Fizikte Sequestering Nedir?

Fizik bağlamında, tecrit, belirli parçacıkların ve kuvvetlerin, Standart Modeli oluşturan parçacıklarla ve kuvvetlerle etkileşimlerini önleyerek ya da en aza indirerek, ilave boyutlara sınırlandırılması için önerilen bir araçtır. Tel teorisi, M teorisi ve süpersimetriyle (SUSY) özel bir ilgisi olan fikir, teorik fizikçiler Lisa Randall ve Raman Sundrum tarafından geliştirilmiştir. Sequestering, parçacık fiziğinde bazı önemli problemleri çözebilir. Özellikle, “lezzet ihlali” olarak bilinen başka bir problemden kaçınırken, süpersimetrinin kırılmasıyla “hiyerarşi sorunu” olarak bilinen şeye bir çözüm sunar.

Fizikçiler uzun zamandır doğanın dört kuvvetini (elektromanyetik kuvvet, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler ve yerçekimi) birleştiren ve tüm temel parçacıkların özelliklerini açıklayan bir Büyük Birleşmiş Teori (GUT) aradılar. Böyle bir teorinin ele alması gereken en büyük sorun, genel göreliliğin kuantum teorisi ve Standart Model ile belirgin uyuşmazlığıdır. Elektronlar ve kuarklar gibi maddenin en temel birimlerinin çok küçük, tek boyutlu, dize benzeri varlıklar olarak kabul edildiği tel teorisi, böyle bir teoride yapılan bir girişimdir. Bu, dizgilerin “toplu” olarak bilinen daha yüksek boyutlu bir uzayda yüzen iki ve üç boyutlu “dallara” genişletilebileceği M-teorisine geliştirilmiştir.

Yerçekimini resme dahil etmedeki sorunlara ek olarak, hiyerarşi sorunu olarak bilinen Standart Modelin kendisinde bir sorun var. Basitçe söylemek gerekirse, hiyerarşi problemi, yerçekimi kuvvetinin neden diğer doğa kuvvetlerinden çok daha zayıf olduğu üzerine odaklanır, ancak aynı zamanda, birbirlerinden çok farklı olan bazı varsayımsal kuvvet taşıyan parçacıkların kütleleri için öngörülen değerleri içerir. Özellikle bir hipotetik parçacık olan Higgs parçacığının göreceli olarak hafif olduğu tahmin edilirken, sanal parçacıkların kuantum katkılarının en azından olağanüstü derecede ince ayar yapılmadan muazzam bir şekilde daha büyük olmasını sağlamalıdır. Bu, çoğu fizikçi tarafından son derece düşük bir ihtimal olarak kabul edilir, bu nedenle bazı temel prensipleri eşitsizlikleri açıklamak için aranır.

Süper simetri teorisi (SUSY) olası bir açıklama sağlar. Bu, her fermantasyon için - veya madde oluşturan partikül için - bir Bozon - veya kuvvet taşıyan partikül - ve bunun tersi olduğunu belirtir, böylece Standart Modeldeki her partikül, süpersimetrik bir partnere veya "süper partikül" e sahiptir. gözlemlenmediyse, bu simetrinin kırıldığı ve süpersimetrinin yalnızca çok yüksek enerjilerde var olduğu anlamına gelir. Bu teoriye göre, hiyerarşi problemi, sanal parçacıkların ve onların üst kısımlarının kitlesel katkılarının, Standart Modeldeki görünür farklılıkları ortadan kaldırarak iptal edilmesi gerçeğiyle çözülür. Bununla birlikte, süpersimetri ile ilgili bir sorun var.

Kuarklar gibi temel madde oluşturucu parçacıklar, üç kütlede ya da farklı kütlelere sahip “aromalar” halinde gelir. Süper simetri bozulduğunda, bir kısmı bu parçacıkların lezzetini değiştirecek bir dizi etkileşimin olabileceği görülmektedir. Bu etkileşimler deneysel olarak gözlemlenmediğinden, herhangi bir süpersimetri kırma teorisi bir şekilde lezzet ihlalleri olarak bilinen şeyi önleyen bir mekanizma içermelidir.

Burası sekestrasyonun gerçekleştiği yerdir. Daha yüksek boyutlu bir kütle içinde yüzen üç boyutlu dallar kavramına geri dönersek, standart modelin parçacıklarının ve kuvvetlerinin üzerinde durduğu ayrı bir branda kırılma süpersimetrisini sıralamak mümkündür. Süper-simetri kırma etkileri, Standart Model branşına, kütle içinde hareket edebilen kuvvet taşıyan partiküller ile iletilebilir, ancak aksi takdirde, Standart Model partikülleri, kırılmamış süpersimetride olduğu gibi davranırlar. Hem simetriyi kıran branş hem de Standart Model branşıyla etkileşime girebilen partiküller, hangi etkileşimlerin olabileceğini belirler ve gözlemlemediğimiz lezzet değiştiren etkileşimleri hariç tutar. Graviton - varsayımsal yerçekimi kuvveti taşıyan parçacık - bu rolü oynarsa, teori iyi çalışır.

Tel teorisi ve M teorisi ile ilgili birçok fikrin aksine, sekestlenmiş süpersimetriyi test etmek mümkün görünmektedir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) tarafından elde edilebilecek enerjiler aralığında olan kozların üst kısımlarının - kuvvet taşıyan parçacıklar - kitleleri için öngörülerde bulunur. Bu parçacıklar LHC tarafından gözlemlenirse, kütleleri öngörülen ile eşleştirilebilir. Bununla birlikte, 2011 itibariyle, LHC’de yapılan deneyler, bu süper parçacıkları ortaya çıkmaları beklenen enerjilerde tespit edemedi; bu, SUSY’nin en basit versiyonunu ekarte etmiş gibi görünmesine rağmen, biraz daha karmaşık versiyonlar çıkardı. SUSY'nin yanlış olduğu kanıtlanmış olsa bile, tecrit etme fikri, fizikteki diğer problemler ve gizemlerle ilgili faydalı uygulamalara sahip olabilir.