Перейти к содержимому


Что отсутствие новых частиц означает для физики?


В теме одно сообщение

#1 sphynx

    Переводчик

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 3 638 сообщений
  • LocationСнежинск

Отправлено 14 Август 2016 - 06:43

Изображение

ЧТО ОТСУТСТВИЕ НОВЫХ ЧАСТИЦ ОЗНАЧАЕТ ДЛЯ ФИЗИКИ?

Изображение


ИЛЬЯ ХЕЛЬ | 13.08.2016

Физики Большого адронного коллайдера в Европе испытали свойства природы на самых высоких энергиях в истории и не нашли ничего особенного: совсем ничего нового. Такого, пожалуй, 30 лет назад, когда проект только задумывался, не мог предвидеть никто. Печально известный «двухфотонный пик», который появился в данных в декабре, исчез бесследно: оказался скорее статистической флуктуацией, нежели новой фундаментальной частицей. По сути, столкновения на ускорителем на текущий момент не выявили ничего, кроме каталогизированной, но неполной Стандартной модели физики элементарных частиц. Среди осколков столкновений физики не нашли никаких частиц, которые могли бы объяснить темную материю, оказаться братьями и сестрами бозона Хиггса, никаких дополнительных измерений, никаких лептокварков… и никаких суперсимметричных частиц, которые дополнили бы наши уравнения и удовлетворили бы принципу «естественности», который может лежать в основе всех законов природы.

«Поразительно, что мы думали обо всем этом целых тридцать лет и не сделали ни единого правильного предсказания о том, что увидим», говорит Нима Аркани-Хамед, профессор физики в Институте перспективных исследований в Принстоне.
Последние новости появились на Международной конференции по физике высоких энергий в Чикаго в презентациях экспериментов ATLAS и CMS, гигантские детекторы которых находятся на 6 и 12 часах на циферблате 30-километрового кольца БАК. Обе команды, в каждой из которых по 3000 человек, лихорадочно работали в течение последних трех месяцев, анализируя огромный поток данных с машины, которая, наконец, заработала в полную силу после модернизации (и удвоила ее). В настоящее время БАК сталкивает протоны на 13 триллионах электрон-вольт (ТэВ) энергии, предоставляя достаточно сырья для порождения гигантских элементарных частиц. Если таковые существуют, конечно.


Но пока ни одной не нашли. Особенно душераздирающей для многих стала потеря двухфотонного пика, избытка пар фотонов, которые появились в прошлом году в партии 13-ТэВ данных и привели к появлению более 500 работ теоретиков на эту тему. Слухи об исчезновении бума в данных начали просачиваться в июне, вызвав у всего сообщества «двухфотонное похмелье».

«Эта находка могла бы в одиночку указать на очень захватывающее будущее для экспериментов с частицами», говорит Раман Сандрум, физик-теоретик из Университета штата Мэриленд. «Ее отсутствие возвращает нас к тому, с чего мы начинали».

Отсутствие новой физики углубляет кризис, который начался в 2012 году вместе с первым запуском БАК, когда стало очевидно, что 8-ТэВ-столкновения не откроют никакой новой физики за пределами Стандартной модели. (Бозон Хиггса, открытый в том же году, стал последним элементов головоломки под названием Стандартная модель, а не ее расширением). Частица на белом коне могла бы показаться в конце того или следующего года, ну или хотя бы вылиться в легкие сюрпризы в поведении известных частиц, которые указали бы на новую физику. Но все приходит к тому, что теоретики готовят к себя к «кошмарному сценарию», в котором БАК вообще не открывает никакого пути в направлении более полной теории природы.

Некоторые теоретики утверждают, что всей этой сфере пришло время начать войну с нулевыми результатами. Отсутствие новых частиц практически точно подразумевает, что законы физики не так естественны, как привыкли считать сами физики. «Естественность настолько хорошо обоснована, — говорит Сандрум, — что одно ее отсутствие является крупным открытием».

Недостающие части

Главная причина уверенности физиков в том, что Стандартная модель — часть чего-то большего в этой истории — это бозон Хиггса. А точнее, его огромная и кажущаяся неестественной масса. В уравнениях Стандартной модели Хиггс связан со многими другими частицами. Эта связь дает частицам массу, позволяя им, в свою очередь, менять значение массы Хиггса, как в перетягивании каната. Некоторые участники этого перетягивания чрезвычайно сильные — гипотетические частицы, которые отвечают за гравитацию, могут вносить (или уносить) до 10 миллионов миллиардов ТэВ в массу Хиггса — но каким-то образом его масса заканчивается на 0,125 ТэВ, словно участники перетягивания каната заканчивают процесс чистой ничьей. Кажется абсурдным, если только не найти разумное объяснение этому равенству.


Предложенная в начале 1980-х годов теория суперсимметрия могла бы с этим справиться. Она утверждает, что на каждый «фермион», существующий в природе — частицу материи, вроде электрона или кварка, который добавляет массе Хиггса — есть суперсимметричный «бозон», частица-переносчик силы, которая вычетает из массы Хиггса. Таким образом, каждый участник перетягивания каната обладает равной силой и Хиггс естественным образом стабилизирован. Теоретики предложили альтернативные предложения по достижению естественности, но у суперсимметрии есть дополнительные аргументы в свою пользу: она приводит к тому, что силы трех квантовых взаимодействий идеально сливаются при высоких энергиях, предполагая, что они были объединены во время рождения вселенной. И она предлагает инертную, стабильную частицу с массой, которая идеально подошла бы для темной материи.

Источник

#2 Alfredius

    Активный участник

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 3 256 сообщений
  • LocationМосква-Владимир, далее везде, покуда старуха с косой не настигнет.

Отправлено 14 Август 2016 - 09:28

Опять хфизики оплошали. А скоро сто лет как впаривают народонаселению "физическую картину мира"! До того лет двести про эфир повествовали, теперь про микромир. А лет через десять? "Опять" кажуть, что мол ошиблись, с кем не бывает, зато мы точная наука. Хи-хи-хи!
«Поразительно, что мы думали обо всем этом целых тридцать лет и не сделали ни единого правильного предсказания о том, что увидим» - цыганки на вокзале иногда хоть что-то угадывают! А эти? Зато пафосу-то, напыщенности, самомнения!

Сообщение отредактировал Alfredius: 14 Август 2016 - 09:31

Хочу жить в Бирюлево Западном





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных