Войти в аккаунт
Хотите наслаждаться полной версией, а также получить неограниченный доступ ко всем материалам?

Наука будущего

Сообщество 6541 участник
Заявка на добавление в друзья

В поисках суперсимметрии

Гипотеза суперсимметрии уже давно требует экспериментального подтверждения. Она может помочь в построении теории великого объединения физических взаимодействий, является важным допущением для суперструн и даже дает ключи к природе темной материи. О деталях исследований, причинах неудач и смелых надеждах на будущее в своей пленарной лекции на Гинзбурговской конференции рассказал Дмитрий Казаков, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ  в Дубне.



Около 40 лет назад суперсимметрия как экзотический математический аппарат возникла в стенах ФИАН. Как и другие, более привычные виды симметрии, она означает неизменность процессов происходящих в мире элементарных частиц под действием ряда преобразований. Однако, в отличие ото всех других симметрий, в данном случае речь идёт о преобразовании фермионов, частиц с полуцелым спином, в бозоны частицы с целым спином, и наоборот. Для каждой элементарной частицы, кварка, лептона, векторного бозона или бозона Хиггса, суперсимметрия предполагает существование суперпартнёра: частицы абсолютно идентичной по всем квантовым числам кроме спина, отличающегося на 1/2.

«То, что мы наблюдаем в мире элементарных частиц, пока хорошо описывается Стандартной моделью. Это подтверждается и экспериментами на ускорителях, и подземными экспериментами. Но, конечно, остаются некоторые глобальные проблемы: квантование гравитации, описание темной материи и темной энергии, барионная асимметрия Вселенной и другие.

Когда начала создаваться теория суперсимметрии, ученые руководствовались исключительно математической мотивацией, и хотели построить новую алгебру, перемешивающую спины частиц. Но если посмотреть на это дело с физической стороны, отбросив тонкости математического аппарата, то мне кажется, что основная мотивация была в объединении всех видов взаимодействий, в том числе и гравитационного. Сейчас, кажется, что без суперсимметрии такое объединение работать не будет.  А поскольку мечта о нем всегда жива, то именно суперсимметрия открывает к нему дорогу» рассказал Дмитрий Казаков.

Стандартная модель это модель физики элементарных частиц, описывающая видимую материю, состоящую из трёх поколений кварков и лептонов, и три вида взаимодействий (слабое, сильное и электромагнитное), осуществляемое посредством обмена калибровочными векторными бозонами. Гравитационное взаимодействие пока выпадает из этой картины. Его переносчик, гравитон, обладает спином равным двум (против единицы для других бозонов), а в Стандартной модели нет перехода между состояниями с отличающимися спинами. Кроме того, замечено, что силы взаимодействий значительно отличаются при малых энергиях, а при больших имеют тенденцию к сближению. Именно это явление и подтолкнуло ученых к идее создания объединенной теории всех взаимодействий, получившей название Теории Великого Объединения. А помочь в этом может как раз гипотеза суперсимметрии, предполагающая наличие суперпартнеров с различными спинами для всех элементарных частиц. Установлено, что в то время как в Стандартной модели не происходит объединения трёх взаимодействий, в суперсимметричной теории это вполне возможно.

Столь привлекательная для теоретиков гипотеза, конечно, требует и экспериментального подтверждения, а именно обнаружения этих суперсимметричных частиц-партнеров на ускорителях, чего до настоящего времени не произошло. Дело в том, что время жизни суперсимметричных частиц очень мало, и потому их пытаются идентифицировать по распаду вторичных частиц, вычленить из фона сотен сторонних эффектов и явлений. Для обнаружения суперсимметрии ускоритель должен обеспечивать ранее недостижимые энергию и количество рожденных частиц, а потому поиски суперсимметрии на прежде существующих ускорителях оказались безуспешными, и лишь Большой адронный коллайдер (БАК) дает надежды на проверку гипотезы суперсимметрии.

При распаде суперсимметричной частицы поэтапно образуются новые частицы все меньшей массы вплоть до легчайшей суперсимметричной частицы. Она стабильна и нейтральна, и потому должна незамеченной вылетать из детектора, нарушая баланс импульса и энергии в системе, частично унося их с собой. В том числе по этим потерям и идентифицируют суперсимметричные частицы.

«Эксперименты на ускорителях направлены на нахождение свидетельств существования суперсимметричных частиц. Есть надежда, что ускоритель, работающий в Женеве, уже сможет достигнуть достаточных энергий и светимости для рождения суперпартнёров. То есть в ближайшее время можно будет получить подтверждение или же опровержение существования суперсимметрии в области энергий порядка ТэВ. Но это только одна сторона вопроса.

С другой стороны, суперсимметричные частицы должны проявить себя и в других местах. Например, сейчас говорят о космологии, о темной материи» пояснил Дмитрий Казаков.

Легчайшая суперсимметричная частица является одним из претендентов на составляющую темной материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением, но проявляется по ее гравитационным эффектам и составляет 80 % от массы все материи во Вселенной. В Стандартной модели не существует стабильных, тяжелых  нейтральных частиц, подходящих на эту роль, а вот суперсимметрия вполне может предложить своего кандидата легчайшую суперсимметричный частицу:  комбинацию партнеров фотона, Z-бозона и бозона Хиггса. Эту частицу ищут как на ускорителях, так и в подземных экспериментах, но пока также безуспешно. Уж очень мало сечение её взаимодействия с обычной материей. Так что суперсимметрия готовит еще много загадок и открытий для своих исследователей.

/29.11.2012/  По материалам АНИ "ФИАН-Информ"

Источник: fian-inform.ru
{{ rating.votes_against }} {{ rating.rating }} {{ rating.votes_for }}

Комментировать

осталось 1800 символов
Свернуть комментарии

Все комментарии (14)

Mученик Hауки

комментирует материал 29.11.2012 #

Выдумки и подгонки.
Никаких суперсимметрий, струн, суперструн и бранов, тёмных материй, тёмных энергий, бозонов Хиггса, больших взрывов, чёрных дыр, запутанных частиц, кварков, антиматерии, экзотических частиц, кротовых нор в пространстве, временных коридоров и путешествий во времени, "конденсатов цветового стекла" или глазмы, не существует. Доказано математически.
Об этом здесь:
http://gidepark.ru/community/4057/content/1339763
Настоящее устройство вселенной здесь:
http://www.universe100.narod.ru
и здесь:
http://gidepark.ru/community/4057/content/1276374
Все точные формулы внутреннего устройства элементарных частиц известны уже 9,5 лет. Но ядерщики врут и врут и врут, потому что им нужны бюджетные деньги, миллиарды долларов. А эти миллиарды можно направить на реально полезные научные проекты.

no avatar
Эрик Алексеев

отвечает Mученик Hауки на комментарий 30.11.2012 #

Да и вообще ничего нет и никогда не было. Окромя фундаментальной формУлки 2х2=4...

no avatar
Виктор Кулигин

комментирует материал 29.11.2012 #

Теория Великого объединения это МММ в физике, афера.
Она опирается на 4 взаимодействия.
Неужели природа столь скупа, что не смогла придумать иных, не известных нам пока взаимодействий?
А человек столь самонадеян, что готов построить теорию ВСЕГО?
Чушь!

no avatar
Эрик Алексеев

отвечает Виктор Кулигин на комментарий 30.11.2012 #

Всё чушь. И ваше утверждение тоже...

no avatar
Анатолий Неживых

отвечает Эрик Алексеев на комментарий 30.11.2012 #

Это хорошо, что Вы признали: «Всё чушь», плохо, что это оплачивается из бюджета страны.

no avatar
Эрик Алексеев

отвечает Анатолий Неживых на комментарий 01.12.2012 #

Вы бы лучше побеспокоились о других, более прожорливых потребителей бюджета. Армии, например. Ведь уже имел место факт, когда Советская армия сожрала экономику СССР. Но дегенералам всё неймётся. Тут и обломки КГБ им подсобляют, которые тогда же и с той же степенью успеха исполнили свою главную функцию - обеспечения безопасности страны.

no avatar
Виктор Кулигин

отвечает Эрик Алексеев на комментарий 30.11.2012 #

Вы абсолютизируете свой тезис, не подкрепив его.
ВЕЛИКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ - дурь! Дурь с философской точки зрения.
Человечество не достигло уровня "зеленых человечков", а ставит задачу описать одним уравнением МИР!
Остап Бендер сказал бы: "Мечта ИДИОТА"!

no avatar
Эрик Алексеев

отвечает Виктор Кулигин на комментарий 01.12.2012 #

Зато человечество достигло уровня чёрно-бело-жёлтых человечков. И почему бы в этом ранге ему не помечтать.
А что казается идиота, то вряд ли ему доступны такие мечты, да и мечты вообще. Ему сподручнее верещать: "Ишь о чём размечтались! Идиоты!"

no avatar
Виктор Кулигин

отвечает Эрик Алексеев на комментарий 01.12.2012 #

Мечтать нужно, но и понимать необходимо, что человечество хотя "достигло уровня чёрно-бело-жёлтых человечков", то лишь гипотетически. Нельзя желаемое принимать за действительное, нельзя ставить вместо РЕАЛЬНЫХ задач схоластику.

no avatar
Владимир Навальный

комментирует материал 29.11.2012 #

Cпасибо,очень познавательно -интересно. Одно только опасно,как бы ученые не рыскнули смоделировать и проверить на практике теорию большого взрыва. (шутка)

no avatar
Святослав Куприн

комментирует материал 30.11.2012 #

Мистика - это не наука, а самое страшное, когда её навязывают как догмат непогрешимости!
Прогресс науки - это чистый бред пока она во власти антиномий!

no avatar
×
Заявите о себе всем пользователям Макспарка!

Заказав эту услугу, Вас смогут все увидеть в блоке "Макспаркеры рекомендуют" - тем самым Вы быстро найдете новых друзей, единомышленников, читателей, партнеров.

Оплата данного размещения производится при помощи Ставок. Каждая купленная ставка позволяет на 1 час разместить рекламу в специальном блоке в правой колонке. В блок попадают три объявления с наибольшим количеством неизрасходованных ставок. По истечении периода в 1 час показа объявления, у него списывается 1 ставка.

Сейчас для мгновенного попадания в этот блок нужно купить 1 ставку.

Цена 10.00 MP
Цена 40.00 MP
Цена 70.00 MP
Цена 120.00 MP
Оплата

К оплате 10.00 MP. У вас на счете 0 MP. Пополнить счет

Войти как пользователь
email
{{ err }}
Password
{{ err }}
captcha
{{ err }}
Обычная pегистрация

Зарегистрированы в Newsland или Maxpark? Войти

email
{{ errors.email_error }}
password
{{ errors.password_error }}
password
{{ errors.confirm_password_error }}
{{ errors.first_name_error }}
{{ errors.last_name_error }}
{{ errors.sex_error }}
{{ errors.birth_date_error }}
{{ errors.agree_to_terms_error }}
Восстановление пароля
email
{{ errors.email }}
Восстановление пароля
Выбор аккаунта

Указанные регистрационные данные повторяются на сайтах Newsland.com и Maxpark.com

Перейти на мобильную версию newsland