: Testing Supersymmetry

Оглавление

Сбросить всё

Английский оригинал	Перевод на русский
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям.	Проверка суперсимметрии ilves_ArtO 18.09.14 в 23:45 0
	Одно из главных предположений теории струн заключается в том, что существует фундаментальная симметрия между бозонами и фермионами, названная суперсимметрией. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:45 0
	Для каждого бозона существует родственный фермион, а для каждого фермиона - родственный бозон. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	(Бозоны и фермионы - это типы частиц с различными спинами; глава 8 содержит больше подробностей об этих частицах.) ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	Поиски недостающих частиц ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	Согласно суперсимметрии, каждая частица имеет суперпартнёра. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	У каждого бозона есть соответствующий фермионный суперпартнёр, так же, как и у каждого фермиона есть бозонный суперпартнёр. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	Соглашение по названиям таково: фермионные суперпартнёры оканчиваются на "-ино", в то время как бозонные суперпартнёры начинаются на "с". ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	Поиск этих суперпартнёров - главная цель современной физики высоких энергий. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	Проблема в том, что без завершённой версии теории струн её теоретики не знают, на каких уровнях энергии необходимо вести поиски. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:46 0
	Учёные должны будут продолжать исследования до тех пор, пока не обнаружат суперпартнёров, а затем работать в обратном направлении, чтобы сконструировать теорию, в которой эти суперпартнёры содержатся. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	Это выглядит только немногим лучше Стандартной модели физики элементарных частиц, в которой свойства всех 18 фундаментальных частиц должны быть внесены вручную. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	Также не видно и какой-либо существенной теоретической причины, почему учёные до сих пор не нашли суперпартнёров. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	Если бы суперсимметрия действительно объединяла физические взаимодействия и решала проблему иерархии, то учёные могли бы рассчитывать на нахождение низкоэнергетических суперпартнёров. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	(Поиски бозона Хиггса подвергались таким же вопросам в рамках Стандартной модели в течение многих лет. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	И он до сих пор не был экспериментально найден.) ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	Вместо этого, учёные исследовали уровни энергии в несколько сотен ГэВ, но всё ещё не обнаружили каких-либо суперпартнёров. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	Так же предполагается, что легчайший суперпартнёр должен быть тяжелее, чем 17 уже найденных фундаментальных частиц. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:47 0
	Некоторые теоретические модели предполагают, что суперпартнёры могут быть в 1000 раз тяжелее протонов, так что их отсутствие становится понятным (более тяжёлые частицы часто имеют склонность к большей нестабильности и коллапсируют в низкоэнергетические частицы, если это возможно), но по-прежнему разочаровывающим. ilves_ArtO 18.09.14 в 23:48 0
	На данный момент лучшим кандидатом на способ поиска суперсимметричных частиц вне высоко-энергетического ускорителя частиц (смотрите позже секцию "Большой адронный коллайдер (БАД)") является идея о том, что тёмная материя в нашей вселенной может на самом деле состоять из недостающих суперпартнёров (смотрите позже секцию "Анализ тёмной материи и тёмной энергии"). ilves_ArtO 18.09.14 в 23:48 0
	Проверка следствий суперсимметрии ilves_ArtO 20.09.14 в 20:05 0
	Если суперсимметрия существует, тогда должен существовать некий физический процесс, являющийся причиной того, что симметрия спонтанно нарушается, когда вселенная переходит из плотного высокоэнергетического состояния в текущее низкоэнергетическое состояние. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:58 0
	Другими словами, пока вселенная остывала, суперпартнёры должны были каким-то образом распасться на частицы, которые мы наблюдаем сегодня. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:58 0
	Если теоретики смогут корректно смоделировать этот спонтанный процесс разрыва симметрии, то это, возможно, даст несколько проверяемых предположений. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:58 0
	Главной проблемой является нечто, названное проблемой аромата. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:58 0
	В Стандартной модели есть три аромата (или поколения) частиц. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:58 0
	Электроны, мюоны и тау-частицы являются тремя различными ароматами лептонов. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	В Стандартной модели эти частицы не взаимодействуют друг с другом напрямую. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	(Они могут обмениваться калибровочным бозоном, так что косвенное взаимодействие существует.) ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	Физики присваивают каждой частице числа, основанные на его аромате, и эти числа - постоянные количества в квантовой физике. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	Электронное число, мюонное число и тау-число в совокупности не меняются в процессе взаимодействия. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	Электрон, к примеру, имеет положительное электронное число, но мюонное и тау числа равны нулю. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	В связи с этим мюон (который имеет положительное мюонное число, но электронное число равно нулю) никогда не cможет превратиться в электрон (с положительным электронным числом, но с мюонным числом, равным нулю), и наоборот. ilves_ArtO 20.09.14 в 19:59 0
	В Стандартной модели и в теории суперсимметрии эти числа сохраняются, и взаимодействия между различными ароматами частиц запрещены. ilves_ArtO 20.09.14 в 20:00 0
	Однако, наша вселенная не обладает суперсимметрией - она обладает нарушенной суперсимметрией. ilves_ArtO 20.09.14 в 20:00 0
	Нет гарантий, что нарушенная суперсимметрия будет сохранять мюонное и электронное числа, а создать теорию спонтанного нарушения суперсимметрии, которая оставит это сохранение нетронутым, на самом деле крайне сложно. ilves_ArtO 20.09.14 в 20:00 0
	Достижение успеха в этом деле может предоставить проверяемую гипотезу, которая позволит экспериментально поддержать теорию струн. ilves_ArtO 20.09.14 в 20:01 0