Sabine Hossenfelder (Niemand in der Physik wagt es zu sagen, aber der Wettlauf um die Erfindung neuer Teilchen ist sinnlos, 26. September) hat einen großen Teil der Teilchenphysik und der Grundlagenforschung insgesamt verfehlt. Während wir alle unser jeweiliges Gebiet revolutionieren möchten, indem wir ein neues Teilchen entdecken oder auf andere Weise, ist das Herausfiltern des Unmöglichen – der Teilchen, die nicht existieren – in Wirklichkeit eine ebenso wichtige, wenn auch mühsame Funktion der Wissenschaft. Die Natur hat eine unendliche Fähigkeit zu überraschen, und unsere wissenschaftlichen Vorfahren haben vor langer Zeit gelernt, nichts als selbstverständlich zu betrachten. Jede bewiesene Unmöglichkeit bringt uns einem tieferen Verständnis des wirklichen Universums näher; Es ist ebenso wichtig zu wissen, dass Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit nicht möglich sind, wie zum Beispiel zu verstehen, dass Licht aus Photonen besteht.
Es wäre natürlich enorm mühsam, jede noch so seltsame Möglichkeit auszuschließen (z. B. Hossenfelder-Kraken auf dem Mars), und daher brauchen wir eine Reihe von Prinzipien, die uns leiten, wo wir suchen müssen. Es gibt allgemeine Meinungsverschiedenheiten darüber, was am besten funktioniert, aber viele der in dem Artikel erwähnten hypothetischen Partikel wurden mit Blick auf nützliche Funktionen entwickelt – ein Bruch geschätzter Prinzipien der Standardmodell zum Beispiel oder neue Funktionen hinzufügen. Was wir testen, sind die Prinzipien selbst, nicht die Partikel; Während einige von ihnen wirklich existieren, sind andere einfach Strohmänner, die uns helfen, nützliche Tests zu formulieren.
Dr. Phil Bull
Dozent für Kosmologie, Jodrell Bank Center for Astrophysics
Sabine Hossenfelder argumentiert, dass Teilchenphysiker viel zu begierig darauf sind, über neue Teilchen zu spekulieren, was darauf hindeutet, dass dies eher aus Gründen des beruflichen Aufstiegs geschieht als aus dem aufrichtigen Wunsch, unser Verständnis des Universums zu erweitern. Tatsächlich entwickeln und schlagen wir neue Theorien und neue Teilchen vor, weil es echte Rätsel und offene Fragen gibt, die unsere derzeit beste Theorie, das Standardmodell, nicht ansprechen kann. So soll Wissenschaft funktionieren.
Das Neutron wurde 1920 vorgeschlagen und ein Dutzend Jahre später entdeckt. In ähnlicher Weise wurden Positronen, Pionen, Neutrinos, Quarks usw. jeweils von Physikern vermutet, lange bevor sie in irgendeinem Experiment beobachtet wurden. Zuletzt wurde das Higgs-Boson im Jahr 2012 entdeckt, nachdem es ein halbes Jahrhundert zuvor vorgeschlagen worden war. Ich frage mich, wie viele dieser Entdeckungen niemals gemacht worden wären, wenn die Physiker Hossenfelders Rat bezüglich ihrer Herangehensweise an die Wissenschaft befolgt hätten.
Hossenfelders Behauptung, das Standardmodell „funktioniere so gut, wie es ist“, stimmt einfach nicht. Das Standardmodell sagt voraus, dass Neutrinos masselos sein sollten (sie sind es nicht), dass das elektrische Dipolmoment des Neutrons groß sein sollte (es ist nicht nachweisbar klein) und dass es in unserem Universum gleiche Mengen an Materie und Antimaterie geben sollte (es gibt es nicht). . Außerdem besteht der größte Teil der Materie in unserem Universum aus dunkler Materie, die nicht durch das Standardmodell beschrieben wird. Das sind nicht die Merkmale einer Theorie, die „so gut funktioniert, wie sie ist“.
Natürlich werden sich die meisten Teilchen, über die meine Kollegen und ich spekulieren, nicht als echt herausstellen, und das ist in Ordnung. Niemand würde erwarten, dass jeder Verdächtige in einem Strafverfahren schließlich für schuldig befunden wird. Es geht bei diesen Ermittlungen nicht darum, immer Recht zu haben. Stattdessen geht es darum, die Möglichkeiten rational abzuwägen, ihre Folgen zu untersuchen, zu entscheiden, welche Experimente konstruiert und durchgeführt werden sollen, und letztendlich so viel wie möglich über unser Universum zu lernen.
Dan Hopper
Professor für Astronomie und Astrophysik, University of Chicago
Teilchenphysik ist weit mehr als nur das Erfinden und Suchen neuer Teilchen, oder „Bump Hunting“, wie wir es nennen. Der Large Hadron Collider (LHC) wurde mit zwei Hauptzielen gebaut: das Higgs-Boson zu finden, das vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt wurde, und nach neuen Phänomenen zu suchen, die zur Erklärung einiger der faszinierenden Details unseres Universums erforderlich sind, die wir haben derzeit keine Erklärung, wie dunkle Materie.
Es gibt kein schönes Modell, das uns anleitet, wo wir nach empirischen Beweisen suchen sollen, nur viele Theorien, von denen einige neue Teilchen vorhersagen. Wir tappen im Dunkeln und suchen nach Beweisen, die uns in eine neue Richtung schicken. Dazu gehört auch die Bump-Hunting, und wie Sabine Hossenfelder zu Recht betonte, hat diese Methode keine neuen Erkenntnisse gebracht und wird dies jetzt weniger wahrscheinlich sein, da viele der Möglichkeiten ausgeschlossen wurden. Aber die Unbekannten sind immer noch da und das Universum hat sich wieder einmal als subtil und mysteriös erwiesen. Was wir am Cern LHC jetzt tun, sind immer präzisere Messungen mit den Daten, die wir haben, und suchen nach kleinen Abweichungen vom Standardmodell, um uns dahin zu führen, wo wir nach neuen Phänomenen suchen sollten.
Es gibt viele Analogien in der Wissenschaftsgeschichte für diesen Prozess – Albert Einstein optimierte Isaac Newton etwa 250 Jahre nach der Principia, und in jüngerer Zeit entdeckte die Cern LEP-Maschine, ein Vorläufer des LHC, Anomalien, die uns leiteten, wo wir nach dem Higgs suchen sollten Boson. Nur weil es keine tief hängenden Früchte gibt, heißt das nicht, dass es keine Früchte zu finden gibt.
Roger Rusack
Professor für Physik, University of Minnesota
Als professioneller Astronom teile ich die physikalische Sichtweise von Sabine Hossenfelder voll und ganz. Leider ist die Situation in der heutigen Astrophysik nicht anders, die voll ist mit sinnlosen Artikeln über die Eigenschaften von dunkler Materie und dunkler Energie, auf denen unzählige glänzende Karrieren aufgebaut wurden.
Wie im Fall von Physikern würden viele Astrophysiker privat die Existenz dieser Entitäten in Frage stellen, obwohl niemand dies offen äußert (geschweige denn in einer Abhandlung schreibt). Die Situation ist gelinde gesagt lächerlich.
Jede Stimme, die der Mainstream-Astrophysik zuwiderläuft, wird faktisch vom Schiedsrichtersystem abgeschaltet, das sicherstellt, dass nur orthodoxe Ergebnisse in Fachzeitschriften erscheinen. Das James-Webb-Weltraumteleskop wird höchstwahrscheinlich genügend Beweise liefern, um den Status quo zu ändern, mit wichtigen Konsequenzen für die grundlegende Physik.
Dr. Riccardo Scarpa
Breña Baja, La Palma, Spanien
Sabine Hossenfelder gibt einen wertvollen Einblick, wie die mechanische Anwendung der Mathematik falsifizierbar sein kann, Peer-Review-Anforderungen genügen und Förderanforderungen erfüllen kann. Aber ihr zentraler Punkt, dass Theorien, die falsifizierbar, aber nicht überprüfbar sind, wenig Sinn machen, hat weitreichendere Lehren.
Denkfabriken und Institute haben viele soziale und wirtschaftliche Theorien hervorgebracht, und wie in der Teilchenphysik gibt es keinen Mangel an gut recherchierten, von Experten begutachteten und gut finanzierten Ideen, um die Politik in Regierung, Wirtschaft und unserem Privatleben zu informieren. Wie dunkle Materie und dunkle Energie können Ungleichheit, Armut und Chancenlosigkeit aus jedem Blickwinkel gemessen, analysiert und theoretisiert werden. Aber verbessert dieser intellektuelle Output die Dinge im Verhältnis zum aufgewendeten Aufwand? Viele denken nicht.
Mehr Einsicht und weniger routinierte Ideologie ist der Ruf. Ökonomen und Sozialtheoretiker aufgepasst.
Les O’Leary
St Albans, Hertfordshire