物理学では、隔離とは何ですか？

物理学の文脈では、隔離は、特定の粒子と力を余分な寸法に限定し、標準モデルを構成する粒子と力との相互作用を防止または最小化できる提案された手段です。文字列理論、M理論、超対称性（SUSY）に特に関連するアイデアは、理論物理学者のリサ・ランドールとラマン・サムドラムによって開発されました。隔離は、粒子物理学のいくつかの大きな問題を解決する可能性があります。特に、「フレーバー違反」と呼ばれる別の問題を回避しながら、超対称性の破壊を通じて「階層問題」として知られているものの解決策を提供します。そのような理論が対処しなければならない大きな問題は、明らかな互換性です量子理論と標準モデルを備えた一般相対性理論のY。電子やクォークなどの物質の最も基本的な単位が非常に小さく、一次元の文字列のようなエンティティと見なされる文字列理論は、そのような理論の1つの試みです。これはM-Theoryに開発されており、この文字列は、「バルク」として知られる高次元空間に浮かぶ2つの2次元の「ブレーン」に拡張できます。

重力を写真に持ち込むことに伴う問題に加えて、階層問題として知られる標準モデル自体に問題があります。簡単に言えば、階層の問題は、重力が自然の他の力よりも非常に弱い理由に焦点を当てていますが、互いに大きく異なる架空の力を運ぶ粒子の質量の予測値も含まれます。粒子の1つの仮想粒子r、higgs粒子は比較的軽いと予測されていますが、仮想粒子からの量子寄与は、少なくとも並外れた程度の微調整なしでは、それをより大きくする必要があると思われます。これはほとんどの物理学者によって非常にありそうもないと考えられているため、いくつかの根本的な原則が格差を説明するために求められています。

超対称性（SUSY）の理論は、1つの可能な説明を提供します。これは、すべてのフェルミオン（または物質形成粒子）がボソンまたは力を運ぶ粒子を存在すること、そのため、標準モデルのすべての粒子には超対称パートナーまたは「スーパーパートナー」があることを示しています。これらのスーパーパートナーは観察されていないため、対称性が壊れており、超対称性は非常に高いエネルギーでのみ存在することを意味します。この理論によれば、階層の問題は、仮想粒子とそのスーパーパートナーの質量寄与がキャンセルし、見かけのdを削除するという事実によって解決されます。標準モデルのiscrepancies。ただし、超対称性に問題があります。

Quarksなどの粒子を形成する基本的な物質は、質量が異なる3世代または「フレーバー」があります。超対称性が壊れていると、多くの相互作用が発生する可能性があり、その一部はこれらの粒子のフレーバーを変化させる可能性があります。これらの相互作用は実験的には観察されていないため、超対称性破壊の理論には、フレーバー違反として知られているものを防ぐメカニズムを何らかの形で含める必要があります。

これは隔離が始まる場所です。高次元のバルクに浮かぶ3次元のブレーンの概念に戻ると、標準モデルの粒子と力が存在するものとは別のブレーンに及ぶ超対称性を隔離することが可能です。超対称性破壊効果は、バルク内で移動できる力を排出する粒子によって標準モデルブレーンに通信することができますが、それ以外の場合は標準モデルPです。記事は、壊れていない超対称性と同じように振る舞います。対称的なブレーンと標準モデルのブレーンの両方と相互作用できるバルク内の粒子は、どのような相互作用が発生するかを決定し、観察しないフレーバーを変える相互作用を除外する可能性があります。この理論は、重力（仮想重力力を運ぶ粒子）がこの役割を果たしている場合にうまく機能します。

文字列理論やM理論に関連する他の多くのアイデアとは異なり、隔離された超対称性をテストすることは可能です。それは、大きなハドロン・コライダー（LHC）が達成できるエネルギーの範囲内にある、ボソンのスーパーパートナー（力を運ぶ粒子）の大衆を予測します。これらの粒子がLHCによって観察される場合、それらの質量は予測されるものと一致させることができます。しかし、2011年の時点で、LHCでの実験は、それらが現れると予想されていたエネルギーでこれらのスーパーパートナーを検出できなかったため、除外していると思われる結果より複雑なバージョンではありませんが、Susyの最も単純なバージョン。 Susyが間違っていることが証明されていても、隔離のアイデアは、物理学の他の問題や謎に関する有用なアプリケーションを依然として持っている可能性があります。