Welche Technologie kann aus einem so teuren Experiment resultieren, wie es im CERN durchgeführt wird?

Die Wahrheit ist, wir wissen es nicht. Aber wenn Sie darüber nachdenken, wie können wir das wissen? Wenn wir wüssten, welche Technologie letztendlich aus solchen Experimenten hervorgehen würde, warum sollten wir diese Technologie nicht jetzt bauen?

Große teure Maschinen wie der CERN-Supercollider helfen uns, die Naturgesetze besser zu verstehen. Und durch das Verständnis dieser Gesetze entstehen neue Technologien. Aber wir, die Physiker, haben absolut keine Ahnung, welche wunderbaren Technologien morgen entstehen könnten, weil wir heute so viel in die Wissenschaft investiert haben.

Angeblich fragte ihn der britische Finanzminister 1850, nachdem Faraday den elektrischen Generator entwickelt hatte, welchen praktischen Wert Elektrizität habe. Faraday konnte nicht ahnen, dass Elektrizität eines Tages das Rückgrat der gesamten modernen Gesellschaft bilden würde (aber das hinderte ihn nicht daran, eine bissige Bemerkung zu machen ). Es ist schwer, die Zukunft vorherzusagen; Wir arbeiten in der Wissenschaft in der Hoffnung, dass sich das, was wir tun, für einige neue und erstaunliche Technologien als nützlich erweisen wird. Aber wir wissen nicht, welche Technologien aus unseren teuren Labors hervorgehen werden, so wenig wie Faraday wusste, dass man mit Elektrizität einen Computer bauen könnte.

Orte wie das CERN sind eine enorme Antriebsfunktion für die Informatik - denken Sie an Hochleistungsrechnen, Netzwerke, Datenspeicherung usw. Wenn ich mich recht erinnere, war Tim Berners-Lee am CERN, als er mit der Entwicklung des WWW begann ...

In der Praxis ergibt sich aus Experimenten wie denen am CERN nur sehr wenig neue Technologie. Während sie bei einigen Dingen wie dem Design von Resonatoren, Leistungsklystrons und Teilchendetektortechnologie an die Grenzen gehen, ist der unmittelbare technologische Nutzen aus diesen Dingen relativ gering, obwohl man argumentieren kann, dass die moderne Röntgenbildgebung (Tomographie) stark davon profitiert hat von Leuten, die als Studenten Hochenergie- und Kernphysik studierten.

Noch wichtiger ist jedoch, dass Einrichtungen wie CERN und Hunderte von angeschlossenen Institutionen Zehntausenden von Studenten beibringen, weit über den Tellerrand hinaus zu denken. Die wenigsten dieser Studenten werden auf Dauer bei der Hochenergiephysik bleiben (es gibt dort nicht so viele bezahlte Jobs). Die meisten von ihnen werden später andere Dinge tun, und sie werden das, was sie über Technologie und Management unter schwierigen Bedingungen bei einem extremen Wissenschafts-/Ingenieursprojekt wie dem LHC gelernt haben, nutzen, um die Grenzen ihres Lebens zu erweitern. Das ist von enormem wirtschaftlichem Wert für die teilnehmenden Nationen. Wenn wir alle mit einfachen Jobs zufrieden wären, würden wir alle immer noch auf der Farm festsitzen.

Abgesehen davon ist es ein ständiger Stolz im Leben eines jeden, der dort war, Teil von so etwas gewesen zu sein. Das vergisst man nicht an dem Tag, an dem man aus der Tür geht. Es gibt Ihnen eine Vorstellung davon, was Menschen tun können, wenn sie sich etwas in den Kopf setzen!

Um nur die neuesten Entwicklungen aus der Neutrinowissenschaft zu erwähnen, scheint es, dass die nutzlosen, schwachen, schwach wechselwirkenden Neutrinos (und ihre Anti-Neutrino-Schwestern) genutzt werden können, um Kernreaktoren überall auf der Welt aufzuspüren und zu überwachen, die gegen Nichtverbreitungsvereinbarungen verstoßen

Ich erinnere mich an eine Diskussion über einen wirklich großen Neutrinostrahl, der im Prinzip auf einen abtrünnigen Kernreaktor gerichtet werden und dessen Isotope zerstören könnte, aber ich bin mir nicht sicher, ob das wirklich machbar ist. Aber Tatsache ist, dass diese Art von Technologie vor 20 Jahren noch nicht einmal auf der Karte war und jetzt ernsthaft für die Entwicklung und Implementierung in Betracht gezogen wird

zur Erkennung: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01440389008403936#.VBi4Ry4qvdE

zur Bombendeaktivierung: http://arxiv.org/abs/hep-ph/0305062

Es gibt bereits eine Reihe guter Antworten, aber vergleichen wir zusätzlich LHC , den "nutzlosen" Teilchenbeschleuniger; mit ITER der Weg zur endgültigen Lösung des Energiehungers der Menschheit.

Sie teilen Technologien in den Bereichen Supraleitung, Vakuum, Hochfrequenz, diagnostische Instrumente ... letztere würden derzeit wahrscheinlich nicht gebaut, ohne all die Forschung, die für erstere (und ihre Vorgänger) geleistet wurde.

Du denkst zu viel Physik.

Denken Sie stattdessen darüber nach, wie Sie die physikalischen Daten verarbeiten, die aus den Experimenten generiert werden.
Die Antwort ist, dass es am CERN nicht nur Physiker gibt, sondern auch – und zwar ziemlich viele – Hardware- und Software-Ingenieure.

Die Detektoren sind eine riesige Kombination aus kundenspezifischer Hardware. Von da an geht es weiter über kundenspezifische Verarbeitungskarten (FPGAs usw.) bis hin zu kundenspezifischer Software, die alle eine hohe Leistung erbringen müssen, um die riesige Menge an generierten Daten zu bewältigen.

Dieses Know-how wird in Veröffentlichungen und Abschlussarbeiten öffentlich gemacht und kann fortan von Software-Ingenieuren und Chip-Designern auf der ganzen Welt profitieren. Daraus können auch neue Open-Source-Bibliotheken oder andere Projekte entstehen.

Als Beispiel möchte ich Ihnen den interaktiven C++-Interpreter Cling nennen , der vom CERN stammt und nichts mit Physik zu tun hat.

Diese Frage gibt mir die Gelegenheit, eine meiner Lieblingsgeschichten in Wissenschaft und Technik zu erörtern. Obwohl ich bezweifle, dass ich ein Experte für die Geschichte des Transistors bin, bin ich sicherlich daran interessiert, davon zu hören, wenn jemand mehr weiß.

Der Wert einer Studie sollte nicht allein durch die Anwendbarkeit der Ergebnisse bestimmt werden. Zum Beispiel stammte der Transistor (das Stück Elektronik, das in praktisch allem, was Sie verwenden, zu finden ist) aus einem obskuren Zweig der Quantenmechanik, der als Oberflächenphysik bezeichnet wurde . Die theoretische Arbeit begann in den frühen 1900er Jahren während der Anfänge der Quanten und hatte keine unmittelbare (oder auch nur vorhersehbare) Anwendung/Nutzung. In den späten 1940er bis frühen 1950er Jahren wurden die ersten Prototypen des Transistors entwickelt.

Bis zum Jahr 2006 würde allein der Transistor für über 30 Billionen Dollar (das sind 30.000.000.000.000 USD ) Umsatz verantwortlich sein (dies geht aus einer MIT-Masterarbeit von 2007 über eine Marktbewertung von Halbleitertechnologien hervor). Ein neuerer Bericht von McKinsey&Company stellte fest, dass allein Suchmaschinen jährlich rund 780 Milliarden US-Dollar BIP auf den globalen Märkten erwirtschaften.

Der Punkt ist, dass eine scheinbar nicht greifbare Theorie zu sehr profitablen Anwendungen führen kann, aber das sollte nicht der Hauptantriebszweck der Grundlagenforschung sein. Wenn Sie jedoch weitere Beweise benötigen, zitiere ich aus einer kürzlich erschienenen Studie [van Bochove, 2012], in der es heißt:

Die Ausrichtung der Grundlagenforschung auf wirtschaftliche Möglichkeiten schadet dem Wachstum und kann die Wachstumsrate um bis zu die Hälfte reduzieren. Der Steady State erweist sich als global stabil; im eingeschwungenen Zustand ist die Wachstumsrate unabhängig von der Forschungsintensität, aber die Höhe der Einnahmen hängt davon ab. Angesichts des derzeitigen Niveaus der FuE-Ausgaben und Einsparungen in der OECD wird eine Erhöhung der angewandten FuE-Ausgaben um einen Dollar das Nationaleinkommen um 6-25 Dollar und einen zusätzlichen Dollar für Grundlagenforschung um 20-100 Dollar erhöhen. Diese Renditen sind zehn- bzw. dreißigmal höher als bei Sachkapitalinvestitionen.

Referenzen
van Bochove, CA „Basic Research and Prosperity: Sampling and Selection of Technological Possibilities and of Scientific Hypotheses as an Alternative Engine of Endogenous Growth“, CWTS Working Paper Series, Leiden University, 2012.

Meiner Ansicht nach (und alle Antworten sind auch Views) ist die Arbeit am CERN (es ist seltsam, dass bei der Suche nach möglichst kleinen Dingen der höchste Preis bezahlt werden muss) eine große Geldverschwendung. Die dort arbeitenden Wissenschaftler gehören hauptsächlich der weißen männlichen Spezies an, die ihre sogenannten objektiven Modelle der Realität beweisen wollen, die in Wirklichkeit getarnte subjektive Modelle sind (verstehen Sie mich nicht falsch, einige von ihnen sind es wirklichneugierig) in der Hoffnung, einen großen Geldnobelpreis zu erhalten. Ihre PR wird verwendet, um den Rest der Welt denken zu lassen, dass das, was sie tun, von größter Bedeutung ist, und eines Tages werden wir die wissenschaftlichen Früchte vom Baum der Erkenntnis pflücken (der bereits zu schwer ist) und jeder auf der Erde wird es tun Profitieren Sie von ihrem Blick in den kleinstmöglichen Maßstäben. Wir werden mit sorgfältig gewählten Worten bombardiert, um andere davon zu überzeugen, den Finanzierungshahn offen zu halten.

Aber welche „wunderbaren“ Technologien (nur ein sehr kleiner Prozentsatz der Weltbevölkerung formt die Erdoberfläche und zerstört dadurch die wunderbare Natur, die noch auf unserem schönen Planeten übrig ist, und zwingt andere Menschen, darauf zu leben) wird uns das CERN geben ? Welchen Nutzen können die Bestätigungen dafür haben, wie sich die Welt der Elementarteilchen verhält? Ich denke keine. Und wenn ja, warum mit diesem Wissen (das ist die Industrie) immer wieder Neues schaffen. Der unaufhaltsame Fortschritt von Technologie, Wissenschaft und Wissen ist nur ein Märchen, das in die Köpfe der Menschen gepflanzt wurde, um der Wissenschaft grünes Licht für ihre reproduzierbare, standardisierte Suche nach sogenanntem objektiven Wissen zu geben.

Ich mag Wissenschaft sehr. Es ist wie ein Rätselbuch, das uns die Natur gegeben hat. Aber ich habe Angst, dass die Früchte der Wissenschaft am Baum der Erkenntnis den Baum (Biodiversität) zerstören werden.