Нова теорія може пояснити Грудисті маси

Однією з найбільших містерій фізики можна вирішити «матичне» осьове поле, що заповнює простір і час. Три фізики, які співпрацювали в Сан-Франциско Bay Area за останні три роки, розробили нове рішення для проблеми, яка дала їх наукове поле більш ніж 30 років. Ця глибока таємниця, за допомогою яких експерименти на потужних акселераторах частинок були встановлені в русі та суперечливих багатосторонніх гіпотезах, можуть бути сформульовані навіть молодшим студентом: як магніт піднімає паперовий кліп незважаючи на гравітаційне залучення всієї планети.

Незважаючи на те, що влада за рухами зірок і галактик, сила тяжіння – це сотні мільйонів трлій трлій часових ослабших, ніж магнетизм і інші мікроскопічні сили природи. Ця невідповідність проявляється в фізичних рівнях в абсурдній різниці між масою хігів босону, частинки, виявлені в 2012 році, що регулюють масу і сили відомих інших частинок, і очікуваний діапазон мас, що викривлюються гравітаційних станів матерії.

У разі відсутності доказів з Великого Хадрона Collider для підтримки будь-яких з запропонованих раніше теорій, які пояснять цю препостеруозну масову ієрархію, включаючи сейфічну елегантну «суперсиметрію» — манійські фізики почали випити саму логіку законів природи. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз.

У цьому місяці LHC почав свою довгоочікуваний другий запуск з майже подвійною оперативною енергією, продовжуючи пошук нових частинок або явищ, які вирішать нашу ієрархію проблеми. Тим не менш, існує реальна можливість, що не буде нових частинок навколо кута, а теоретичні фізики зіштовхнуться до сценарного сценарію. Він також змусить їх думати.

Р



Давид Каплан

«Це в моментах кризи, які народжуються нові ідеї», – розповідає Жан Юдіс, теоретичний фізико-частинковий фізик на лабораторії CERN поблизу Женева, де знаходиться ЛГК.

Нова пропозиція пропонує можливий вихід. Тріо вчених - «збуджена рада», - розповідає Давид Каплан, 46-річному теоретичному фізику університету Джонс Хопкінс в Балтіморі, який розробив модель з Пітером Грахемом, 35, Університетом Станфорда та Сарджій Райенран, 32, Університету Каліфорнія, Берклі.

Їхнє рішення простежує ієрархію між тяжінням та іншими фундаментальними силами назад до вибухонебезпечних пологів космосу, коли, відповідно до науковців, дві змінні, що випливають з тандемом, раптово припинили мертві. У цей момент гіпотетична осьова частка заблокувала Хігс босон в її поточну масу, що знаходиться нижче гравітаційного масштабу. Аксіон з'явився в теоретичних рівнях назад в 1977 році і, ймовірно, існує. Поки не знайдено аксонів, але вчені вважають, що аксони можуть бути так звані «реакції», розв’язуючи ієрархію проблему «відведенням» значення маси Higgs.

«Це дуже розумна ідея», – розповідає Раман Сундрум, теоретичний фізик університету Меріленд, який не брав участі у його розвитку. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу.

На тижні після роботи з'явився онлайн, формувалася «нова платформа», наповнена дослідниками, які бажали вивчити слабкі сторони ідеї і, як правило, відчувають його, говорить Наталія Крайг, теоретичний фізик в Університеті Каліфорнія, Санта Барбара.

"Це все, схоже, пекло простої можливості", - говорить Райендран. Ми не намагаємося стрибати над нашими головами. Хочеться працювати.

Однак деякі експерти відзначають, що в її поточній формі ідея не позбавлена недоліків, які необхідно ретельно розглянути. І навіть якщо вона переживає, що критика, вона може приймати десятки, щоб перевірити її експериментально.

На всіх гіпах, що оточують відкриття Хігса босона в 2012 році, який завершив стандартну модель фізики частинок і заробив Пітер Хігс і Франжуас Englert 2013 Нобелівську премію фізики, відкриття прийшла як невеликий сюрприз; існування частинки і вимірюваної маси 125 GeV були послідовні з роками окружних доказів. Тим не менш, це не залишило експертів LHC, які переплановані. Не було нічого, щоб згасити масу Хігса з прогнозуванням масової ваги, яка знаходиться за межами експериментально очікуваного 10,000,000,000,000,000,000,000,000 Гев.





«Проблема полягає в тому, що в квантовій механікі все впливає на все», – пояснює Юдіс. Ультра-heavy gravitational стани повинні змішати квантово механічно з хігами boson, що робить потужний внесок у значення його маси. Тим не менш, хіпка босон якось залишається легкою. Якби неймовірні чинники, що впливають на її масу – деякі позитивні, інші негативні, але всі в десятках цифр – чарівно реверсовані, залишаючи надзвичайно невелику кількість. Розповсюдження всіх цих чинників – “свідомий”, – коментує Юдіс. Здавалося б, є щось інше.

Ефекти часто порівнювати дрібно налаштовану масу Higgs до олівця, яка вертикально стоїть на кінчику, відштовхується повітряними струмами і настільними коливаннями, але все ж залишається в ідеальному балансі. "Це не стан неможливості, це стан непрограшності", - говорить Савас Дімопоулос Станфорд. Якщо ви підійдете до такого олівця, ви спочатку змітите руки над олівцем, щоб побачити, чи є волосінь, яка зв'язує його до стелі. Тоді ви думаєте, що хтось кладе олівцем на ясна.

Фізіологи шукали природне пояснення проблеми ієрархії з 1970-х років, переконані, що цей пошук призведе до більш повної теорії природи, можливо, навіть обшивання світла на частинках «темної матерії», невидимої речовини, яка заповнює галактики. «Природність – головний летемотив цих досліджень», – коментує Юдіс.

З 1980-х років найпопулярніша пропозиція була надсиметрією. Вирішує ієрархію проблему, поставляючи, як і раніше невикористані близнюки для кожної елементарної частинки: для електрону, селектора, для кожного кварка, кварка і так далі. Близнюки навпаки впливають на масу хігів босону, що робить його імунітетом до впливу на поверхневі частинки тяжіння (вони негуються ефектами їх близнюків).

Немає доказів про суперсиметрію або будь-які конкурентні ідеї — як техннікол або «випущені додаткові розміри» — з’являються під час першого запуску LHC з 2010 по 2013 рік. Коли Collider запускає оновлення на початку 2013 року, не знайдено ніяких c-частинок або інших ознак фізики за стандартною моделлю, багато експертів почали думати про якість альтернативи. Що робити, якщо маса Higgs, і тому закони природи, неприродні? Розрахунки показали, що якщо маса Хігса босона була лише кілька разів більшою, а все ще залишилися однаковими, то протони не зможуть збиратися в атоми, і не буде складних структур - зірок або життєдіяльності. Що робити, якщо наш Всесвіт дійсно випадково тонкий, як олівець, що стержає на його кінчику, вирівнюється від незліченних бульбашкових Всесвітів всередині практично нескінченного багатостороннього просто, тому що життя вимагає просто такого божевільного, непристойного, невиліковного випадку?

Ця багатостороння гіпотеза, яка була ткана над ієрархією питання з кінця 90-х років, розглядається самими фізиками як дуже похмурим перспективою. "Я просто не знаю, що робити з нею, - каже Крайг. - Ми не знаємо правила. Інші кілька всесвітових бульбашок, якщо вони існують, лежачи за межі світла, назавжди обмежуючи багатоісторичних теорій, ми можемо експериментально дотримуватися від нашої ледь бульбашки. І без будь-якого способу визначення, де дані, що віддали нам, лежить в нескінченно можливому мультиверсі, це стає важко або неможливим для побудови аргументів на основі багатостороннього про те, чому наш Всесвіт є таким. «Я не знаю, в якому місці ми переконуємо. Як визначити правильний момент? Як ви знаєте? й

Хіггі і релаксація



Каплан відвідував затоку минулого літа, щоб працювати з Грехемом та Райендраном, яким він знав, як всі три працювали в різні часи для Дімополіосу, який був одним з ключових розробників надсиметрії. За минулий рік тріо розділив свій час між Берклі і Станфордом, обміняючись "ембріонічні біти ідеї", - розповідає Грахам, і поступово розвивав нову оригінальну ідею для законів фізики частинок.

Натхнений Ларрі Абботт 1984 намагається звернутися до проблеми різної природності в фізиці, вони прагнули перевізити масу Хігса як параметр, що може динамічно «релак» до його крихітного значення при попаданні космосу, а не почати з фіксованою і здавалося б, неприступною констанцією. «Хто було 6 місяців, щоб позбутися від мертвих кінцівок і моделей silly і дуже складних речей, ми приїхали з дуже простою картиною», - розповідає Каплан.

Згідно з моделлю, маса Higgs залежить від чисельного значення гіпотетичного поля, що заповнює простір-час: осьове поле. Написати свою картину, "ми думаємо про омніпретенцію космосу як такий об'ємний матрац", - розповідає Дімопоулос. Вартість в кожному місці в полі залежить від того, як стискаються матрацні пружини. Довгий думав, що існування цього матраца — і його вібрацій у вигляді осей — може вирішити два глибокі містерії: спочатку осьове поле слід пояснити, чому більшість взаємодій між протонами і нейтронами пливуть як вперед, так і назад, вирішуючи так звану «сильна задача CP». По-друге, ось може зробити темну матерію. Вирішення ієрархічної проблеми буде третіми основними досягненнями.

Історія цієї нової моделі починається, коли космос був енергозаповненим крапкою. Матраци axion під екстремальним тиском, що робить масу Higgs величезною. Як розширився Всесвіт, пружини розслаблені, якби їх енергія витікає з джерел до новоствореного простору. Як енергія розсіяна, так зробив масу Higgs. При досягненні маси її теперішнього значення, відповідна змінна впала нижче нуля, перемикаючись на поле Хігса, схожа на поле молазів, що дає масу для частинок, таких як електрони і кварки, що проходять через неї. Масивні кварки, в свою чергу, взаємодіє з осьовим полем, створюючи гребінці метафорного пагорба, на якому згортається енергія. Заморожені поля, як і здавна маса.

Sundrum називає це радикальне відправлення з моделей минулого: нова модель показує, як сучасна маса ієрархія здатна сліпити себе з дня народження космос. Dimopoulos відзначає вражаючий мінімалізм цієї моделі, яка використовує переважно сформовані ідеї. «Народі люблять мене, які інвестували трохи в різні підходи до ієрархії, приємно здивовані, що не доведеться йти далеко. Неподалік від стандартної моделі. Щоб зрозуміти, що потрібно смарт-молоді люди. й

"Збільшує ціну акцій Аксіона", - додав він. Не довге тому, Axion Dark Matter eXperiment в Університеті Вашингтона в Сіетл почав шукати рідкісні трансформації темних осей матерії в частинки світла всередині потужних магнітних полів. Тепер, говорить Dimopoulos, ми повинні виглядати ще ближче, щоб знайти його. й

Однак, як і багато експертів, Нима Аркадій-Hamed Інституту перспективних досліджень в Принцтоні, Нью-Джерсі, примітки, що це припущення виникло лише. В той час як це "зрозуміло розумно", він каже, що його поточна реалізація залишається далеким. Наприклад, для того, щоб застрягти на хребтах, створених кварками, а не прокочуючи їх, космічна інфляція повинна бути більш повільно, ніж більшість косметологів. Ви додаєте 10 мільярдів років інфляції.

І навіть якщо з'явився особняк, що тільки не доведе, що це «релаксіон» - що вона розслабляє, розслабляє значення маси Хіг. І як пролетів затоки, Грахем і Раджендран Каплан почав розвивати ідеї для того, як перевірити їх модель. В даний час, можливо, коливання осей поле може вплинути на масу сусідніх елементарних частинок через масу Higgs. «Ви можете побачити масу електрон флуктуації», – коментує Грахам.

Отже, щоб перевірити припущення вчених не буде найближчим часом. (Ця модель не прогнозує нові явища, які можуть виявити LHC.) І знову вона не стоїть на місці. Так багато вихрових ушкоджень не вдалося за роки, які вчені скептично. Тим не менш, нова модель все ще надихає деяких оптимізмів.

«Ми думали, що ми змінили наші розуми і що не було нічого нового під сонцем», - сказав Сондро. «Ця теорія показує, що людина все одно смартує істоти, і є безліч номерів для нових проривів. й



П.С. І пам'ятайте, що лише змінивши вашу свідомість – разом ми змінюємо світ!

Джерело: hi-news.ru