Hva er i fysikk, hva er sekvestering?

I sammenheng med fysikk er sekvestering et foreslått middel som visse partikler og krefter kan begrenses til ekstra dimensjoner, og forhindre eller minimere deres interaksjon med partiklene og kreftene som utgjør standardmodellen. Ideen, som har spesiell relevans for strengteori, M-teori og Supersymmetry (SUSY), ble utviklet av den teoretiske fysikeren Lisa Randall og Raman Sundrum. Sequestering kan løse noen store problemer i partikkelfysikk. Spesielt tilbyr det en løsning på det som kalles "hierarkiproblemet" gjennom brudd på supersymmetri, samtidig Det store problemet som enhver slik teori må ta opp er den tilsynelatende inkompatibility av generell relativitet med kvanteteori og standardmodellen. Strengteori, der de mest grunnleggende enhetene for materie, som elektroner og kvarker, blir sett på som ekstremt bittesmå, endimensjonale, strenglignende enheter, er ett forsøk på en slik teori. Dette er utviklet til M-teori, der strenger kan utvides til to og tredimensjonale "klær" som flyter i et høyere dimensjonalt rom, kjent som "bulk."

I tillegg til problemene som er involvert i å bringe tyngdekraften inn i bildet, er det et problem med standardmodellen i seg selv, kjent som hierarkiproblemet. For å si det enkelt, sentrerer hierarkiet på hvorfor gravitasjonskraften er enormt svakere enn de andre naturkreftene, men det innebærer også forutsagte verdier for massene til noen hypotetiske kraftbærende partikler som skiller seg enormt fra hverandre. En hypotetisk partikkel i partikulaR, Higgs-partikkelen, er spådd å være relativt lett, mens det ser ut til at kvantebidrag fra virtuelle partikler må gjøre det enormt mer massivt, i det minste uten en ekstraordinær grad av finjustering. Dette anses som ekstremt usannsynlig av de fleste fysikere, så et underliggende prinsipp blir søkt å forklare forskjellene.

Teorien om supersymmetri (SUSY) gir en mulig forklaring. Dette sier at for hver fermion-eller materiedannende partikkel-er det en boson-eller kraftbærende partikkel-og omvendt, slik at hver partikkel i standardmodellen har en supersymmetrisk partner eller "superpartner." Siden disse superpartnerne ikke er observert, betyr det at symmetrien er ødelagt, og at supersymmetri bare eksisterer med veldig høye energier. I følge denne teorien løses hierarkiproblemet ved at massebidragene til de virtuelle partiklene og deres superpartnere avbryter, og fjerner den tilsynelatende DISCrepancies i standardmodellen. Det er imidlertid et problem med supersymmetri.

Grunnleggende materie som danner partikler som kvarker kommer i tre generasjoner eller "smaker", med forskjellige masser. Når supersymmetri er ødelagt, ser det ut til at en hel rekke interaksjoner kan oppstå, hvorav noen vil endre smakene til disse partiklene. Siden disse interaksjonene ikke blir observert eksperimentelt, må noen teori om supersymmetribrudd på en eller annen måte omfatte en mekanisme som forhindrer hva som kalles smakskrenkelser.

Det er her sekvestering kommer inn. Å gå tilbake til konseptet med tredimensjonale tapper som flyter i en høyere dimensjonal bulk, er det mulig å binde seg over supersymmetri som bryter til en egen bruse fra den som partiklene og kreftene til standardmodellen ligger til. Supersymmetri-bruddseffektene kan formidles til standardmodellen BRANE med kraftbærende partikler som er i stand til å bevege seg innenfor hoveddelen, men ellers er standardmodellen PArtikler ville oppføre seg på samme måte som i ubrutt supersymmetri. Partikler i hoveddelen som kan samhandle med både den symmetribrytende branen og standardmodellen Brane ville bestemme hvilke interaksjoner som kan oppstå, og kan ekskludere de smaksendrende interaksjonene vi ikke observerer. Teorien fungerer bra hvis gravitonet-den hypotetiske tyngdekraftskraftbærende partikkel-spiller denne rollen.

I motsetning til mange andre ideer knyttet til strengteori og M-teori, ser det ut til å være mulig å teste sekvestert supersymmetri. Det gir spådommer for massene til superpartnerne av bosonene-kraftbærende partikler-som er innenfor rekkevidden av energier oppnåelig av den store Hadron Collider (LHC). Hvis disse partiklene blir observert av LHC, kan massene deres tilpasses det som er forutsagt. Fra og med 2011 har imidlertid eksperimenter på LHC ikke klart å oppdage disse superpartnerne på energiene de ble forventet å vises, et resultat som ser ut til å utelukkeDen enkleste versjonen av Susy, selv om det ikke er noen mer komplekse versjoner. Selv om Susy er bevist feil, kan ideen om sekvestering fortsatt ha nyttige bruksområder med hensyn til andre problemer og mysterier i fysikk.