Co to jest sekwestrowanie?

W kontekście fizyki sekwestrowanie jest proponowanym środkiem, za pomocą których niektóre cząsteczki i siły mogą ograniczać się do dodatkowych wymiarów, zapobiegając lub minimalizując ich interakcję z cząstkami i siłami zawierającymi standardowy model. Pomysł, który ma szczególne znaczenie dla teorii strun, teorii M i supersymetrii (SUSY), został opracowany przez fizyków teoretycznych Lisa Randall i Raman Sundrum. Sekstrowanie może rozwiązać pewne poważne problemy w fizyce cząstek. W szczególności oferuje rozwiązanie tak zwanego „problemu hierarchii” poprzez zerwanie supersymetrii, unikając innego problemu zwanego „naruszeniem smaku”. Fizycy od dawna szukają wielkiej zjednoczonej teorii (jelita), która łączy cztery siły natury - siły elektromagnetyczne, silne i słabe siły nuklearne i grawitację - jak wyjaśnienia teorii elementów. Wielkim problemem, którym musi rozwiązać jakakolwiek taka teoria, jest pozorne niezgodney ogólnej teorii teorii kwantowej i modelu standardowego. Teoria strun, w której najbardziej fundamentalne jednostki materii, takie jak elektrony i kwarki, są uważane za wyjątkowo małe, jednowymiarowe, podobne do strun, jest jedną z próby takiej teorii. Zostało to rozwinięte w teorię M, w której struny można rozszerzyć na dwa i trójwymiarowe „braszki” unoszące się w przestrzeni o wyższym wymiarach, znanym jako „masa”.

Oprócz problemów związanych z wprowadzaniem grawitacji na obraz, występuje problem ze samym modelem standardowym, znanym jako problem hierarchii. Mówiąc prosto, problem hierarchii koncentruje się na tym, dlaczego siła grawitacyjna jest niezwykle słabsza niż inne siły natury, ale obejmuje również przewidywane wartości dla mas niektórych hipotetycznych cząstek przenoszących siłę, które różnią się ogromnie od siebie. Jedna hipotetyczna cząstka w cząsteczkachR, cząstka Higgsa, przewiduje się, że będzie stosunkowo lekka, podczas gdy wydaje się, że wkład kwantowy z wirtualnych cząstek musi uczynić ją niezwykle masywną, przynajmniej bez niezwykłego stopnia dostrajania. Jest to uważane za bardzo mało prawdopodobne przez większość fizyków, więc niektóre podstawowe zasady mają na celu wyjaśnienie różnic.

Teoria supersymetrii (SUSY) zawiera jedno możliwe wyjaśnienie. Stwierdza to, że na każdą cząsteczkę Fermiona-lub cząsteczki tworzących materię-istnieje bozon-lub cząstka przenoszącego siłę-i odwrotnie, tak że każda cząstka w modelu standardowym ma supersymetrycznego partnera lub „superpartner”. Ponieważ ci superpartnerów nie zaobserwowano, oznacza to, że symetria jest złamana i że supersymetria istnieje tylko przy bardzo wysokiej energii. Zgodnie z tą teorią problem hierarchii jest rozwiązany przez fakt, że masowy wkład wirtualnych cząstek i ich superpartnerów anuluje się, usuwając pozorne dIscrepantys w modelu standardowym. Istnieje jednak problem z supersymetrią.

Materia podstawowa tworząca cząstki, takie jak kwarki, występują w trzech pokoleniach lub „smakach” z różnymi masami. Kiedy supersymetria jest zepsuta, wydaje się, że może wystąpić cała grupa interakcji, z których niektóre zmieniłyby smaki tych cząstek. Ponieważ te interakcje nie są obserwowane eksperymentalnie, jakakolwiek teoria łamania supersymetrii musi w jakiś sposób zawierać mechanizm, który zapobiega tak zwanym naruszeniom smaku.

To tutaj pojawia się sekwestrowanie. Powrót do koncepcji trójwymiarowych braszków unoszących się w masie wyższej wymiarowej, możliwe jest sekwestrację supersymetrii zrywającego się do oddzielnego branu od tego, na którym znajdują się cząsteczki i siły standardowego modelu. Efekty łamania supersymetrii można przekazać standardowi modelu brane przez cząstki przenoszące siłę, które są w stanie poruszać się w obrębie luzem, ale poza tym, standardowym modelem pArtykuły zachowałyby się w taki sam sposób, jak w nieprzerwanej supersymetrii. Cząstki w masie, które mogłyby oddziaływać zarówno z Brane, jak i standardowym branem modelu, określałyby interakcje, i mogą wykluczyć interakcje zmieniające smak, których nie obserwujemy. Teoria działa dobrze, jeśli grawitacja-hipotetyczna cząstka przenoszenia siły-odgrywa tę rolę.

W przeciwieństwie do wielu innych pomysłów dotyczących teorii strun i teorii M, wydaje się, że można przetestować sekwestrowaną supersymetrię. Prognozuje masy superpartnerów bozonów-cząstek przenoszących siły-które znajdują się w zakresie energii osiągalnych przez dużego zderzacza hadronowego (LHC). Jeśli te cząstki są obserwowane przez LHC, ich masy można dopasować do przewidywanego. Jednak od 2011 r. Eksperymenty w LHC nie wykryły tych superpartnerów w energiach, w których oczekiwanoNajprostsza wersja Susy, choć nie niektóre bardziej złożone wersje. Nawet jeśli Susy okaże się błędem, idea sekwestrowania może nadal mieć przydatne zastosowania w odniesieniu do innych problemów i tajemnic fizyki.