17:23

Данные коллайдера угрожают теории суперсимметрии, считают ученые

Обработка первых данных, полученных на Большом адронном коллайдере, поставила под угрозу теорию суперсимметрии – один из наиболее популярных вариантов развития главной физической теории, Стандарной модели, пишет интернет-издание Physics World.

Рис. 1. Принцип работы Большого адронного коллайдера – самого большого и мощного в мире ускорителя заряженных частиц.

Теория суперсимметрии (SUSY) предполагает, что у всех известных элементарных частиц существуют «двойники» – суперсимметричные частицы, которые «родились» вместе с «обычными» частицами в момент Большого взрыва. Затем суперсимметричные частицы стали намного тяжелее обычного вещества и распались, а их «остатки» образовали «темную материю», из которой почти на четверть состоит Вселенная.

Суперсимметрия дает способ объединить электрослабое и сильные взаимодействия и в конечном счете создать единую теорию поля. В экспериментах на коллайдере ученые рассчитывают увидеть рождение суперсимметричных частиц, которые пока не были обнаружены ни в одном эксперименте.

Члены коллаборации CMS пытались обнаружить «суперпартнеров» кварков и глюонов. Если бы эти частицы рождались в столкновениях протонов на коллайдере, они распадались бы на «обычные» кварки и глюоны, а также легкие стабильные частицы нейтралино, из которых, согласно, теории может состоять «темная материя».

Кварки и глюоны, в свою очередь, создавали бы потоки (джеты) других частиц, а нейтралино, не взаимодействующие с обычной материей, «улетали» бы незамеченными. Детектор CMS мог бы видеть джеты, и ученые, обнаружив «недостачу» энергии, унесенной нейтралино, могли бы сделать вывод о рождении суперсимметричных частиц. Однако на данный момент число столкновений, которые бы удовлетворяли всем этим условиям, относительно невелико.

Участники коллаборации CMS в статье, опубликованной в электронной библиотеке Корнеллского университета, говорят лишь о новых ограничениях, которые накладываются на один из вариантов теории суперсимметрии.

Ученые, работающие с детектором ATLAS, пытаются обнаружить рождение суперпартнеров, фиксируя рождение электронов и мюонов с потерей энергии. Таких событий фиксировалось еще меньше. Исследователям удалось исключить варианты теории, согласно которым масса суперпартнера глюона – глюино – меньше 700 гигаэлектронвольт.

Вместе с тем, многие ученые полагают, что отсутствие признаков суперсимметрии в данных коллайдера не является дурным предзнаменованием для этой теории, которая сама по себе состоит из сотен разных вариантов, зависящих от сочетаний десятков возможных параметров.
«В этой точке мы на самом деле не можем исключить ни одну теорию», – говорит один из участников коллаборации ATLAS Амир Фарбин (Amir Farbin).

Его коллега, итальянский физик Томмазо Дориго полагает, что есть основания для беспокойства. Суперсимметрия должна нарушаться, чтобы суперпартнеры стали тяжелее «обычных» частиц. Причем это нарушение должно происходить при той же энергии, при которой нарушается электрослабая симметрия, в точке, когда переносчики слабого взаимодействия – W- и Z-бозоны – становятся массивными, а переносчики электромагнитного – фотоны – остаются безмассовыми.

Считалось, что такое нарушение происходит при энергиях около 250 гигаэлектронвольт. Однако результаты БАКа показывают, что «точка разрыва» находится выше этого значения. Теория допускает существование тяжелых суперсимметричных частиц, однако модели становятся слишком сложными.
«У нас наступит кризис, я думаю, в ближайшие несколько лет», – говорит Дориго, который скептически настроен по отношению к суперсимметрии, поскольку эта теория вводит множество новых частиц, на которых нет даже намека в имеющихся данных.

Сотрудник Национальной лаборатории имени Ферми (США) и член коллаборации CMS Алексей Ферапонтов полагает, что «хоронить» теорию пока рано.
«Поставлены лимиты на пару теорий, и они не исключены совсем, то есть, на более высоких энергиях можно еще найти SUSY. Кроме того, суперсимметричных теорий довольно много – и эти эксперименты затронули одну-две из них», – сказал он.

Источник


Просмотров: 1436
Рейтинг: 5.0/1
Добавлено: 01.03.2011

Темы: переносчики слабого взаимодействия, Atlas, Принцип работы коллайдера, бозоны, Суперсимметрия, Теория суперсимметрии, наука, фотоны
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]