teoria sulla struttura dell’ipernucleo
che abbiamo creato con l’acceleratore.
Questa materia è composta da tre particelle –
un iperone, un protone e un neutrone.
Lo chiamiamo un “problema a tre corpi”.
Allo stesso modo, un soggetto di quattro particelle è chiamato “problema di quattro corpi”.
Quindi, dobbiamo risolvere il problema dei tre corpi
e problema di quattro corpi in teoria.
Puoi contarli, giusto? Tre corpi, quattro corpi e così via.
Tuttavia, è notoriamente difficile risolvere questi problemi in teoria.
Illustrerò quanto sia difficile con una metafora della società umana.
Immagina che tu e il tuo amico stiate cercando di decidere qualcosa.
Vi conoscete bene, quindi, potete prendere una decisione abbastanza facilmente.
Ma cosa succede se una terza persona, un biscotto duro,
o qualcuno che non ti piace si unisca a te?
Diventa un problema di tre corpi.
Un problema risolto tra due persone diventa improvvisamente complicato.
Questo potrebbe sembrarti familiare.
Di nuovo, un altro tosto si unisce a te.
Questo è un problema di quattro corpi.
Puoi vedere come diventa ancora più difficile, giusto?
Hai mai provato la sensazione di un problema che avrebbe dovuto essere
risolto facilmente tra due persone si era trasformata in un affare di rottura
perché c’erano quattro di voi?
In realtà, questo è simile nel mondo microscopico.
Più numerosi sono i fattori, più diventa complesso il problema.
Se ti mostro la formula, potresti cadere immediatamente nel sonno.
Quindi resisti con me, questa è l’equazione.
“V” è la variabile di input, come ho detto, che rappresenta la “forza”.
Ora interrompo l’equazione nei suoi componenti;
I simboli, E e ψ rappresentano le variabili che vogliamo risolvere.
Possiamo effettivamente confrontare queste variabili con i dati sperimentali.
È uno degli scopi della mia ricerca scoprire queste soluzioni
esaminando l’equazione.
Per problemi convenzionali come questo,
possiamo risolvere l’equazione e produrre output,
se le “forze” sono date,
e quindi, confronta il risultato ottenuto con i dati sperimentali.
Tuttavia, se non vengono forniti dati cruciali come la forza,
come possiamo produrre un output?
All’improvviso ci siamo trovati di fronte a questo tipo di problema.
Ora mi ha colpito un’idea rovesciata.
Significa che –
risolviamo comunque l’equazione,
nel senso che lo facciamo
con valori scarsamente noti delle forze,
e quindi, confrontiamo l’output con i dati sperimentali ed esaminiamolo.
Pertanto, possiamo tornare a correggere i valori delle forze
utilizzando i dati sperimentali in mano.
Questo ha dato l’idea di utilizzare questi nuovi dati affidabili sulle forze
come dati di input per studiare le stelle di neutroni.
La mia previsione è che questo approccio ci porterà
alla risoluzione del mistero delle due masse solari.
Gli scienziati sentono che ci stiamo avvicinando alla soluzione.
Per chiudere il mio discorso,
il mio punto è l’importanza dell’idea e dell’approccio invertiti.
Credo che da un modo di pensare “rovesciato” emergano nuovi indizi
e possibilità che ci illumineranno per risolvere i nostri misteri scientifici.
È un atteggiamento importante, non solo per il mondo scientifico,
ma anche nel mondo reale.
Immagina di voler avviare un nuovo progetto.
Come tu lo sai bene, c’è sempre un problema che si presenta ad un certo punto.
Puoi superarlo con un metodo convenzionale e diretto.
Puoi essere abbastanza fortunato da risolverlo.
Ma potresti non essere così fortunato.
Capiterà spesso che sarai in grado di trovare una soluzione elegante
al tuo problema all’istante
quando prendi un punto di vista diverso per scrutarlo,
quando lo guardi dal contrario.
Sono sicuro che raccoglierai nuove sfide
e quando colpisci un muro,
basta ricordare l’idea rovesciata e studiarla a testa in giù.
Grazie mille.
(Applausi)
Ciao a tutti.
Sono Hiyama, un fisico.
Potresti pensare che i fisici siano scontrosi.
Quindi, oggi, non parlerò di estenuante fisica,
ma, spero, la fisica che tutti possano capire.
Saresti d’accordo che cose interessanti,
come innovazioni o innovazioni
a volte escono da idee non convenzionali?
E questo, a volte, idee o approcci invertiti
dare vita a diverse scoperte e innovazioni?
Guarda questa immagine, a titolo illustrativo. Questa è una produzione di massa di automobili.
100 anni fa,
i lavoratori si muovevano avanti e indietro
nelle fabbriche di automobili per assemblare parti di automobili.
Era terribilmente inefficiente.
Poi è venuta fuori un’idea invertita: far muovere le macchine al posto delle persone.
Questo è l’inizio dell’era del nastro trasportatore.
Le auto, e non i lavoratori, scivolarono avanti,
e gli operai, stazionati nella loro posizione, assemblavano le loro parti alle macchine in movimento.
La produzione di massa automobilistica era iniziata.
Questo tipo di idea invertita gioca un ruolo significativo
nella nostra società quotidiana.
Le idee inverse generano anche vari tipi di scoperte
nel nostro terreno di gioco, la scienza.
Lascia che ti spieghi usando esempi concreti della mia ricerca.
Il premio Nobel per la fisica quest’anno
è stato assegnato per la rilevazione delle onde gravitazionali
generato dalla collisione di buchi neri.
Einstein predisse onde gravitazionali 100 anni fa.
È il nostro più grande piacere assistere alla conferma della sua teoria dai fatti
quasi esattamente 100 anni dopo la loro esistenza.
Infatti, dopo questa scoperta,
abbiamo rilevato le onde gravitazionali generate poco prima della fusione delle stelle di neutroni.
Inoltre, le stelle di neutroni sono un grande mistero da sole.
Oggi, scienziati come noi sono molto interessati alle stelle di neutroni.
Lascia che ti spieghi cos’è una stella di neutroni:
Il nostro universo è nato
13,8 miliardi di anni fa al Big Bang.
Un miliardo di anni dopo questo evento, le prime stelle vennero alla luce.
Il destino di una stella differisce da un confine all’altro –
oltre il limite di peso, 8 masse solari.
Piccole stelle con una massa inferiore a otto masse solari
trasformarsi in nani bianchi e bruciare con calma.
Le stelle più grandi di otto masse solari, causano esplosioni di supernova.
Il nucleo interno della stella forma quindi un buco nero o una stella di neutroni.
Le stelle di neutroni sono diventate il centro del nostro interesse.
Il diametro di una stella di neutroni è di circa 20 km.
Si tratta della distanza da questo campus alla stazione centrale della città.
La dimensione della stella è molto piccola,
ma anche se ha una massa sorprendentemente grande,
infatti, 1,5 masse solari.
Questo fatto è descritto in tutti i libri di testo sulla cosmologia
ed è ben noto agli scienziati.
Tuttavia, una cosa terribile è accaduta nel 2010.
È successo qualcosa di strano che ci ha fatto riscrivere tutti i libri di testo.
Scoprirono che il limite superiore era di due masse solari.
Questo è stato straordinariamente sorprendente per gli scienziati.
Potresti pensare che non importi se il limite di massa viene aumentato da 1,5 a 2.
I teorici come noi hanno fatto sforzi significativi per spiegare teoricamente
il numero comunemente accettato 1.5.
Con una teoria non molto elegante, puoi facilmente prevederlo
che la massa raggiungerà 1,1 o 1,2 masse di sole,
ma non raggiunge quasi mai l’1,5.
Nonostante i nostri sforzi disperati per spiegare questo fatto fisico,
abbiamo scoperto con timore che la massa della stella di neutroni può raggiungere due masse solari.
Siamo rimasti terribilmente scioccati.
Ricordo che non potevo dormire quella notte.
Quindi, risolvendo il problema della due massa solare
divenne immediatamente l’argomento più caldo.
Ora, quali sono le sostanze che compongono le due stelle di neutroni delle masse solari?
È fatto letteralmente di neutroni,
con una piccola frazione di protoni e iperoni.
Gli iperoni sono particelle che non esistono naturalmente sulla terra.
Quando studi questo problema,
hai bisogno delle seguenti variabili cruciali nell’input:
uno: la forza tra protoni e neutroni
e due, la forza tra iperoni e protoni,
illustrato dalla forza tra il rosso e il bianco qui.
Fino ad ora, la forza tra bianco e blu
è stato abbastanza capito.
Tuttavia, le forze tra il rosso e il blu,
e tra il rosso e il bianco erano poco conosciuti.
Ora, è fondamentale capire questa forza
per risolvere il problema della due sole-massa delle stelle di neutroni.
Un modo possibile per trovare un indizio che ci porti alla soluzione
sarebbe quello di creare una stella di neutroni sintetici sulla terra.
Ma riflettiamoci su per un momento.
Non sei d’accordo che è pericoloso creare una stella di massa a due sole sul nostro piccolo pianeta?
Un piccolo errore potrebbe creare un buco nero.
Gli scienziati dovrebbero evitare questo tipo di rischio.
È qui che torna l’idea inversa.
Diamo un’occhiata a una stella di neutroni su una scala molto fine.
La prima unità che vediamo sulla scala fine è composta da tre particelle,
vale a dire, un protone, un neurone e un iperone.
Consideriamo la creazione di materia artificiale
composto da tre o quattro di queste particelle.
Chiamiamo un nucleo un ipernucleo
quando è composto da un iperone, un protone e un neutrone.
Possiamo creare ipernucleo artificialmente con un acceleratore di particelle.
Il nostro obiettivo è sviluppare una teoria sulla struttura dell’ipernucleo
che abbiamo creato con l’acceleratore.
Questa materia è composta da tre particelle –
un iperone, un protone e un neutrone.
Lo chiamiamo un “problema a tre corpi”.
Allo stesso modo, un soggetto di quattro particelle è chiamato “problema di quattro corpi”.
Quindi, dobbiamo risolvere il problema dei tre corpi
e problema di quattro corpi in teoria.
Puoi contarli, giusto? Tre corpi, quattro corpi e così via.
Tuttavia, è notoriamente difficile risolvere questi problemi in teoria.
Illustrerò quanto sia difficile con una metafora della società umana.
Immagina che tu e il tuo amico stiate cercando di decidere qualcosa.
Vi conoscete bene, quindi, potete prendere una decisione abbastanza facilmente.
Ma cosa succede se una terza persona, un biscotto duro,
o qualcuno che non ti piace si unisca a te?
Diventa un problema di tre corpi.
Un problema risolto tra due persone diventa improvvisamente complicato.
Questo potrebbe sembrarti familiare.
Di nuovo, un altro tosto si unisce a te.
Questo è un problema di quattro corpi.
Puoi vedere come diventa ancora più difficile, giusto?
Hai mai provato la sensazione di un problema che avrebbe dovuto essere
risolto facilmente tra due persone si era trasformata in un affare di rottura
perché c’erano quattro di voi?
In realtà, questo è simile nel mondo microscopico.
Più numerosi sono i fattori, più diventa complesso il problema.
Se ti mostro la formula, potresti cadere immediatamente nel sonno.
Quindi resisti con me, questa è l’equazione.
“V” è la variabile di input, come ho detto, che rappresenta la “forza”.
Ora interrompo l’equazione nei suoi componenti;
I simboli, E e ψ rappresentano le variabili che vogliamo risolvere.
Possiamo effettivamente confrontare queste variabili con i dati sperimentali.
È uno degli scopi della mia ricerca scoprire queste soluzioni
esaminando l’equazione.
Per problemi convenzionali come questo,
possiamo risolvere l’equazione e produrre output,
se le “forze” sono date,
e quindi, confronta il risultato ottenuto con i dati sperimentali.
Tuttavia, se non vengono forniti dati cruciali come la forza,
come possiamo produrre un output?
All’improvviso ci siamo trovati di fronte a questo tipo di problema.
Ora mi ha colpito un’idea rovesciata.
Significa che –
risolviamo comunque l’equazione,
nel senso che lo facciamo
con valori scarsamente noti delle forze,
e quindi, confrontiamo l’output con i dati sperimentali ed esaminiamolo.
Pertanto, possiamo tornare a correggere i valori delle forze
utilizzando i dati sperimentali in mano.
Questo ha dato l’idea di utilizzare questi nuovi dati affidabili sulle forze
come dati di input per studiare le stelle di neutroni.
La mia previsione è che questo approccio ci porterà
alla risoluzione del mistero delle due masse solari.
Gli scienziati sentono che ci stiamo avvicinando alla soluzione.
Per chiudere il mio discorso,
il mio punto è l’importanza dell’idea e dell’approccio invertiti.
Credo che da un modo di pensare “rovesciato” emergano nuovi indizi
e possibilità che ci illumineranno per risolvere i nostri misteri scientifici.
È un atteggiamento importante, non solo per il mondo scientifico,
ma anche nel mondo reale.
Immagina di voler avviare un nuovo progetto.
Come tu lo sai bene, c’è sempre un problema che si presenta ad un certo punto.
Puoi superarlo con un metodo convenzionale e diretto.
Puoi essere abbastanza fortunato da risolverlo.
Ma potresti non essere così fortunato.
Capiterà spesso che sarai in grado di trovare una soluzione elegante
al tuo problema all’istante
quando prendi un punto di vista diverso per scrutarlo,
quando lo guardi dal contrario.
Sono sicuro che raccoglierai nuove sfide
e quando colpisci un muro,
basta ricordare l’idea rovesciata e studiarla a testa in giù.
Grazie mille.
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