蹲,光子,選擇子,中產品。這些只是幾種類型的超對稱粒子,這是一個特殊的粒子品牌,當世界上最強大的原子粉碎機今年春季上網時可能會創建。
瑞士日內瓦的粒子物理實驗室(歐洲核研究組織(CERN))的大型強子對撞機(LHC)很可能會永遠改變我們對宇宙的理解。 17英里長的地下粒子加速器將使質子在其圓形軌道上飛行,直到它們相互撞向彼此的速度比光速的99%更快。當粒子影響時,它們將釋放與大爆炸後不久(理論開始的時間開始)相似的能量。
科學家不知道到底會有什麼期望LHC,但他們預計其充滿活力的碰撞將產生物理學家到目前為止夢dream以求的異國情調的顆粒。
許多研究人員希望看到超對稱顆粒,簡稱稱為Sparticles。 Sparticle是由超對稱理論預測的,這對我們所知道的每個粒子都認為,我們尚未發現姐妹粒子。例如,電子的超級零件是Selectron,夸克的伴侶是and蟲,而光子的伴侶是光線。
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最近,東北大學的研究人員澄清了LHC可能會發現哪種類型的斑點。東北理論物理學家普蘭·納斯(Pran Nath)說,在LHC上生產斑點的西北理論物理學家普蘭·納斯(Pran Nath)說,可能會產生的前四個最輕的斑點的模式大約有10,000個可能性。但是在研究了實驗之後天體物理數據,以及某些理論模型的預測,Nath及其合作者Daniel Feldman和Zuowei Liu將可能的模式數量減少到16個。
納斯告訴space.com。“因此,我們試圖尋找這些丁香的簽名。”
如果LHC產生了斑點,研究人員將無法直接觀察它們,因為它們會太快腐爛。科學家只能希望通過研究瓦解時產生的常規顆粒的噴射來鑑定超對稱顆粒的特徵。
納斯說:“重要的是要知道如何在質量上排序的序列,因為不同的理論會導致不同的模式。” “因此,這意味著,如果我們看到這些模式,我們也許能夠將其推斷為理論。”
LHC將於4月開始測試。它將在今年晚些時候生成第一個初步數據。
他們去了哪裡?
當第一次想像出來時,科學家們想知道為什麼我們現在不在宇宙中觀察到它們。他們認為,解釋的是,丁香比普通的姐妹顆粒重得多,因此它們都已經分解了。
納斯說:“不穩定的粒子越重,它的壽命越短。” “因此,一旦生產就開始腐爛。”
創建斑點需要極端的能量 - 這樣的能量僅在大爆炸後不久就存在,也許是在LHC中。
物理學家不確定為什麼要點沒有與粒子相同的質量,但是他們推測,在我們看不見或觸摸的宇宙的某個隱藏區域中,對稱性可能會被打破,但只能在重力上感到。
暗物質和弦
如果真正存在超對稱性,它可以幫助解決一些物理學中的一些麻煩。
一方面,該理論可能會為暗物質- 天文學家可以在重力上檢測但看不見的神秘物質。
芝加哥Fermi National Accelerator實驗室的理論物理學家Enrico Lunghi說:“最流行的超對稱理論預測了穩定的超對稱粒子,Neutmarino。” “這是暗物質的絕佳候選人。問題是我們還沒有看到任何東西。這是希望在LHC上找到超對稱性的另一個好理由。”
中性諾斯可能是最輕的蜘蛛,因此它們可以在自然界中存在而無需立即腐爛。
超對稱性還有助於解決非常大的粒子(量子物理學)和物理學的物理學之間的基本問題,而愛因斯坦的總體相對性接管了。
Lunghi說:“這是解決[粒子物理]標準模型與重力之間的差異的必要步驟。” “這可能是最終擁有一個非常重要的成分一切理論。 ”
此外,如果證明超對稱性正確,則可以為弦理論提供增強,其中包括超對稱性的概念。但是,即使字符串理論是錯誤的,超對稱仍然可以存在。
納斯說:“在有或沒有弦理論的情況下,可以存在超對稱性,但是如果觀察到的話題,對於弦理論來說,這是非常令人鼓舞的。如果他們找不到任何斑點,那麼對於超對稱或弦理論來說,這不是好消息。”
未經證實
一些科學家對是否存在超對稱性以及LHC是否能夠證明這一點持懷疑態度。
“超對稱性是一個非常美麗的主意,” Cern的理論物理學家Alvaro de Rujula說,“但我很難相信它不僅在本質上是真實的,而且在這種能量上存在。這可能是真的,而且對這台機器來說是不可能的。”
de rujula說,即使LHC產生了一個斑點,它也只會創建其中一些,並且簽名可能很難識別。
他說:“人們會得出結論,但要判斷他們是否真的超對稱並不容易。” “在LHC上有一個令人信服的超對稱性可能需要一些令人信服的案例。”
對於許多物理學家來說,找不到他們想要的東西的可能性也令人興奮。
德·魯杰拉(De Rujula)說:“當我們錯的時候比我們正確時更好。” “當我們不了解它們時,事情真的很有趣。這對科學家來說是一個很好的位置。”