JAV ir Pietų Korėjos fizikai aprašė galimą Visatos evoliucijos scenarijų po Didžiojo sprogimo, kuris skiriasi nuo visuotinai priimtino mokslo. Pagal šį scenarijų nebebus įmanoma aptikti naujų elementariųjų dalelių per CERN esantį didžiojo hadronų kolliderį (LHC). Taip pat alternatyvus scenarijus leidžia išspręsti masių hierarchijos problemą. Tyrimai paskelbti arXiv.org
Teorija vadinama nenatūralumu. Jis nustatomas pagal energiją mažėjančios sąveikos eilės energijų skalėje, atskyrus elektromagnetinę ir silpną sąveikas. Tai buvo maždaug dešimt per minus trisdešimt du - dešimt per minus dvylika sekundžių po Didžiojo sprogimo. Tuomet, pasak naujos koncepcijos autorių, Visatoje egzistavo hipotetinė elementarioji dalelė - rechitonas (arba reheatonas, iš angliškojo reheatono), kurio dezintegracija lėmė, kad susiformavo šiandien stebima fizika.
- „Salik.biz“
Visatai augant šaltesnei (mažėjo materijos ir radiacijos temperatūra) ir plokščiai (kosmoso geometrija artėjo prie Euklido), Rechitonas suskilo į daugelį kitų dalelių. Jie sudarė dalelių grupes, kurios beveik nesąveikauja tarpusavyje, beveik identiškos rūšių rinkinyje, tačiau skiriasi Higso bozono mase, taigi ir savo masėmis.
Tokių dalelių grupių, kurios, pasak mokslininkų, egzistuoja šiuolaikinėje visatoje, skaičius siekia kelis tūkstančius trilijonų. Fizika, aprašyta standartiniu modeliu (SM), ir dalelės bei sąveika, stebima eksperimentuose LHC, priklauso vienai iš šių šeimų. Naujoji teorija leidžia atsisakyti supersimetrijos, kurią vis dar bandoma rasti nesėkmingai, ir išsprendžia dalelių hierarchijos problemą.
Visų pirma, jei Higso bozono masė, susidariusi dėl rechitono irimo, yra maža, tada likusių dalelių masė bus didelė, ir atvirkščiai. Būtent tai išsprendžia elektrinio variklio hierarchijos problemą, susijusią su dideliu atotrūkiu tarp eksperimentiškai stebimų elementariųjų dalelių masių ir ankstyvosios Visatos energijos skalių. Pavyzdžiui, savaime išnyksta klausimas, kodėl elektronas, kurio masė yra 0,5 megaelektronvolto, yra beveik 200 kartų lengvesnis už muoną su tais pačiais kvantiniais skaičiais - Visatoje yra lygiai tie patys dalelių rinkiniai, kur šis skirtumas nėra toks stiprus.
Remiantis nauja teorija, LHC eksperimentuose stebėtas Higso bozonas yra lengviausia tokio tipo dalelė, susidariusi dėl rechitono irimo. Sunkesni bozonai yra siejami su kitomis dar neatrastų dalelių grupėmis - šių dienų aptiktais ir gerai ištirtais leptonais (nedalyvaujančiais stiprioje sąveikoje) ir hadronais (dalyvaujančiais stiprioje sąveikoje).
Nima Arkani-Hamed
Reklaminis vaizdo įrašas:
Nuotrauka: EP departamentas / CERN
Naujoji teorija neatšaukia, tačiau neleidžia įvesti supersimetrijos, o tai reiškia, kad žinomų elementariųjų dalelių skaičius (bent jau) padidinamas (bent jau) dėl super partnerių buvimo. Pavyzdžiui, fotonui - fotino, kvarkui - kvarkas, Higsiui - Higgsino ir pan. Superpartnerių nugara turėtų skirtis per pusę sveikojo skaičiaus nuo pradinės dalelės nugaros.
Matematiškai dalelė ir superdalelė yra sujungtos į vieną sistemą (supermultipletę); visi dalelių ir jų partnerių kvantiniai parametrai ir masės sutampa tiksliame supersimetrijoje. Manoma, kad supersimetrija yra suskaidyta gamtoje, todėl superparterių masė yra daug didesnė už jų dalelių masę. Supersimetrinėms dalelėms aptikti reikėjo galingų greitintuvų, tokių kaip LHC.
Jei egzistuoja supersimetrija ar kokios nors naujos dalelės ar sąveika, tada, pasak naujojo tyrimo autorių, juos galima aptikti dešimties teraelektronvoltų skalėje. Tai beveik yra LHC galimybių ribos, ir jei pasiūlyta teorija yra teisinga, naujų dalelių atradimas ten yra mažai tikėtinas.
CM versijos
Vaizdas: arXiv.org
Signalas, esantis šalia 750 gigaelektronvoltų, galintis parodyti sunkiosios dalelės skilimą į du gama fotonus, pranešė CMS („Compact Muon Solenoid“) ir ATLAS („Toroidal LHC ApparatuS“) bendradarbiai, dirbantys LHC 2015 m. Gruodžio mėn. Ir 2016 m. Kovo mėn., pripažintas statistiniu triukšmu. Po 2012 m., Kai tapo žinoma apie Higso bozono atradimą CERN, naujos pamatinės dalelės, kurias numatė SM pratęsimai, nebuvo atskleistos.
Todėl tikimasi, kad atsiras teorijų, kuriose išnyks supersimetrijos poreikis. „Yra daug teoretikų, tarp jų ir aš, kurie mano, kad dabar yra visiškai unikalus laikas, kai mes sprendžiame svarbius ir sisteminius klausimus, o ne susijusius su bet kurios kitos elementarios dalelės detalėmis“, - sakė pagrindinė naujojo tyrimo autorė, fizikė Nima Arkani-Hamed. iš Prinstono universiteto (JAV).
Jo optimizmu dalijasi ne visi. Pavyzdžiui, fizikas Mattas Strassleris iš Harvardo universiteto mano, kad matematinis naujos teorijos pagrindimas yra apgaulingas. Tuo tarpu Paddy Fox iš „Enrico Fermi“nacionalinės greitintuvo laboratorijos Batavijoje (JAV) mano, kad naują teoriją galima išbandyti per ateinančius dešimt metų. Jo manymu, dalelės, susiformavusios grupėje su bet kokiu sunkiu Higso bozonu, turėtų palikti savo pėdsakus ant relikvijos spinduliuotės - senovės mikrobangų radiacijos, pranašautos Didžiojo sprogimo teorijos.
Andrejus Borisovas