Ve fyzice, co je sekvestrace?
V kontextu fyziky je sekvestrování navrhovaným prostředkem, pomocí kterého lze určité částice a síly omezit na další rozměry, což zabraňuje nebo minimalizuje jejich interakci s částicemi a silami, které tvoří standardní model. Myšlenka, která má zvláštní význam pro teorii strun, M-teorii a supersymetrii (SUSY), byla vyvinuta teoretickými fyziky Lisou Randall a Raman Sundrum. Sekvenování může vyřešit některé hlavní problémy ve fyzice částic. Zejména nabízí řešení toho, co je známo jako „hierarchický problém“ prostřednictvím přerušení supersymetrie, přičemž se vyhýbá dalšímu problému známému jako „narušení chuti“.
Fyzici dlouho hledali Velkou sjednocenou teorii (GUT), která spojuje čtyři přírodní síly - elektromagnetickou sílu, silné a slabé jaderné síly a gravitaci - a také vysvětluje vlastnosti všech elementárních částic. Velkým problémem, kterému musí taková teorie čelit, je zjevná neslučitelnost obecné relativity s kvantovou teorií a standardním modelem. Teorie strun, ve které jsou nejzákladnější jednotky hmoty, jako jsou elektrony a kvarky, považovány za extrémně malé, jednorozměrné, řetězcové entity, je jedním pokusem o takovou teorii. Toto bylo vyvinuto do M-teorie, ve které mohou být řetězce rozšířeny do dvou a trojrozměrných „branes“ plovoucích ve vyšším dimenzionálním prostoru, známém jako „objem“.
Kromě problémů spojených s přivedením gravitace do obrazu existuje problém se samotným standardním modelem, známým jako problém hierarchie. Jednoduše řečeno, problém hierarchie se zaměřuje na to, proč je gravitační síla enormně slabší než ostatní přírodní síly, ale zahrnuje také předpovídané hodnoty pro množství některých hypotetických částic přenášejících sílu, které se od sebe navzájem výrazně liší. Předpokládá se, že zejména jedna hypotetická částice, Higgsova částice, bude relativně lehká, zatímco se zdá, že kvantové příspěvky z virtuálních částic ji musí učinit nesmírně masivnější, alespoň bez mimořádného stupně jemného doladění. Většina fyziků to považuje za extrémně nepravděpodobné, takže se snaží vysvětlit rozdíly základním principem.
Teorie supersymetrie (SUSY) poskytuje jedno možné vysvětlení. Toto říká, že pro každou fermion - nebo částici tvořící hmotu - existuje boson - nebo částice nesoucí sílu - a obráceně, takže každá částice ve standardním modelu má supersymetrického partnera nebo „superpartnera“. nebyl pozorován, to znamená, že symetrie je narušena a že supersymetrie existuje pouze při velmi vysokých energiích. Podle této teorie je problém hierarchie vyřešen skutečností, že hromadné příspěvky virtuálních částic a jejich superpartnerů se vyřadí, čímž se odstraní zjevné nesrovnalosti ve standardním modelu. Existuje však problém se supersymetrií.
Částice tvořící základní hmotu, jako jsou kvarky, přicházejí ve třech generacích nebo „příchutích“ s různými hmotami. Když je supersymetrie přerušena, zdá se, že může nastat celá řada interakcí, z nichž některé by změnily příchuť těchto částic. Protože tyto interakce nejsou experimentálně pozorovány, musí jakákoli teorie rozbíjení supersymetrie nějakým způsobem zahrnovat mechanismus, který zabraňuje tomu, co je známo jako narušení chuti.
To je místo, kde přichází sekvestrování. Když se vrátíme k konceptu trojrozměrných bran, které se vznášejí ve větší dimenzi, je možné sekvestrovat supersymetrickou zlomeninu do oddělené větve od té, na které jsou umístěny částice a síly standardního modelu. Účinky supersymetrie se mohou sdělit do brandy standardního modelu částicemi přenášejícími sílu, které jsou schopny pohybovat se uvnitř sypké hmoty, ale jinak by se částice standardního modelu chovaly stejným způsobem jako v nepřerušené supersymetrii. Částice ve velkém, které by mohly interagovat jak se značkou symetrie, tak se značkou Standard Model, by určovaly, jaké interakce mohou nastat, a mohly by vyloučit interakce měnící chuť, které nedodržujeme. Teorie funguje dobře, pokud tuto roli hraje graviton - částice nesoucí hypotetickou gravitační sílu.
Na rozdíl od mnoha jiných myšlenek týkajících se teorie strun a M-teorie se zdá být možné testovat sekvestrovanou supersymetrii. Vytváří předpovědi pro masy superpartnerů bosonů - částice přenášející síly -, které jsou v rozsahu energií dosažitelných Large Hadron Collider (LHC). Pokud jsou tyto částice pozorovány LHC, mohou být jejich hmotnosti přizpůsobeny tomu, co se předpovídá. Od roku 2011 však experimenty na LHC nezjistily tyto superpartnery při energiích, u nichž se očekávalo, že se objeví, což je výsledek, který zřejmě vylučuje nejjednodušší verzi SUSY, i když ne některé složitější verze. I když se prokáže SUSY špatně, myšlenka sekvestrace může mít stále užitečné aplikace s ohledem na další problémy a záhady ve fyzice.