La nueva teoría puede explicar la masa de higgs

Ochenta y siete millones seiscientos sesenta y seis mil setecientos catorce



Uno de los grandes misterios de la física puede resolver "матрасоподобное" аксионное campo, que impregna el espacio y el tiempo. Tres de los físicos que trabajaban en el área de la bahía de san francisco, los últimos tres años, han desarrollado una nueva solución de la cuestión, que molestaba a sus científicos alcance de más de 30 años. Esta profunda enigma, mediante la cual se señalan en la acción de los experimentos en los más potentes aceleradores de partículas y teorías contradictorias hipótesis мультивселенных, puede formular incluso el alumno de las clases de menores: ¿de qué manera el imán levanta un clip de papel en contra de la atracción gravitacional de un planeta entero.

A pesar de poder que se encuentra detrás del movimiento de las estrellas y de las galaxias, la fuerza de la gravedad en cientos de millones de billones de billones de veces más débil que el magnetismo y otras microscópicas de las fuerzas de la naturaleza. Esta discrepancia se manifiesta en las ecuaciones físicas en el absurdo de la diferencia entre la masa bosón de higgs, abierta en el año 2012 de la partícula, que controla a las masas y las fuerzas conocidas de otras partículas, y el rango de masas aún no abiertas gravitacionales de los estados de la materia.

En ausencia de pruebas con un Gran адронного коллайдера compatibles con cualquiera de los anteriormente propuestos teorías que explicaría esta ridícula la jerarquía de las masas — en particular seductora elegante "суперсимметрию" — muchos de la física comenzamos a dudar de la propia lógica de las leyes de la naturaleza. Crece la preocupación de que nuestro universo puede ser al azar, más bien extraño el amontonamiento de entre un número incalculable de otros posibles universos — y esto significa el fin de la búsqueda coherente de la teoría de la naturaleza.

En este mes el TANQUE comenzó la tan esperada trabajo en la segunda se inicia con casi el doble de la operativo de la energía, mientras continúa la búsqueda de nuevas partículas o de los fenómenos que han decidido el problema de nuestra jerarquía. Sin embargo, es muy real la posibilidad de que detrás de la esquina, no habrá nuevas partículas, los físicos teóricos la bienvenida a su "escenario de pesadilla". También esto los hará reflexionar.






David Kaplan

"Es en los momentos de crisis nacen las nuevas ideas", dice jean Джудис teórico, el físico de partículas del laboratorio del CERN, cerca de ginebra, donde se encuentra el TANQUE.

La nueva propuesta ofrece una posible salida. La trinidad de los científicos "super emocionada", dijo david kaplan, de 46 años de edad, físico teórico de la Universidad de johns hopkins en baltimore, que ha desarrollado este modelo con peter graham, de 35 años, de la universidad de stanford y Сарджитом Радженраном, de 32 años, de la universidad de california en berkeley.

Su decisión de traza una jerarquía entre la gravedad y otras fundamentales de las fuerzas de vuelta a un boom el nacimiento del cosmos, cuando, según los científicos, las dos variables, развивавшихся en tándem, de repente a machamartillo parado. En este momento de la hipotética partícula "аксион" cerrado la partícula de higgs en su actual masa, muy por debajo de gravedad de la magnitud. Аксион apareció en los términos de las ecuaciones todavía en 1977 y, probablemente, existe. No se encontró ninguna аксиона, pero los científicos creen que аксионы pueden ser llamados "релаксионами" (relax — relajarse), resolviendo el problema de la jerarquía a través de la "relajación" de los valores de la masa del higgs.

"Esto es muy, muy buena idea, dice raman Сундрум, un físico teórico de la Universidad de maryland, no aceptaba la participación en su elaboración. — Es posible, precisamente, en cierta medida, es el mundo".

Durante varias semanas después de que el trabajo ha aparecido en la Red, se formó la "nueva instalación", заполнившаяся investigadores que querían estudiar las debilidades de las ideas y, en general, palpar, dice nathaniel craig, un físico teórico de la universidad de california en santa bárbara.

"Todo esto parece un infierno de una simple posibilidad, dice Раджендран. — No estamos tratando de saltar por encima de la cabeza. Esto simplemente quiere trabajar".

Sin embargo, una serie de expertos observa que, en su forma actual, esta idea no carece de desventajas que deben considerarse con cautela. E incluso si sobrevive a esta crítica, pueden tardar decenas de años, para verificar experimentalmente.

No es natural балансПри todos ажиотаже que rodeaba la apertura de el bosón de higgs en 2012, completara el modelo Estándar de la física de partículas y la trajo a peter Хиггсу y françois Энглерту el premio nobel de física de 2013, este descubrimiento fue una pequeña sorpresa; la existencia de la partícula medido la masa de 125 Gev fueron consistentes con los años la prueba circunstancial. Sin embargo, no dejó de expertos TANQUE perplejo. No había nada que pudiera conciliar la masa de higgs con el predecido la escala de la masa, relacionada con la gravedad, que se encuentra fuera del experimentalmente factibles de indicadores en el 10 000 000 000 000 000 000 Gev.






"El problema es que en la mecánica cuántica todo influye en todo", explica Джудис. Сверхтяжелые de gravedad de estado cuántico-mecánico mezclarse con бозоном de higgs, haciendo potente contribución en el valor de su masa. Sin embargo, la partícula de higgs, de alguna manera sigue siendo ligero. Es como si el increíble factores que influyen en su masa — algunos positivos, otros negativos, pero todos en decenas de marcas de valor mágicamente, se cancelan, dejando muy reducido. Finamente sintonizada la cancelación de todos estos factores, parece "sospechoso", dice Джудис. — Parece que debe haber algo más.

Efectos compara a menudo sutilmente configurada la masa de higgs con el lápiz, que está de pie en la punta, empujado por las corrientes de aire y una mesa de vibración, pero sin embargo, el resto en perfecto equilibrio. "No es la situación de imposibilidad, es un estado de маловероятности, dice Савас Димопулос de stanford. Si se viene de esa clavija, "usted primero, pasar la mano sobre el lápiz, para comprobar si la línea de pesca, que se enlaza al techo. A continuación, se piensa que alguien прилепил con el lápiz en la rumia".

La física de la misma manera buscando una explicación natural el problema de la jerarquía de la década de 1970, convencidos de que esta búsqueda les llevará a la más completa de la teoría de la naturaleza, tal vez incluso el estrecho de la luz en las partículas de la "materia oscura", invisible sustancia que llena de la galaxia. "La naturalidad fue el principal leitmotiv de estos estudios", dice Джудис.

Desde la década de 1980 el más popular de la propuesta fue la supersimetría. Se resuelve el problema de la jerarquía, постулируя hasta que no se hayan encontrado los gemelos para cada partícula elemental: para el electrón — селектрон, para cada qwark — скварк y así sucesivamente. Los gemelos de la manera opuesta afectan a la masa del bosón de higgs, haciéndolo inmune a los efectos de la сверхтяжелых de partículas de gravedad (que se reducen a la nada los efectos de sus gemelos).

Ninguna evidencia de la llamada súper simetría o de cualquier competencia de ideas — como техниколора o "curva de las dimensiones adicionales" — no ha aparecido durante la primera ejecución de un TANQUE de 2010 a 2013. Cuando hadrones se ha cerrado en la modernización a principios de 2013, al no encontrar ni una sola "de las partículas o de otros signos de la física fuera del modelo Estándar, muchos expertos han comenzado a pensar que la calidad no hay otra alternativa. Que si la masa de higgs, y por lo tanto, las leyes de la naturaleza son antinaturales? Los cálculos han demostrado que si la masa del bosón de higgs estaba a solo un par de veces, y el resto quedaría de la misma, los protones no podrían reunirse en los átomos, y no sería de estructuras complejas — de las estrellas o de los seres vivos. Que, si nuestro universo es en realidad de forma aleatoria exquisitamente, como un lápiz, балансирующему en su punta, вырванная de incontables burbujas de universos dentro de la casi infinita de multiverso, simplemente porque la vida requiere de ese loco, que clama, vergonzosa situación?

Esta hipótesis del multiverso, que se alzaba en el curso del debate el problema de la jerarquía de finales de los 90, la mayoría de los físicos se considera como muy sombría perspectiva. "Simplemente no sé qué hacer con ella", dice craig. — No sabemos las reglas". Las otras burbujas múltiple universo, si existen, se encuentran fuera de las fronteras de la luz de alcance, siempre en perjuicio de la teoría de мультивселенных que podemos observar experimentalmente de nuestro solitario de la burbuja. Y sin ninguna forma de determinar dónde en el tramo infinitamente posibles datos del multiverso se encuentran asignadas a datos, se hace difícil o imposible de construir argumentos a partir del multiverso sobre por qué nuestro universo es una de esas. "No sé en qué momento vamos a bastante convencidos. Cómo determinar el momento adecuado? En donde usted saber?".

Хиггс y релаксион




Kaplan, visitó la Bahía de el verano pasado, para trabajar con graham y Раджендраном, que él sabía, ya que los tres han trabajado en diferentes momentos de la Димопулоса, que fue uno de los principales desarrolladores de llamada súper simetría. Durante el año pasado, el trío agrupa ahora su tiempo entre berkeley y stanford, el intercambio de "эмбриональными los bits de ideas", como dice graham, y poco a poco desarrollaron un nuevo y original la idea de las leyes de la física de partículas.

Inspirado en un intento de larry abbott 1984 consultar a un problema diferente de la naturalidad en la física, trataron de revisar la masa de higgs como la evolución de un parámetro que pueda dinámicamente "relajarse" a su pequeña y valores en el momento del nacimiento del cosmos, y no empezar con un fijo y, aparentemente, increíble constantes. "A pesar de que tomó seis meses para deshacerse de los callejones sin salida y los tontos de los modelos y muy difíciles las cosas a las que hemos llegado muy simple imagen", dice kaplan.

Según su modelo, la masa de higgs depende de un valor numérico hipotético campo, que impregna el espacio-tiempo: аксионное campo. Para presentar su cuadro, "pensamos en всеобъемности del cosmos como tal tridimensional del colchón", dice Димопулос. El valor en cada punto del campo depende de como comprimir los muelles del colchón. Durante mucho tiempo se creyó que la existencia de este colchón — y vibraciones en forma de аксионов — puede resolver dos profundos enigmas: en primer lugar, аксионное campo debe explicar por qué la mayoría de las interacciones entre los protones y los neutrones fluye hacia adelante y hacia atrás, decidiendo el llamado "fuerte CP-problema". En segundo lugar, de аксионов puede consistir la materia oscura. La decisión jerárquica de los problemas será el tercero un logro importante.

La historia de este nuevo modelo se inicia cuando el espacio se ha llenado de energía en un punto. Аксионный el colchón estaba debajo de la emergencia de la presión, haciendo que la masa del higgs es enorme. A medida que la ampliación del Universo de los muelles расслаблялись, como si su energía перетекала de los resortes a formada espacio. A medida que la dispersión de la energía, disminuyendo la masa de higgs. Cuando la masa ha llegado a su presente en la magnitud de la variable correspondiente cayó por debajo de cero, cambiando en el campo de higgs, similar a la melaza campo que da la masa de las partículas, como los electrones y quark, y pasa a través de él. Masivas de los quarks, a su vez, interactúan con аксионным campo, la creación de las crestas de la metafórica de la colina, por el que скатывалась energía. Аксионное el campo se había detenido, como хиггсова la masa.

Сундрум llama radical de la desviación de los modelos del pasado: el nuevo modelo muestra cómo moderna de la jerarquía de las masas podía deslumbrar a sí mismo desde el momento del nacimiento del cosmos. Димопулос observa sorprendente el minimalismo de este modelo, que utiliza principalmente anteriormente, todas nuestras ideas. "La gente como yo, que un poco invirtió en otros enfoques al problema de la jerarquía, sería una grata sorpresa, que no tendrá que ir lejos. Estaba en el patio de atrás de un modelo Estándar de la decisión no estaba lejos. Fueron necesarias jóvenes inteligentes las personas que lo van a entender".

"Esto eleva el precio de las acciones de аксиона, añade. — No hace mucho tiempo Axion Dark Matter experimento en la Universidad de washington en seattle, comenzó a buscar raros de la transformación de аксионов de la materia oscura en las partículas de la luz en el interior de campos magnéticos. Ahora, dice Димопулос, tendremos que buscar más para encontrar esto".

Sin embargo, como muchos expertos, nima Аркани-hamed, del Instituto de estudios avanzados en princeton, nueva jersey, señala que esta hipótesis sólo apareció. A pesar de que "sin duda razonable", dice él, la implementación actual sigue siendo exagerado. Por ejemplo, para аксионное el campo se ha quedado atascado en las crestas, creados кварками, y no se sacudió a través de ellos, la inflación cósmica debía progresar mucho más lento que permite que la mayoría de los cosmólogos. "Se agrega 10 mil millones de años de inflación".

E incluso si аксион habría sido detectado en una sola no ha demostrado que él fue "релаксион" — que él релаксирует, relaja el valor de la masa del higgs. Y cuando la emoción en la Bahía de ha pasado, junto con graham y Раджендраном kaplan empezaron a desarrollar ideas sobre cómo probar su modelo. Finalmente, es posible, колеблющееся аксионное campo puede afectar a la masa de los próximos partículas elementales a través de la masa de higgs. "Usted puede ver que la masa del electrón varía", dice graham.

Como comprobar la hipótesis de los científicos conseguirlo de otra manera. (Este modelo no predice nuevos fenómenos, que podría detectar el TANQUE). Y una vez más, las probabilidades de ella un poco. Inteligentes tantos supuestos обломались en todos estos años, que los científicos están configurados bastante escéptica. Sin embargo, intrigante nuevo modelo de todo da la proporción de optimismo.

"Pensamos que cambias de opinión ya todo y que no hay nada nuevo bajo el sol, dice Сундрум. — Esta teoría muestra que la gente todavía siguen siendo inteligentes criaturas y deja mucho espacio para nuevos avances". publicado

 

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Fuente: hi-news.ru

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