简历阅读 -谁真的找到了Higgs Boson

关闭

您已阅读了2个免费的每月一篇文章中的1个。学习更多的知识。

关闭

谁真的找到了Higgs Boson

诺贝尔奖获奖发现的真实天才不是你认为的。

对于那些说现代科学没有天才没有天才的余地,因为一切都被发现,Fabiola Gianotti有一个......尼尔哈特曼

T.对于那些说现代科学中不存在天才的空间,因为一切都已被发现的人,法比奥拉·吉亚诺蒂给出了尖锐的回答。“不,完全不是,”ATLAS实验的前发言人说,该实验是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上最大的粒子探测器。“直到2012年7月4日,我们还没有证据证明自然界允许基本标量场。所以天才的空间很大。”

她指的是,博斯顿的发现 - 可能是过去半个世纪最重要的物理进展之一。它是渗透所有空间的同名字段的表现,完成了物理标准模型:一种基本上所有内容的存在和行为的基线描述。

通过任何标准,它是一个划时代的天才成就。

不太清楚的是,究竟谁是天才。一个明显的候选人是彼得·希格斯(Peter Higgs),他在1964年假设了作为Brout-Englert-Higgs机制的结果的希格斯玻色子。2013年,他和弗朗索瓦·恩格勒(Englert和他已故的同事罗伯特·布劳特(Robert Brout)分别获得了诺贝尔奖)。但这是否意味着希格斯是一个天才呢?Peter Jenni, ATLAS实验协作(欧洲核子研究中心发现希格斯粒子的两个实验之一)的创始人之一和第一位“发言人”,当我问他这个问题时,他有些犹豫。

“他们[希格斯,布朗特和英格尔特]并不认为他们[正在工作]像[爱因斯坦的相对论],”他谨慎地说道。通往HIGGS的自发对称性突破“是一个有挑战性的问题,但[爱因斯坦]看到了新的东西并解决了整个领域。彼得希格斯会告诉你,他在这几周上工作了。“

预先委员族物理学家建议新数据切割或过滤器的能力受到限制。

那么,如果实验努力的领导者,那些在三十多年上从近40个国家的投资数十亿美元的商品,工程师和学生指示的人?当然,必须是一个天才主人指导这一军团的工人,我们可以为他或她提供非凡的贡献。

“不,”Gianotti明确地说,这是一个罕见的物理学家,“它完全不同。我们建造的仪器是如此复杂,以至于创造性和创造力在日常工作中表现出来。存在巨大的问题,需要日期和创造力随着时间的推移和许多人而蔓延,并且所有人都在同一水平。“

科学突破似乎似乎受到个体天才的推动,但这种感知席子越来越合作的性质现代科学。也许没有什么比Higgs Discovery的故事更好地捕捉到这种二分法,这在一方面授予的名望之间存在鲜明的对比,并且在另一方面的实验中的制度化匿名性的制度化匿名性。


一种n厌恶卓越的人的概念深深植根于地图集协作,是其DNA的一部分。合作中的几乎所有决定都是由代表团批准的,例如学院委员会,协作委员会和一位委员会和工作队。共识是游戏的名称。即使是有效的首席执行官,也是从2009年到2013年占据的角色Gianotti,被评为“发言人”。她谈到了合作,但没有命令它。

集体对阿特拉斯至关重要,部分原因是避免关注明星人物是很重要的,使得合作中的物理学家的群众每次都感受到他们在某种程度上拥有的研究。近3,000人有资格作为关键物理论文的作者在Atlas产生的作者,而作者列表可以作为纸张本身取得几乎与纸张一样多的页面。1

群体的天才:粒子物理合作可以生产与数百名作者的学术论文。2010年纸为40页,致力于作者名单,如图所示。1

在更实用的层面上,这种集体性也使得在解释数据时更容易防范偏见。“我们做的几乎每一件事都是为了减少分析中的潜在偏差,”发现希格斯粒子时的希格斯-伽玛分析小组成员、最近获得粒子物理学青年科学家奖的克斯汀·塔克曼(Kerstin Tackmann)说。和许多物理学家一样,塔克曼近乎害羞,说话也有很多限制。但在传达消除偏见的重要性时,她变得更加有力。

“直到最后一步,我们不使用真实数据,”她解释道。在分析工具 - 算法和软件之后,基本上定义,它们被应用于真实数据,一个称为解开的过程。“一旦看看真实数据,”Tackmann说,“我们不允许更改分析了。”为此,可能会无意中创造偏见,诱使物理学家调整他们的分析工具对他们希望看到的东西,在最糟糕的情况下实际创建不存在的结果。早熟的个人物理学家提出新的数据剪切或过滤器的能力由这个程序的限制:他或她甚至看不到真实的数据,直到在游戏后期,每分析由多个其他科学家独立审核。

在合作中,大多数人直接“为”某个与他们的家庭学院没有任何关系的人工作,而他们的薪水实际上是由家庭学院支付的。

这种集体学科是一种方法,即阿特拉斯将其产生的数据的复杂性作纳,以原始形式为大量的,足以填充一堆从地球到月球上的DVD,再次返回,每年10次。必须将数据重建为近似于时间和空间中各个冲突图像的东西,就像从数码相机的原始输出所需的处理。

但是,自“扫描女孩”和泡沫室底片的日子以来,碰撞颗粒的鉴定变得非常复杂,其中实际的人类坐在碰撞的放大图像上,并将线条和螺旋形式鉴定为不同的粒子。今天的实验主义者需要具有不同探测器子系统的内部功能的专业知识:像素探测器,硅条跟踪器,过渡辐射跟踪器,μON系统和热量计,都是具有电磁和电磁的。对每个子系统的电子设备进行调整,例如增益或阈值设置,可能会导致缺席或包含视图的实际数据但不是。了解可能导致错误或缺席的信号,以及如何占该过程的最具挑战性和创造性的一部分。“有些人真的很聪明,对此非常善良,”Tackmann说。

这个过程也不是一成不变的。随着时间的推移,探测器的年龄和辐射损伤会发生变化。最终,完善探测器软件的过程是永无止境的,而人类的需求是巨大的:大约100名物理学家参与了对一个单一且相对简单的粒子特征的分析,即希格斯粒子衰变为两个伽马粒子。整个希格斯玻色子分析是由600多名物理学家组成的团队完成的。

这项努力的深度和广度将发现的行为转化为匿名和分布的行为 - 这种匿名性在阿特拉斯文化中被制度化。Marumi Kado,一个年轻的物理学家,一个有褶皱的头发和一个谦虚的禅宗言论,耳语在耳语上,是“综合分析”集团的召集人之一,负责最终达到确认HIGGs所需的统计显着性水平发现。但是,通常对于阿特拉斯,他揭示了统计分析的重要性 - 最后一步 - 鉴于之前的复杂性。“最终分析实际上很简单,”他说。“大多数[成功]介绍了如何构建探测器,您校准它的校准程度,以及从一开始时的设计程度。所有这一切花了25年。“


T.他认为ATLAS内部的深度协作工作模式意味着它在物理和工程领域的创新还不够——它还需要创新其管理风格和企业文化。洛桑国际管理发展学院(IMD)的战略执行和信息管理教授Donald Marchand将ATLAS描述为一种合作工作模式,它公然挑战标准的“瀑布式”(即自上而下的管理理论)。

Marchand在2000年代中期进行了一项关于阿特拉斯的案例研究,发现图拉斯管理层带领,几乎没有正式权威。2在合作中,大多数人直接“为”某个与他们的家庭学院没有任何关系的人工作,而他们的薪水实际上是由家庭学院支付的。例如,在建造阶段,ATLAS像素探测器(数据最密集的组件之一)的项目负责人在加州的一个美国实验室工作。他的直接下属,项目工程师,在意大利的一个研究所工作。即使他在生产过程中管理着一个关键的角色,项目负责人也没有权力去提升、约束,甚至正式审查项目工程师的表现。他唯一的办法就是讨论、谈判和妥协。ATLAS的成员更有可能觉得他们是在和别人一起工作,而不是为自己工作。

同样,资金来自不同国家的机构,通过“谅解备忘录”而不是正式合同。协作的发言人和其他最高经理人被要求遵循管理的政治,并照顾合作而不是指导它。如果合作成员疏远,这可能意味着他们投资的财政和人力资本的损失。各级管理人员需要找到非传统方式,为其下属提供反馈,激励和纪律。

一个著名的合作成员被许多人怀疑,他们认为他吸引了太多的注意力。

咖啡聊天是这样做的一种方式,成为开展一小一点谈判的主要方式,使得正在运行的跑步。今天有咖啡馆驻扎在核心周围,他们从早上到晚上饱满了非正式会议。许多物理学家一次可以在自助餐厅露营,一次在自助餐厅里,在约会之间致力于他们的笔记本电脑。迈克兰德说,阿特拉斯管理层还创造了“一个安全的港口,允许[员工]的组织内的文化,允许[员工],解决没有侵入的冲突和论据。”

结果是管理结构,非常有效和灵活。阿特拉斯管理人员始终如一地评分基准规模的5%,以衡量他们如何控制,传播和利用组织信息资本的衡量标准。3.Marchand还发现,Atlas管理结构在适应不断变化的情况下有效,在实验的核心生产阶段期间暂时切换到更自上而下的范式,何时需要在世界各地的装配线生产所需的数千个相同的物体。

这种合作文化没有偶然出现;据Marchand称,它从一开始就建于地图集。原始创始人将合作的伦理融入每个人加入个人信用,通过冲突面对面谈话,并在公开会议中讨论几乎所有内容。但这种伦理无处可行;没有书面行为准则。然而,它与我所说的每个人都接受了几乎是宗教的。

协作成员对任何人归因于任何人的信贷持怀疑态度。每份文件都包括整个作者列表,所有地图集的外展材料都签署了“地图集协作”。人们对那些被认为在媒体上占据过多个人信用的人来说是怀疑的。一个着名的合作成员(以及前摇滚明星和高度成功的BBC系列,地平线)通过许多人来说,看着他认为他通过与实验的协会来吸引着太多的关注。

注意间隔:超过60个机构合作建造并安装一个新的探测器层内的9毫米间隙内的梁管(散抽头内部的疏散管道)和原始探测器之间。 ATLAS Experiment©2014 CERN


一世n在地图集寻找天才,以及CERN的其他实验,似乎几乎不可能在合作本身以外的任何东西点。超过任何个人,包括建议新物理和实验计划的创始人的理论家,它是反映天才标志的合作:想象力,持久性,开放性和成就。

结果为自己说:阿特拉斯在其预测的一生中只达到了第一个关键目标,并继续以高度合作的方式发展。这可能是安装了检测器的第一次升级之一。Called the Insertable B-Layer (IBL), it grew out of a task force formed near the end of ATLAS’s initial commissioning period, in 2008, with the express goal of documenting why inserting another layer of detector into a 9-millimeter clearance space just next to the beam pipe was considered impossible.

完善的机会主义者,任务力量成员更换了一种快速变成新子项目的设计。虽然它勉强大于鞋盒,但IBL的建筑涉及世界各地的60多个院校,因为每个人都希望参与这一令人兴奋的新事物。当它在今年早些时候将可插入的B层子探测器滑入其内部的插入插入的B层子检测器时,只有一小部分空隙,长度超过7米,任务是在短短两小时内完成的顺利。

新天才比比皆是。Gianotti单打暗物质,例如:“96%的宇宙是黑暗的。我们不知道它是由什么制成的,它没有与我们的乐器互动。我们没有线索,“她说。“所以天才有很多空间。”但而不是来自野发科学家,而不是在实验室里拿着一块粉笔或修补,那个天才可能来自成千上万的人。


尼尔·哈特曼(Neal Hartman)是劳伦斯伯克利实验室(Lawrence Berkeley Laboratory)的机械工程师,该实验室与欧洲核子研究中心(CERN)的ATLAS合作项目已经合作了近15年。他花了很多时间在物理和普通科学的推广和教育上,包括在CERN举办的cinemeglobe,一个以科学为灵感的电影节。


参考

1. AAD,G。等等。在SQRT(S)= 900 GEV的PP交互中的带电粒子多个用LHC的ATLAS检测器测量。物理字母B.688.,21-42(2010)。

2. Marchand,D.A的IMD案例研究。&Margery,P. Cern的阿特拉斯和LHC合作:探索大爆炸,IMD-3-2015(2009)。

3.马尚德,凯廷格,W. &罗林斯。信息方向:业务绩效的链接牛津大学出版社(2001年)。


本文最初发表于2014年10月的“Genius”问题。

加入讨论