Yeni başlayanlar için ilköğretim parçacıklarının standart modeli. SSS: Standart Model Standart İlköğretim parçacıklarının etkileşimi modeli

Sözde bir parçacık fiziği hakkında modern bir fikir bulunmaktadır. Standart Model . Parçacık fiziği standart modeli (cm), kuantum elektrodinamiğine, kuantum kromodinamiğine ve bir kuark-partton modeline dayanmaktadır.
Kuantum Elektrodinamik (CAD) - Yüksek Hassasiyet Teorisi - Yüksek derecede doğrulukla çalışılan elektromanyetik kuvvetlerin etkisi altında meydana gelen işlemleri açıklar.
Kuantum kromodinamiği (QCD), güçlü etkileşimlerin süreçlerini tanımlayan, CAD ile analoji tarafından yapılır, ancak daha yarı ampirik bir modeldir.
Kuark-Partton Model, parçacıkların özellikleri ve etkileşimlerinin özelliklerinin teorik ve deneysel sonuçlarını birleştirir.
Şimdiye kadar, standart modelden sapmalar tespit edilmez.
Standart modelin ana içeriği Tablo 1, 2, 3'te sunulmaktadır. Maddenin bileşenleri, özellikleri tabloda listelenen üç kuşak temel Fermi olanları (I, II, III) bulunur. 1. Temel Boşanlar - Bir Feynman diyagramı kullanılarak gönderilebilecek etkileşim taşıyıcıları (Tablo 2) (Şek. 1).

Tablo 1: fermiyonlar - (ћ birimde yarı içermez) Maddenin Anayasası

Tablo 2: Bosons - Etkileşim Taşıyıcıları (Spin \u003d 0, 1, 2 ... Birimler ћ)

Tablo 3: Temel etkileşimlerin karşılaştırmalı özellikleri

Etkileşimin gücü nispeten güçlüdür.

İncir. 1: Feynman Diyagramı: A - B \u003d C + D, A - Etkileşim Sabitlemesi, Q2 \u003d -T - 4-4 nabız, partikül A'nın dört tür etkileşimlerden birinin bir sonucu olarak bir partikülü iletir.

1.1 Standart modelin temel pozisyonları

• Adronlar, kuarklardan ve gluonlardan (partons) oluşur. Kuarklar - spin 1/2 ve kütle m 0 ile fermiyonlar; Glluions - Spin 1 ve Kütle M \u003d 0 olan Bosons.
• Kuarklar iki işarette sınıflandırılır: aroma ve renk. Her kuark için 6 adet kuark ve 3 renk bilinmektedir.
• Aroma, güçlü etkileşimlerde devam eden bir karakteristiktir.
• Gluon, iki renkten ve antituetten oluşur ve diğer tüm kuantum sayıları sıfıra eşittir. Gluon Quark'ı emiyorken rengi değiştirir, ancak parfüm değil. Toplam 8 gluons çalışır.
• CCD'deki ilköğretim süreçleri, CAD ile analoji ile yapılır: Gluone Quark'ın fren emisyonu, Kilk-Koçluk Anti-Anti-Anti-Anti-Anti-koçluk çiftleri. Gluonların gluonların doğum süreci CAD'de analog yoktur.
• Statik bir gluon alanı, Infinity'de sıfıra girmez, yani. Böyle bir alanın toplam enerjisi sonsuzdur. Böylece, kuarklar hadronlardan uçamaz, bir hapis var.
• Olağandışı iki özelliğe sahip olan cazibeci güçleri: a) çok düşük mesafelerde asimptotik özgürlük ve B) kızılötesi esaret - etkileşimin (V) potansiyel enerjisinin artan mesafe ile giderek daha fazla büyüdüğü gerçeğinden dolayı bir hapsi. Kuarklar R, V (R) \u003d -α S / R + æR, a S ve æ - Sabitler.
• Kuark-quark etkileşimi katkı maddesi değildir.
• Ücretsiz parçacıklar formunda sadece renkli atletler mevcut olabilir:
  Dalga fonksiyonunun oranla belirlendiği meson singleti

ve bir dalga fonksiyonu ile Baryon singlet

r kırmızı olduğunda, mavi, g yeşildir.

• Farklı kitlelere sahip mevcut ve bileşenli kuarklar var.
• A + B \u003d C + X işleminin kesitleri, idarenin bir parçası olan kuarklar arasında bir gluon'un değişimi ile, formda yazılır:

ŝ \u003d x a x b s, \u003d x a t / x c.

Semboller A, B, C, D, Kuarklar ve İlgili Değişkenler, Semboller A, B, C - Hadron, ŝ ,, - Kuarklarla ilgili değerlerle gösterilir - Kuarkların dağılımının işlevi ve A'nın ( Ya da sırasıyla - - B) Nehri'ndeki Kukalar B), - - Fragment Fragmentation Firl C. C, D / DT, birinci bir bölüm QQ etkileşimidir.

1.2 Standart modelden sapmalar arayın

Hızlandırılmış parçacıkların mevcut enerjileri ile tüm CHD pozisyonları iyi performans gösterilmektedir ve CED. Planlanan deneylerde, ana görevlerden birinin daha yüksek parçacık enerjisine sahip olan, standart modelden sapmaların aranması dikkate alınır.
Yüksek enerjili fiziğin daha fazla gelişimi, aşağıdaki görevlerin çözeltisi ile ilişkilidir:

1. Standart modelde benimsenen bir yapıya sahip olan egzotik parçacıkların aranması.
2. Nötrino salınımlarını ν μ ν τ ve bunlarla ilişkili nötrino kütlesi (ν M ≠ 0) arayın.
3. Protonun çöküşünü, ömrü, ömrü, τ sömürülmesi\u003e 10 33 yılın değeri ile tahmin edilmektedir.
4. Temel parçacıkların yapısını bulmak (Dizeler, mesafelerdeki koniler D< 10 -16 см).
5. Dekonfinmed Hadron Maddenin Tespiti (Quark Gluon Plazma).
6. Nötr K-Mesonlar, D-Mesons ve B-Parçacıklar Çürümü sırasında CP değişmezliğinin ihlal edilmesinin incelenmesi.
7. Karanlık maddenin doğası çalışması.
8. Vakum bileşimini incelemek.
9. Higgs-Bosona Arama.
10. Supersimetrik parçacıkları arayın.

1.3 Standart modelin çözülmemiş soruları

Temel fiziksel teori, ilköğretim parçacıklarının (kuarklar ve leptonların) standart elektromanyetik, zayıf ve güçlü etkileşimlerinin standart modeli, 20. yüzyılın fiziğinin genel olarak kabul edilen başarısıdır. Tanınmış tüm deneysel gerçekleri mikroworld fiziğindeki açıklar. Ancak, standart modelde cevap bulunamadığı bir dizi soru var.

1. Kalibrasyon değişmezliğinin elektriksel kapanma mekanizmasının niteliği bilinmemektedir.

• W ± ve z 0'daki kitlelerin varlığının bir açıklaması-Bozonlar,-vacuumun ana haliyle kalibrasyon dönüşümlerine göre değişmez olmayan skaler alanların teorisine girmeyi gerektirir.
• Bunun sonucu, yeni bir skaler partikülün ortaya çıkmasıdır - Boson Higgs.

1. Cm, kuantum sayılarının doğasını açıklamaz.

• Ücretler (Elektrik; BARYON; Lepton: LE, L μ, L τ: Renk: Mavi, Kırmızı, Yeşil) ve neden ninerleştirildi?
• Neden 3 nesil temel fermi var (I, II, III)?

1. SM, yerçekimi içermez, dolayısıyla CM'ye yerçekimi dahil etme yolu - mikromyr alanındaki ek ölçümlerin varlığı hakkında yeni bir hipotez.
2. Bir açıklama yoktur, neden barın temel ölçeğinin (M ~ 10 19 GEV), elektrik etkileşimlerinin temel ölçeğinden (M ~ 10 2 2 GEV).

Şu anda bu sorunları çözmenin bir yolu olmuştur. Temel parçacıkların yapısı hakkında yeni bir fikrin geliştirilmesinde oluşur. Temel parçacıkların "dizeler" olarak adlandırılan nesneler olduğu varsayılmaktadır. Dizelerin özellikleri, ilkel parçacıkların fiziğinde ve astrolojiklerde meydana gelen fenomenler arasında bir bağlantı kurmanın hızla gelişen bir süperstrun modelinde tartışılmaktadır. Böyle bir bağlantı, yeni bir disiplinin formülasyonuna yol açtı - temel parçacıkların kozmolojisi.

Tüm ünlü insanlığın en doğru bilimsel teorisi için ne aptalca bir isim. Son yüzyılın fiziğindeki Nobel ödüllerinin bir çeyreğinden fazlası, doğrudan veya dolaylı olarak standart modelle ilgili çalışmaya verildi. Elbette, elbette, bir kaç yüz ruble gelişimini satın alabileceğiniz gibi görünüyor. Herhangi bir teorik fizikçi "hemen hemen her şeyin inanılmaz bir teorisini" tercih ederdi, bu da aslında ve.

Birçok insan, 2012 yılında Higgs Boson'un açılışından kaynaklanan medyadaki, bilim adamları arasındaki heyecanı hatırlıyor. Fakat onun keşfi bir sürpriz yapmadı ve hiçbir yerden doğmadı - standart modelin zaferlerinin ellinci yıldönümünü belirledi. Yerçekimi dışında her temel kuvveti içerir. Tamamen geri dönüştürülmesi gereken laboratuvarda çürütme ve gösterme girişimi - ve çok fazla bir sürü vardı - başarısız oldu.

Kısacası, Standart Model bu sorudan sorumludur: Her şey ne yapılır ve hepsi nasıl birlikte tutar?

En küçük yapı taşları

Fizik basit şeyleri sever. Her şeyi çok özüne kadar ezmek istiyorlar, en temel yapı taşlarını buluyorlar. Bunu yüzlerce kimyasal element varlığında yapın, bu kadar kolay değildir. Atalarımız her şeyin beş elementten oluşduğuna inanıyorlardı - Dünya, Su, Ateş, Hava ve Eter. Beş yüz on sekizden çok daha kolay. Ve ayrıca yanlış. Kesinlikle etrafımızdaki dünyanın moleküllerden oluştuğunu ve moleküllerin atomlardan oluştuğunu biliyorsunuzdur. Kimyager Dmitry Mendeleev, 1860'larda öğrendi ve bugün okulda incelenen elementler tablosunda atomlar sundu. Ancak bu kimyasal elementler 118. Antimon, Arsenik, Alüminyum, Selenyum ... ve 114 daha fazlası.

1932'de, bilim adamları, tüm bu atomların sadece üç partikül - nötronlar, proton ve elektronlardan oluştuğunu biliyorlardı. Nötronlar ve protonlar, çekirdekte birbirleriyle yakından bağlantılıdır. Elektronlar, onlardan binlerce kez daha hafif, çekirdeğin etrafındaki ışığa yakın çevresinde daire. Fizik tahtası, Bor, Schrödinger, Heisenberg ve diğerleri, bu hareketi açıklamak için yeni bir bilim - kuantum mekaniği sundu.

Bu kalmak harika olurdu. Toplam üç parçacık. Beşten daha kolay. Ama nasıl birlikte tutuyorlar? Olumsuz yüklü elektronlar ve pozitif yüklü protonlar, elektromanyetizma ile birlikte bağlanır. Ancak protonlar çekirdeğe vurulur ve pozitif masrafları onları süpürmelidir. Nötr nötronlar bile yardımcı olmaz.

Bu protonları ve nötronları birlikte neler bağlar? "İlahi müdahale"? Ancak ilahi varlık bile, isteğini tutarken evrendeki 1080 proton ve nötronun her biri için sorunları sunar.

Parçacıkların hayvanat bahçesini genişletmek

Bu arada, doğa umutsuzca hayvanat bahçesinde sadece üç parçacık tutmayı reddediyor. Dört bile, çünkü Einstein tarafından tarif edilen ışık partikülünü, fotonunu dikkate almamız gerekiyor. Dört, Anderson elektronları pozitif bir şarjla ölçtüler - positronlar - dış mekandan çıkan pozitronlar. Şakayık tespit edildiğinde beş kişi, çekirdeği bir bütün olarak tuttuğunda ve öngörülen YUKOW.

Sonra Muon, 200 kez elektrondan daha ağır, ancak ikizinin geri kalanında ortaya çıktı. Bu yedi. O kadar basit değil.

1960'larda yüzlerce "temel" parçacık vardı. İyi organize edilmiş bir periyodik tablo yerine, sadece uzun baryon listeleri (protonlar ve nötronlar gibi ağır parçacıklar), mesonlar (Yukawa peonies gibi) ve leptonlar (elektron ve sarsıcı nötrino gibi hafif parçacıklar), herhangi bir organizasyon olmadan ve Cihazın ilkeleri.

Ve standart model bu önemsizde doğdu. İçgörü yoktu. Archimeda, "Eureka!" I ağlamaya sahip banyodan atlamadı. Hayır, 1960'ların ortalarında, birkaç akıllı insan, bu Bog'u ilk önce basit bir teoride ve daha sonra elli yıl deneysel doğrulama ve teorik gelişimini ortaya koyan önemli varsayımları ortaya koydu.

Kuark. Tatları aradığımız altı seçenek aldılar. Renklerde olduğu gibi, sadece çok lezzetli kokulu değil. Gül, zambaklar ve lavanta yerine, üst ve alt, garip ve büyülü, sevimli ve gerçek kuarkları var. 1964'te Gell-Mann ve Collegu bizi baryon elde etmek için üç litre karıştırmamızı öğretti. Proton iki üst ve bir alt kuarktır; Nötron - iki alt ve bir üst. Bir kuark ve bir antiquarian alın - Meson'u alın. Şakayık, üst veya alt antikanlıkla ilişkili üst veya alt kuarktır. Üst ve alt kuarklarla, antika ve elektronlarla uğraştığımız tüm madde.

Basitlik. Oldukça basit olmasa da, kuarkların bağlı olması kolay olmadığı için. Kendilerine çok sıkıca katılıyorlar, asla bir kuark veya antika dolaşmayı hiç bulamayacaksınız. Bu bağlantı teorisi ve içinde yer alan partiküller, yani gluons, kuantum kromodinamik olarak adlandırılır. Bu, standart modelin önemli bir parçasıdır, matematiksel olarak karmaşık ve hatta temel matematik için de güvenilmezdir. Fizikçiler hesaplamalar oluşturmak için mümkün olan her şeyi yapıyorlar, ancak bazen matematiksel cihaz iyi gelişmemiştir.

Standart modelin bir başka yönü "Lepton Model". Bu, 1967'deki en önemli makalenin adıdır, Stephen Weinberg tarafından yazılan Stephen Weinberg tarafından, hangi parçacıkların etkileşimde bulunduğunu ve bunları tek bir teoriye dönüştüren en önemli bilgiyi birleştiren. Elektromanyetizmi açtı, belirli radyoaktif bozulmalara yol açan bir "zayıf kuvvet" ile bağladı ve bunların aynı kuvvetin farklı tezahürleri olduğunu açıkladı. Bu model, bir temel parçacık kütlesi veren Higgs mekanizmasını içeriyordu.

O zamandan beri, standart model, çeşitli kuarkların ve W-ve Z-Bosons - ağır etkileşimlerde elektromanyetizmde foton ile aynı rolü gerçekleştirdiği, çeşitli kuarkların ve W ve Z-Bosons - ağır parçacıklarının keşfedilmesi de dahil olmak üzere, sonuçların sonuçlarını öngördü. Neutrinino'nun 1960'larda bir kitleye sahip olması olasılığı, ancak 1990'larda standart modeli birkaç on yıl sonra doğruladı.

2012 yılında Higgs Boson'un tespiti, uzun zamandır standart model ve uzun zamandır beklenen, yine de sürpriz tarafından tahmin edilmektedir. Ancak, standart modelin, ufukta parçacık fiziği için düzenli olarak bekleyen karanlık kuvvetler üzerindeki bir başka önemli zaferiydi. Fizik, standart modelin basit olan hakkındaki fikirlerine uygun olmadığını, matematiksel tutarsızlıktan endişe duyduklarını ve ayrıca denklemin içine yerçekimi sağlama fırsatı bulduklarını sevmiyorlar. Açıkçası, standart modelden sonra olabilecek farklı fizik teorilerine dökülür. Böylece Büyük Dernek, Supersymmetry, Technolor ve String Teorisi teorileri vardı.

Ne yazık ki, standart modelin ötesindeki teori, standart modelde başarılı deneysel onaylar ve ciddi çubuklar bulamadı. Elli yıl sonra, herkes teorisinin durumuna en yakın standart modeldir. İnanılmaz teori neredeyse her şey.

Günümüzde, standart model, tüm temel parçacıkların elektromanyetik, zayıf ve güçlü etkileşimini tanımlayan ilköğretim partiküllerinin fiziğindeki en önemli teorik yapılardan biridir. Bu teorinin temel hükümleri ve bileşenleri, Rus Bilimler Akademisi Mikhail Danilov'un ilgili bir üyesini, fizikçiyi açıklar.

1

Şimdi, deneysel verilere dayanarak, gözlemlediğimiz neredeyse tüm fenomenleri tanımlayan çok mükemmel bir teori oluşturuldu. Bu teori mütevazı "ilköğretim parçacıklarının standart modeli" olarak adlandırılır. Üç kuşak fermi var: Kuarklar, leptonlar. Bu, konuşmak için, yapı malzemesi. İlk nesilden, etrafımızda gördüğümüz tek şey inşa edildi. U ve D-Kuarkları, Elektron ve Elektron Nötrino'yu içerir. Protonlar ve nötronlar üç kuarktan oluşur: sırasıyla UUD ve UDD. Ancak, bir dereceye kadar birinci nesneyi tekrarlayan, ancak birinci neslin parçacıkları üzerinde ayrışıran iki kuşak kuark ve lepton daha vardır. Tüm parçacıkların karşıt şarjlara sahip antipartiküllere sahiptir.

2

Standart model üç etkileşim içerir. Elektromanyetik etkileşim, bir atom içindeki elektronları ve moleküllerin içindeki atomları tutar. Elektromanyetik etkileşim taşıyıcısı fotondur. Güçlü etkileşim, atom çekirdeğinin içindeki protonlara ve nötronlara sahiptir ve protonlar, nötronlar ve diğer hadronlardaki kuarklar (yani L. B. Okun, güçlü etkileşime dahil olan parçacıkları aramaya teklif edilir). Güçlü etkileşimde, kuarklar ve inşa edilmiş kameralarda, etkileşimin kendisinin karnacılarının yanı sıra - Gluons (İngilizce Tutkal - Gluons'tan). Hadronlar, bir proton ve nötron olarak veya kuark ve antixark'tan, U ve-D-D-Kuarklardan oluşan π ± meson olarak, üç kuarktan oluşur. Zayıf etkileşim, proton, elektron ve elektron antineutrinin için nötron bozulması gibi nadir çürümelere yol açar. Zayıf etkileşim taşıyıcıları w ve z-bosons'dur. Kuarklar ve leptonlar zayıf etkileşime katılır, ancak enerjilerimizde çok küçük. Bununla birlikte, bu, iki büyüklükte daha sert protonlar olan büyük bir W- ve Z-Bosons kütlesi açıklanmaktadır. Enerjilerde, W-ve Z-Bosons kütlesinden daha fazlası, elektromanyetik ve zayıf etkileşimin gücü karşılaştırılabilir hale gelir ve tek bir elektrowyavy etkileşimine birleştirilirler. Çok b ile olduğu varsayılmaktadır hakkındaderi enerjileri ve güçlü etkileşim geri kalanıyla birleşecektir. Elektrik ve güçlü etkileşimlerin yanı sıra, standart modele dahil olmayan hala yerçekimi etkileşimi var.

W, z-bosons

g - Glluions

H0 - Boson Higgs.

3

Standart model, yalnızca kütlesiz temel parçacıklar, yani kuarklar, leptonlar, W- ve Z-Bosons için formüle edilebilir. Bir kütle satın almaları için, HIGGS alanı genellikle bu mekanizmayı öneren bilim adamlarından biri tarafından adlandırılır. Bu durumda, standart modelde başka bir temel parçacık - Boson Higgs olmalıdır. Standart modelin ince bir binasında bu son tuğlayı araştırmak, dünyanın en büyük çarpışmasında aktif olarak yürütülür - Büyük Hello Collower (Tank). HIGGS Boson'un varlığı hakkında zaten 133 kütle protonunun kütlesi ile rehberlik edindi. Bununla birlikte, bu talimatların istatistiksel güvenilirliği hala yetersizdir. 2012 yılı sonuna kadar durumun daha net hale gelmesi bekleniyor.

4

Standart model, ilkel parçacıkların fiziğindeki hemen hemen tüm deneyleri mükemmel bir şekilde tanımlar, ancak çerçevelerin ötesine ayrılan fenomenler arayışı devam ediyor. Fizik Kirişleri ışını son ipucu, 2011 yılında Beklenmedik derecede büyük farklılıkların tankındaki LHCB denemesinde, sözde verilen mesonların özelliklerinde ve onların önleyici özelliklerine göre keşfedilmiştir. Ancak, görünüşe göre, böyle büyük bir fark bile çerçevede açıklanabilir. Öte yandan, 2011'de bir diğerinde, birkaç yıldır, cm'in onayını, egzotik hadıların varlığını öngörendir. Teorik ve Deneysel Fizik Enstitüsü (Moskova) ve Nükleer Fizik Enstitüsü (Novosibirsk) Uluslararası Deney Çerçevesinde (Novosibirsk), Belle, iki kuarktan ve iki antika alanından oluşan Hadron'u buldu. Büyük olasılıkla, bunlar TeoriMics ITEF M. B. Voloshin ve L. B. Okube tarafından tahmin edilen MESONS molekülleridir.

5

Standart modelin tüm başarılarına rağmen, birçok dezavantajı var. Teorinin serbest parametrelerinin sayısı 20'yi aşıyor ve hiyerarşilerin ortaya çıktığı yerde tamamen belirsiz. Neden T-Kuark kütlesi 100 bin kat daha fazla quark kitle? Neden Bağlantı Sabit T ve D-Kuarkları, ilk olarak, ITEF fizyelerinin aktif katılımında Argus'un uluslararası denemesinde, C-ve D-Quarks'ın bağlantı sabitinden 40 kat daha az mı? Bu konular için CM'ye bir cevap vermez. Son olarak, neden 3 kuşak kuark ve leptonlara ihtiyacınız var? Japon teorisyenleri M. Kobayashi ve T. Maskawa 1973'te, 3 kuşak kuarkların varlığının, madde özelliklerinin ve antimaddesindeki farkı açıklamayı mümkün kıldığını göstermiştir. M.Kobayashi ve T. Maskawa'nın hipotezi, BELLE ve BABAR deneylerinde fizikçilerin ITAF ve ITEF'den aktif katılımıyla sunulmuştur. 2008'de, M. Kobayashi ve T. Maskawa, Nobel Ödülü teorisi için verildi.

6

Standart model daha temel problemlere sahiptir. Şimdi bunun tamamlanmadığını biliyoruz. Astrofizik çalışmalardan, görülmeyen bir konu olduğu bilinmektedir. Bu sözde karanlık maddedir. Biz olduğumuz sıradan bir konudan yaklaşık 5 kat daha fazla. Belki de standart modelin ana dezavantajı, içinde iç kendine tutarlılığın yokluğudur. Örneğin, sanal parçacıkların değiş tokuşundan dolayı cm'den kaynaklanan HIGGS Boson'un doğal kütlesi, birçok büyüklük emri için gözlenen fenomenleri açıklamak için gereken kütleyi aşıyor. Çıktılardan biri, şu anda en popüler olan, süpersimetrinin hipotezidir - fermanlar ve bosonlar arasında simetri olduğu varsayımıdır. İlk defa bu fikir 1971'de ifade edildi. Yu. A. Golf ve E. P. Fiana'da ve şimdi çok büyük bir popülerliğe sahiptir.

7

Süper setmetrik parçacıkların varlığı, yalnızca cm davranışlarını dengelemenize de izin vermez, aynı zamanda karanlık madde rolü için çok doğal bir aday sağlar - en kolay süpersmetrik parçacık. Şu anda, bu teorinin güvenilir bir deneysel onayı olmasa da, çok güzel ve çok zarif, birçok insanın içine inandığı standart modelin sorunlarını çözmenizi sağlar. Tank aktif olarak supersimetrik parçacıklar ve diğer alternatifler görüyor. Örneğin, ek alan ölçümleri için aranır. Varsa, birçok sorun çözülebilir. Belki de yerçekimi nispeten uzun mesafelerde güçlü hale gelir, bu da büyük bir sürpriz olacaktır. Diğer, alternatif Higgs modelleri, temel parçacıklar için kütle mekanizmaları mümkündür. Standart modelin ötesinde efektler arayın, çok aktif olarak gerçekleştirilir, ancak bu kadar başarısızlıkla. Önümüzdeki yıllarda çok şey temizlenmelidir.

"Yetenekli ve insanların çalışmalarına adanmış olanların neden, neden göremeyen bu kadar küçük nesnelerin peşinde koşmaya hazır olduğunu soracağız. Aslında, insan merakı ve yaşadığımız dünyanın nasıl birinci sınıf fizikçilerin sınıfında nasıl düzenlendiğini öğrenme arzusu.

Hala kuantum mekaniğinden hala korkuyorsanız ve hala standart modelin ne olduğunu bilmiyorsanız - kedine hoş geldiniz. Yayınımda, kuantum dünyasının temellerini ve temel parçacıkların fiziğinin temellerini basitçe ve açıkça açıklayacağım. Fermiyonlar ve Bosons'un temel farklılıklarının ne olduğunu, neden böyle garip isimlere sahip olduğunu anlamaya çalışacağız ve nihayetinde herkes neden Boson Higgs bulmak istedi.

Ne yapacağız?

Peki, mikrodalga yolculuğumuz, zorunlu bir soru ile başlayacağız: Etrafımızdaki eşyalar nelerdir? Bir ev gibi dünyamız, özel bir şekilde bağlanan, sadece görünüm halinde değil, aynı zamanda özelliklerinde de yeni bir şey yaratan çeşitli küçük tuğlalardan oluşur. Aslında, onlara yakın görünüyorsanız, farklı blokların o kadar fazla olmadığını, yeni formlar ve fenomen oluşturan farklı şekillerde birbirleriyle birbirleriyle bağlandıklarını görebilirsiniz. Her blok, hikayemde tartışılacak bölünmez bir temel parçacıktır.

Örneğin, bir miktar madde alın, bizimle olmasına izin verin Periyodik MendeleV sisteminin ikinci elemanı, inert gaz, helyum. Evrendeki kalan maddeler gibi, helyum, atomlar arasındaki bağlar tarafından oluşturulduğu moleküllerden oluşur. Ancak bu durumda, bizim için helyum biraz özeldir, çünkü sadece bir atomdan oluşur.

Atom nedir?

Helyum atomu, sırayla, iki elektronun döndüğü, atomik çekirdeğin oluşturduğu iki nötron ve iki protondan oluşur. En ilginç olan şey, burada kesinlikle bozulmadığıdır. elektron.

Kuantum dünyasının ilginç anı

göre daha az İlköğretim parçasının kütlesi, daha Yer alır. Bu nedenle, protonun 2000 katından 11'den fazla olan elektronların atomun çekirdeğine kıyasla çok daha fazla boşluk bırakmasıdır.

Nötronlar ve protonlar sözde gruba aittir. bolluk (güçlü etkileşime maruz kalan parçacıklar) ve daha doğru bir şekilde, binionov.

Hadronlar gruplara ayrılabilir

• Üç kuarktan oluşan Barionov
• Bir çiftten oluşan mesonlar: AntipArle Parçacık

Nötron, isminden açık olarak nötr olarak şarj edilir ve iki alt litre ve bir üst kuarka ayrılabilir. Pozon, pozitif yüklü partikül, bir alt kuark ve iki üst litre bölünmüştür.

Evet, evet, şaka yapmıyorum, onlar gerçekten üst ve alt olarak adlandırılırlar. Üst ve alt kuark ve hatta bir elektronu açarsak, tüm evreni onlarla tanımlayabiliyoruz. Ancak bu ifade gerçeklerden çok uzak olacak.

Asıl sorun - parçacıklar bir şekilde birbirleriyle etkileşime girmelidir. Eğer dünya sadece bu üçlükten (nötron, proton ve elektrondan) oluşuyorsa, parçacıklar sonsuz alanın sonsuz alanları boyunca uçurulur ve hiçbir zaman Hadrons gibi daha büyük oluşumlara gitmeyecektir.

Fermiyonlar ve bosons

Uzun zamandır, bilim adamları standart model olarak adlandırılan ilköğretim parçacıklarının temsil edilmesinin uygun ve özlü bir formunu icat edildi. Tüm temel parçacıkların ayrıldığı ortaya çıktı fermuarlar, bunların tamamı ve boksörlerFermediler arasında çeşitli etkileşimler aktaran.

Bu gruplar arasındaki fark çok görsel. Gerçek şu ki, Kuantum Dünyası Kanunları kapsamında hayatta kalmak için fermanların bir miktar alan gerektirirken, meslektaşları - Bosons'lar birbirleriyle doğru yaşamak için sessizce trilyon olabilir.

Fermuarlar

Bir grup fermionov, zaten söylendiği gibi, etrafımızda görünür madde yaratır. Ne olursa olsun, nerede görmedik, fermions tarafından yaratıldı. Fermiyonlar bölünmüş kuark, Hadronlar gibi daha karmaşık parçacıklara iyi etkileşime girip kilitledi ve leptonsBu, arkadaşlarından bağımsız olarak uzayda var.

Kuark İki gruba ayrılırlar.

• Üst tip. Üst tipteki litreler tarafından, şarj +23 ile, aittir: Üst, Büyülü ve Gerçek Kuarkalar
• Alt tip. Alt tipteki kuarkları ile, şarj -13, aittir: alt, garip ve sevimli kuarklar

Doğru ve çok güzel olan en büyük kuarklar ve üst ve alt - en küçük. Neden kuarklar bu kadar sıradışı isimler verdi ve daha doğru konuşurken, "lezzetler", şimdiye kadar bilim adamları için anlaşmazlıkların konusu için.

Leptons Ayrıca iki gruba ayrılmıştır.

• "-1" yüküyle birinci grup, buna aittir: elektron, muon (daha ciddi parçacık) ve TAU parçacıkları (en büyük)
• İkinci grup, nötr bir şarjlı, şunları içerir: elektronik nötrino, muon nötrino ve tau-nötrino

Nötrinolar - neredeyse ayrılmak imkansız olan bir maddenin küçük bir parçacık vardır. Şarjı her zaman 0'a eşittir.

Sorun ortaya çıkıyor, fizikçileri, önceki kişilerle karşılaştırıldığında daha büyük olacağı birkaç nesil partikül bulmayacak. Cevaplamak zor, ancak teorisyenler lepton ve kuark kuşağının üç tarafından tükendiğine inanıyor.

Benzerlik bulamıyor musun? Ve kuarklar ve leptonlar, birim başına şarj yoluyla birbirinden farklı olan iki gruba ayrılır mı? Ama bu daha sonra ...

Boksörler

Onlar olmadan, fermiyonlar evrenin içinden sağlam bir akışla uçurur. Ancak bosons değişimi, fermiyonlar birbirlerini her türlü etkileşimi bilgilendirir. Bozonların kendileri birbirleriyle etkileşime girmezler.

Bosons tarafından iletilen etkileşim:

• Elektromanyetik, parçacıklar - fotonlar. Bu kütlesiz parçacıklarla ışık iletilir.
• Güçlü nükleer, parçacıklar - gluons. Yardımlarıyla, atomun çekirdeğinden quark ayrı parçacıklara parçalanmaz.
• Zayıf nükleer, Parçacıklar - W ve Z Bosons. Yardımlarıyla, fermantasyonlar ağırlık, enerji ile yankılanır ve birbirlerine dönüşebilir.
• Yerçekimsel , parçacıklar - gravitonlar. Mikroworld kuvvetinin ölçeğinde son derece zayıf. Sadece süpürgelik gövdelerde görünür hale gelir.

Yerçekimi etkileşimi hakkında bir rezervasyon.
Gravitonların varlığı deneysel olarak onaylandı. Sadece teorik versiyon biçiminde varlar. Standart modelde, çoğu durumda değerlendirilmezler.

Hepsi bu, standart model toplanır.

Sorunlar yeni başladı

Programdaki parçacıkların çok güzel gösterimine rağmen, iki soru kaldı. Parçacıkların kitlelerini ve ne olduğunu Higgs Bosonki diğer bosonlardan ayırt edilir.

Higgs Boson'u kullanma fikrini anlamak için, kuantum alan teorisine başvurmamız gerekir. Basit bir dilde, tüm dünyanın, tüm evrenin, en küçük parçacıklardan ve çeşitli alanlardan oluşmadığı tartışılabilir: Gluon, Quark, Elektronik, Elektromanyetik, vb. Bütün bu alanlarda, küçük salınımlar sürekli ortaya çıkıyor. Ancak, en güçlüleri ilköğretim parçacıkları olarak algılarız. Evet ve bu tez oldukça tartışmalıdır. Corpüsküler dalga dualizmi açısından, çeşitli durumlarda aynı mikromyr nesnesi, bir temel partikül olarak bir dalga gibi davranır, ancak sadece fiziğin işlemi nasıl gözlemleyeceğine bağlı olarak, durumu simüle etmek için daha uygun olduğuna bağlıdır.

Higgs alanı

Ortalama değeri sıfır için çalışmak istemeyen, bir HIGGS alanı olduğu ortaya çıktı. Sonuç olarak, bu alan evren boyunca kalıcı olmayan bir değer almaya çalışıyor. Alan, Boson Higgs'in göründüğü güçlü salınımların bir sonucu olarak, çoklu ve sürekli bir arka plandır.
Ve tam olarak Higgs alanı sayesinde, parçacıklar bir kütle ile dondurulur.
İlköğretim partikülünün kütlesi, HIGGS alanıyla ne kadar etkileşime girdiğine bağlıdır., sürekli olarak çırpınan.
Ve tam olarak Higgs Boson'u yüzünden ya da sahası nedeniyle, standart modelin pek çok benzeri parçacık grubuna sahiptir. HIGGS alanı, nötrino gibi birçok ek parçacıkları zorladı.

SONUÇLAR

Bana göre, standart modelin doğası en yüzeysel kavramı ve neden bir Higgs Boson'a ihtiyacımız olduğunu. Ruhun derinliklerinde hala bazı bilim adamları, 2012 yılında bulunan ve tanktaki Boson Higgs'e benzeyen parçacıkların sadece istatistiksel bir hata olduğunu umuyordu. Sonuçta, HIGGS alanı doğanın birçok güzellik simetrisini ihlal ediyor, fizikçilerin hesaplamalarını daha fazla kafa karıştırıcı yapıyor.
Bazıları, standart modelin son yıllarını kusurları nedeniyle yaşadığına inanıyorlar. Ancak deneysel olarak kanıtlanmıştır ve ilköğretim parçacıklarının standart modeli, insan düşüncesinin aktif bir büyüklüğü olmaya devam etmektedir.

İlköğretim parçacıklarının standart modeli, 20. yüzyılın ikinci yarısının en büyük fiziğinin en büyük başarısı olarak kabul edilir. Ama bunun ötesinde ne yatıyor?

Kalibrasyon simetrisine dayanan ilköğretim parçacıklarının standart modeli (cm), Murray Gell-Manna, Sheldon Glashow, Stephen Weinberg, Abdus Sorama ve Parlak Bilim İnsanlarının tüm PLeyada'nın muhteşem yaratılmasıdır. Modern hızlandırıcılarda çalışılabilecek yaklaşık 10-17 m (% 1 proton çapı) mesafelerinde kuarklar ve leptonlar arasındaki etkileşimleri mükemmel bir şekilde açıklar. Bununla birlikte, 10-18 m mesafelerde paraya yatırmaya başlar ve daha da fazlası, 10-35 m'de çekilmiş bir köle ölçeğine doğru ilerleme sağlamaz.

Tüm temel etkileşimlerin kuantum birliğinde birleştiğine inanılıyor. Bir değişiklik için, en son ve final olmaması muhtemel olan daha eksiksiz bir teori görün. Bilim adamları standart modelin yerini almaya çalışıyorlar. Birçoğu, temeli gören simetriler listesini genişleterek yeni teorinin inşa edileceğine inanıyor. Bu görevi çözmek için en umut verici yaklaşımlardan biri, sadece cm sorunları ile bağlantılı olarak değil, yaratılmadan önce bile atıldı.

Fermi Dirac istatistiklerine tabi parçacıklar (yarı serüvenli fermiyonlar) ve BOSE Einstein (bütün bir dönüşe sahip bosons). Enerji iyi olarak, tüm bosons aynı düşük enerji seviyesini kaplayabilir, kondensat bose einstein oluşturur. Fermiyonlar Pauli üzerindeki yasaklama ilkesine tabidir ve bu nedenle aynı kuantum sayısına sahip iki parçacık (özellikle, tek yönlü dönüşler) bir tane ve aynı enerji seviyesini işgal edemez.

Karşıtların karışımı

1960'ların sonlarında, Kıdemli Araştırmacı olan Jüri Golf ve Kıdemli Araştırmacı olan Kıdemli Araştırmacı, yüksek lisans öğrencisi Evgeny Lichtman'ı, özel görelilik teorisinin (Minkowski Space) 'nin dört boyutlu uzay-zamanın simetrisini tanımlamak için kullanılan matematiksel aparatı özetlemek için sundu.

Likhtman, bu simetrilerin kuantum alanlarının iç simetrileri ile sıfır olmayan spinlerle birleştirilebileceğini buldu. Aynı zamanda, aileler (multipller) oluşur, parçacıkları aynı kütleyle birleştirerek, bir bütün ve yarım heer (aksi takdirde, bosons ve fermansif). Hem yeni hem de anlaşılmazdı, çünkü bunlar ve diğerleri farklı kuantum istatistiklerine uyuyorlardı. Bosons aynı durumda biriktirebilir ve fermiyonlar Pauli prensibini takip eder, kesinlikle bu tür eşyalarını bile yasaklamaktadır. Bu nedenle, Boson-fermion multipllerinin ortaya çıkması, gerçek fiziğe bağlı olmayan matematiksel egzotik gibi görünüyordu. Bu yüzden Fian'da algılandı. Daha sonra, "anılarında", Andrei Sakharov, Bosons ve Fermions'ın birleşmesini harika bir fikir çağırdı, ama o zaman onun için ilginç görünmüyordu.

Standartın dışında

Sınırlar cm nerede? "Standart model, yüksek enerjili hızlandırıcılarda elde edilen hemen hemen tüm verilerle tutarlıdır. - Nükleer Araştırma Enstitüsü Ras Sergei Troitsky'nin önde gelen araştırmacısını açıklar. - Bununla birlikte, çerçevesinde, deney sonuçları tam olarak istiflenmemiş, iki tip nötrino tipinde kütlenin varlığını gösterir ve belki de üçü de. Bu gerçek, cm'in genişlemesi gerektiği anlamına gelir ve hangisi kimsenin gerçekten bilmediği anlamına gelir. Astrofizik veriler tamamlanmayı gösterir. Karanlık madde ve BT, evrenin kütlesinin daha beşinci bir kısmını oluşturur, bakıma uymayan ağır parçacıklardan oluşur. Bu arada, bu konu karanlık olarak adlandırılması daha doğru olacaktır, ancak şeffaf, çünkü sadece ışığı yaymaz, ancak emmez. Ek olarak, cm, gözlenen evrendeki neredeyse tam antimatter yokluğunu açıklamaz. "
Estetik düzenin itirazları da vardır. Sergey Troitsky notları olarak cm oldukça çirkin düzenlenmiştir. Deney tarafından belirlenen 19 sayısal parametre içerir ve sağduyu açısından çok egzotik değerler alır. Örneğin, temel parçacıkların kütlesi için sorumluluk taşıyan Higgs'in vakum orta alanı 240 GEV'dir. Bu parametrenin neden, yerçekimi etkileşimini belirleyen parametreden 1017 kat daha az olduğu açık değildir. Bu oranı bazı genel ilkelerden belirleme fırsatı sağlayacak daha eksiksiz bir teori elde etmek istiyorum.
SM, protonların ve nötronların oluşturulduğu en kolay kuarkların kütleleri ile 170 GEV'su aşan bir üst kuark kütlesi arasındaki büyük farkı açıklamaz (diğerlerinde, neredeyse 10 olan U-Quark'tan farklı değildir) bin kat daha kolay). Nerede bu kadar çeşitli kitlelerle aynı parçacıklar gibi görünüyor, açık değil.

1971'deki Likhtman tezini savundu ve daha sonra seriye gitti ve neredeyse terkedilmiş teorefis. Golf ve devletleri azaltmak için Fian'dan kovuldu ve uzun zamandır iş bulamadı. Bununla birlikte, Ukrayna Fiziko-Teknik Enstitüsü Dmitry Volkov ve Vladimir Akulov'un çalışanları da bosons ve fermiyonlar arasında simetri açtı ve nötrinoları tanımlamak için bile faydalandı. DOĞRU, MUSCOVITES'in Defabı Never, Kharkiv'i bulamadı. Sadece 1989'da Golf ve Lichtman, SSCB Bilimler Ödülü'nü, I.E'den sonra adlandırılan teorik fizyelerde aldı. Tamma. 2009 yılında Vladimir Akulov (şimdi New York City Üniversitesi Teknik Koleji'nde fizik öğretiyor) ve Dmitry Volkov (ölümcül olarak) Bilimsel Araştırma için Ukrayna'nın ulusal ödülü verildi.

Standart modelin ilköğretim parçacıkları, istatistik türüne göre bosons ve fermiyonlara ayrılır. Kompozit parçacıklar - Hadronlar - Bose-Einstein istatistiklerine (bu akrabalar, mesonlar, inekler, peonies) veya FERMI DIRAC istatistikleri (baryon - protonlar, nötronlar) itaat edebilir.

Supersymmetry'nin Doğuşu

Batı'da, Boson ve Fermion devletlerinin karışımları ilk önce ortaya çıkan bir teoride ortaya çıktı, temel parçacıkları nokta nesneleri değil, tek boyutlu kuantum dizelerinin titreşimlerine göre ortaya çıktı.

1971'de, Boson tipinin her titreşiminin bir çift fermiyon titreşimi ile birleştirildiği bir model inşa edilmiştir. Doğru, bu model, dört boyutlu Minkowski alanında çalışmadı, ancak dize teorilerinin iki boyutlu uzay-zamanında. Bununla birlikte, 1973'te, Avusturyalı Julius Vesz ve İtalyan Bruno'nun Zumino'yu CERN (ve bir yıl sonra bir yıl sonra bir makale yayınladı) bir boson ve bir fermion ile dört boyutlu bir suymetrik model hakkında bildirildi. İlköğretim parçacıkları için talep etmedi, ancak süpersimetrinin görsel ve son derece fiziksel bir örnekte olanaklarını gösterdi. Yakında aynı bilim adamları, onlar tarafından tespit edilen simetrinin, Golf ve Lichtman'ın simetrisinin genişletilmiş bir versiyonu olduğunu kanıtlarlar. Bu yüzden üç yıl boyunca, Minkowski'nin uzayındaki süpersimetrinin birbirinden bağımsız olarak üç çift fizikçi açıldığı ortaya çıktı.

Vesse ve Zumino'nun sonuçları, teorilerin gelişmesini Boson-fermanlı karışımlarla itti. Bu teoriler, kalibrasyon simetrilerini uzay-zaman simetrileri ile bağlar, süper -alibrasyon denirdiler ve ardından süpersimetrik. Hiçbiri henüz açılmayan bir parçacık kümesinin varlığını tahmin ediyorlar. Yani gerçek dünyanın süpersimetrisi hala varsayımsaldır. Fakat yoksa bile, sıkı olamaz, aksi takdirde elektronlar, kolayca bulunabilecek aynı kitle ile bosonik rasyonları şarj ederdi. Bilinen parçacıkların süpersimetrik ortaklarının son derece büyük olduğunu varsaymak istiyor ve bu sadece süpersimetri ihlal edildiğinde mümkün.

Supersimetrik ideoloji 1970'lerin ortalarında yürürlüğe girdi, standart model zaten var. Doğal olarak, fizikçiler süpersimetrik genişlemelerini, başka bir deyişle, bosons ve fermantasyonlar arasında simetri tanıtmaya başlamaya başladı. Supersimetrik CM'nin asgari (minimal süpersimetrik standart model, MSSM) olarak adlandırılan ilk gerçekçi versiyonu, 1981'de Howard Georgie ve Savas Dimopoulos tarafından önerildi. Aslında, bu, tüm simetrilerle aynı standart modeldir, ancak döndüren her bir partiküle eklenen her bir partağı ½, - Boson'a Fermion ve Fermion'a Boson'a eklenmiştir.

Bu nedenle, tüm etkileşimler cm yerinde kalır, ancak yeni parçacıkların eski ve birbirleriyle etkileşimlerle zenginleştirilmiştir. Daha sonra görmek için daha karmaşık süpersimetrik versiyonlar vardı. Hepsi aynı ortakların zaten bilinen parçacıklarını karşılaştırır, ancak farklı şekillerde süpersimetri ihlallerini açıklar.

Parçacıklar ve süper kılıflar

Fermion destekçilerinin isimleri Celectron Celectron, Chumong kullanılarak inşa edilmiştir. SuperParters Bosons, "IO" sonuna kadar ele geçirilir: foton - foton, gluon - Gluin, Z-Boson - Zino, W-Boson - Wine, Boson Higgs - Higgsino.

Herhangi bir partikülün süper sahasının dönüşü (Higgs Boson hariç) her zaman kendi dönüşünden daha azdır. Sonuç olarak, elektron, kuarklar ve diğer fermiyonlar (doğal olarak ve bunların partikülleri) ortakları sıfır dönüşe sahiptir ve fotonun ortakları ve vektör bosonsları tek bir geri - yarısı ile. Bu, parçacık devletlerinin sayısının daha büyük olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, eklemenin katılımına değiştirilmesi, aşırı süper beyazların görünümüne yol açacaktır.

Sol, ilköğretim parçacıklarının standart bir modeldir (cm): fermiyonlar (kuarklar, leptonlar) ve bosons (etkileşim taşıyıcıları). Sağ tarafta - asgari süpersimetrik standart modelde, MSSM: Bosons (silecekler, Sandtones) ve fermiyonlar (SuperParter etkileşimi Porter). Beş Higgs Bosons (şemada bir mavi sembolle işaretlenmiştir) ayrıca süperpart azarları var - ilk beş HIGGSINO.

Örneğin bir elektron yapın. İki eyalette olabilir - bir dönüşte, diğerlerinde, antipahal olarak dürtüye paralel olarak yönlendirilir. Bakış açısından, bu farklı parçacıkları görün, çünkü zayıf etkileşimlere eşit derecede eşit değillerdir. Tek bir dönüş ve sıfır olmayan bir kütleye sahip bir parçacık üç farklı durumda olabilir (fizikçiler, üç dereceli serbestliğe sahiptir) ve bu nedenle elektronun ortakları için uygun değildir. Tek çıkış, elektronun her birine sıfır spin ile bir süperparter tarafından birleştirilecek ve bu seçicileri çeşitli parçacıklarla düşünün.

SuperParter Bosons Standart modeller birkaç kurnazlık ortaya çıkar. Fotonun kütlesi sıfır olduğundan, o zaman üç olmadı, ancak iki özgürlük derecesi. Bu nedenle, sorunsuz, bir elektron gibi, iki dereceli özgürlüğe sahip olan yarım dönüşlü bir süper paranın olduğu ile karşılaştırılır. Aynı şemada, gluino oluşur. Higgs ile durum daha karmaşık. MSSM'de, SuperPartnerners'ın dördünde - iki nötr ve iki farklı şarjlı Higgsino'ya karşılık gelen iki çift HIGGS bosons'u vardır. Nötraller fotinolar ve zino ile farklı şekillerde karıştırılır ve fiziksel olarak gözlenen dört fiziksel olarak gözlemlenen parçacıkları genel olarak nötralino ile oluşturur. Chardzhino adlı Rus kulağı için garip olan benzer karışımlar (İngilizce - Chargino'da) pozitif ve olumsuz W-Boşsonlar ve yüklü çirkin çiftlerin denetçilerini oluşturur.

SuperPartines Nötrino'lu durumun kendi özellikleri vardır. Bu parçacıkın kütlesi yoksa, dönüşü her zaman dürtüsün karşısında yönlendirilir. Bu nedenle, kitlesel direkli nötrinoların tek bir skaler ortağı olması beklenebilir. Ancak, gerçek nötrinolar hala kütlesiz değildir. Paralel bakliyat ve dönüşlerle nötrinoların da olması mümkündür, ancak çok zordurlar ve henüz bulunamamıştır. Bu doğruysa, her türlü nötrino çeşitleri SuperPartner'a karşılık gelir.

Michigan Üniversitesi Fizik Profesörü Gordon Kane, Dedin, En Evrensel Engellenmiş Supersmmetry Mekanizması ile ilişkilidir.

Bununla birlikte, süper kılıf kütlesine katkısının büyüklüğü henüz netleştirilmemiştir, ancak teorisyenlerin değerlendirmeleri çelişkilidir. Ek olarak, tek kişi olması muhtemel değildir. Böylece, en az-minimum süpersimetrik standart model, NMSSM, süper kılıf kütlesine katkıda bulunan iki Higgs Bosons'u tanıtıyor (ve ayrıca nötralinonun sayısını dört ila beş) arttırır. Böyle bir durum, Kane notları, supersimetrik teorilerde belirtilen parametrelerin sayısını keskin bir şekilde çarpar.

Standart modelin asgari genişlemesi bile yaklaşık yüz ek parametre gerektirir. Bu, tüm bu teoriler birçok yeni parçacık tanıtıldığından beri şaşırmaz. Daha eksiksiz ve kararlaştırılan modeller göründüğü için, parametre sayısı düşmelidir. Büyük bir Hadron Collider'ın superchast'larını yakaladığında, yeni modeller kendilerini bekletmez.

Parçacıkların hiyerarşisi

Supersimetrik teoriler, standart modelin bir dizi zayıf yerleri ortadan kaldırmanıza izin verir. Profesör Kane, hiyerarşinin sorunu olarak adlandırılan Higgs Boson ile ilişkili bir bilmeceyi işaretler..

Bu partikül, Lepton ve Quarks ile etkileşim sırasında bir kütle kazanır (tıpkı HIGGS alanıyla etkileşime girerken kitleleri edindikleri gibi). Bu partiküllerden cm birikintileri, sonsuz toplamlarla ayrılan sıralarla temsil edilir. Doğru, bosons ve fermiyonların katkıları farklı işaretler ve prensipte neredeyse birbirlerini tamamen ödeyebilir. Bununla birlikte, böyle bir geri ödeme pratik olarak ideal olmalıdır, çünkü şimdi bilindiği gibi HIGGS kitlesi, sadece 125 GEV eşittir. İmkansız değil, ama son derece olası değildir.

Supersimetrik teoriler için, korkunç bir şey yoktur. Doğru bir süpersimetrilik ile, geleneksel parçacıkların katkıları ve onların üstünlükleri birbirlerini tamamen telafi etmelidir. Süpersimetri kırıldığından, tazminat eksik olduğu ortaya çıktı ve Higgs Boson'un finalini ve en önemlisi hesaplanan kütleyi satın aldı. SuperPartner kütleleri çok yüksek değilse, gerçekliğe karşılık gelen bir veya iki yüz GEV tarafından ölçülmelidir. Kane vurguladığında, fizikçiler tam olarak hiyerarşinin problemini çözdüğü zaman, tam olarak supersimetri hakkında ciddi hale geldiler.

Bu konuda süpersimetri yetenekleri yoktur. Cm'den, çok yüksek enerjiler, şiddetli, zayıf ve elektromanyetik etkileşimlerin bölgesinde, aynı kuvveti olsa da, ancak asla birleştirmelerine rağmen anlamına gelir. Ve supersimetrik modellerde, yaklaşık 1016 GEV'nin enerjilerinde, böyle bir sendika gerçekleşir ve çok doğal görünüyor. Bu modeller ayrıca karanlık madde sorunu çözmeyi de sunar. Çürükler sırasında süper kılıflar hem süper kılıfları hem de sıradan partiküller üretiyor - doğal olarak, daha az kütle. Bununla birlikte, Supersymmetry, CM'den farklı olarak, mutluluğumuzun gerçekten olmadığı protonun hızlı bir şekilde bozulmasına izin verir.

Proton ve onunla birlikte etrafımızdaki tüm dünya tasarrufu sağlayabilir, süper kılıfların katılımıyla süreçlerde, bir kuantum r-paritesi, konvansiyonel parçacıklar için birine eşit olan kuantum sayısı korunur ve SuperPart Maiters için - eksi . Bu durumda, en kolay süper kılıf tamamen kararlı olmalıdır (ve elektriksel olarak nötr). Tanım gereği süper kılıflarla doldurulamaz ve R-paritesinin korunması, parçacıklar üzerinde çürümeyi yasaklamaktadır. Karanlık madde, tam olarak geniş patlamayı takip eden ve karşılıklı imha etmeyi önleyen bu tür partiküllerden tam olarak oluşabilir.

Deney bekliyorum

"Kısa bir süre önce Higgs Boson'un M-teorisi temelinde (string teorisinin en gelişmiş sürümü), kitlesi sadece yüzde iki hata ile tahmin edildi! - Doupessor Kane diyor. - Seçici, yetim ve DVAR'ların kütleleri de, modern hızlandırıcılar için çok büyük olan - yaklaşık birkaç on TEV. Denetçiler foton, gluons ve diğer kalibrasyon bosons çok daha kolaydır ve bu nedenle onları tankta bulma şansı var. "

Tabii ki, bu hesaplamaların doğruluğu garanti edilmez: M-teorisi hassas bir konudur. Ve yine de, hızlandırıcılar üzerindeki süper kılıfların izlerini tespit etmek mümkün mü? "Büyük süper kılıflar doğumdan hemen sonra bozulmalı. Bu çürükler, geleneksel parçacıkların bozulmasının arka planı karşısında meydana gelir ve Dubna Dmitry Kazaklarında Jinr Teorik Fiziğinin Laboratuvarının Baş Bilimsel Memurunu açıklamaktadır. - Süper Spearmen'in kendisini eşsiz bir yol gösterdiyse mükemmel olurdu, bu da herhangi bir şeyi karıştırmak imkansız, ancak teori tahmin etmez.

Birçok farklı işlemi analiz etmek ve standart modelle tam olarak açıklanmayanları araştırmak gerekir. Bu aramalar henüz başarı ile taçlandırılmamış, ancak süperpartinlerin kitlelerinde zaten kısıtlamalarımız var. Güçlü etkileşime katılanların, en az 1 TEV'yi çekmeli, diğer süper ekonomiklerin kitleleri düzinelerce ve yüzlerce GEV arasında değişebilir.

Kasım 2012'de Kyoto Sempozyumu'nda, tank üzerindeki deneylerin sonuçları, ilk kez Muon ve Antimuon'daki BS-Meson'un çok nadir bir dağılımı, ilk kez tam olarak kaydedildi. Olasılık, yaklaşık üç milyar, bu öngörüyle iyi uyumludur, bkz. Bu çürüğün beklenen olasılığı, MSSM'nin temelinde hesaplanan, birkaç kez daha olabilir, birisi süpersimetri sonu ile karar verdi.

Bununla birlikte, bu olasılık, hem büyük hem de küçük katkılara nihai sonucuna verilebilecek birkaç bilinmeyen parametreye bağlıdır, hala net değildir. Bu nedenle, korkunç bir şey olmadı ve MSSM'nin ölümü hakkında söylentiler büyük ölçüde abartılı. Ancak bu kadar yenilemez olduğundan bile izlemiyor. Tank tam kapasitede çalışmıyor, protonların gücü 14 TEV'ye kadar getirildiğinde sadece iki yılda serbest bırakılacak. Ve şimdi süper kılıfların tezahürü yoksa, MSSM'nin doğal bir ölümle ölmesi muhtemeldir ve yeni SuyMetric modellerinin zamanı gelecektir.

RISSMAN VE SUPERGRAVITY

MSSM oluşturmadan önce bile, SuyMetri yerçekimi ile birleştirildi. Bosons ve Fermions'ı bağlayan dönüşümlerin tekrarlanan kullanımı, bir parçacıkları uzay-zaman içinde hareket ettirir. Bu, Supersymmetri'yi ve genel görelilik teorisine göre, yerçekimin nedeni olduğu uzamsal-zamansal metrikin deformasyonunu ilişkilendirmenize olanak sağlar. Fizikçiler bunu anladığında, denetlemelerden süpersimetrik genellemeler oluşturmaya başladılar. Bu teorik fizik alanı şimdi aktif olarak gelişiyor.
Aynı zamanda, süpersimetrik teorilerin, Alman Mathematic Alman Gunter Grassman tarafından XIX yüzyılda icat edilmiş egzotik sayılara ihtiyaç duyduğu ortaya çıktı. Sıradan olarak katlanabilir ve düşülebilirler, ancak bu tür sayıların ürünü, faktörlere izin verilirken (bu nedenle, kare ve genel olarak, herhangi bir çember numarası sıfırdır) işaretini değiştirir. Doğal olarak, bu sayılardaki fonksiyonlar, standart matematiksel analiz kurallarına göre farklılaşamaz ve entegre edilemez, tamamen farklı teknikler gereklidir. Ve neyse ki süpersmetrik teoriler için, zaten bulundu. 1960'larda yeni bir yön yaratan MSU Felix Berezin'den olağanüstü Sovyet matematikçilerinde geldi - Supermaatics.

Ancak, tank ile ilişkili olmayan başka bir strateji var. Şimdiye kadar, LEP elektron-positron collower CERN'de çalıştı, çürükleri daha iyi süperpartinler üretmeli olan en kolay yüklü süper kılıfları arıyordu. Bu selefin parçacıklarının kaydolması daha kolaydır, çünkü bunlar tahsil edilirler ve en hafif SuperPartner nötr. LEP deneyleri, bu tür parçacıkların kütlesinin 104 GEV'yi geçmediğini gösterdi. Çok fazla değil, ancak yüksek arka plan nedeniyle tank üzerinde tespit etmek zor. Bu nedenle, inşaat hareketi şimdi süper güç elektron-positron çarpıştırıcısını aramaya başladı. Ancak bu çok pahalı bir araç, kısa sürede kesinlikle inşa edilemez. "

Kapatma ve açılış

Bununla birlikte, Minnesota Üniversitesi'nin teorik fiziği profesörüne göre, Mikhail Shifman, Higgs Boson'un ölçülen kütlesi MSSM için çok büyük ve bu model büyük olasılıkla zaten kapalıdır:

"Doğru, onları çeşitli eklentilerin yardımıyla kurtarmaya çalışıyor, ancak küçük başarı şansına sahip oldukları çok etkilenemez. Diğer uzantıların çalışması mümkündür, ancak ne zaman ve hala bilinmemektedir. Ancak bu soru saf bilimin ötesine geçiyor. Yüksek enerjili fiziğin mevcut finansmanı, tankta gerçekten yeni bir şey bulma umuduyla devam ediyor. Bu olmazsa, finansman kesilecekse, bu bilimin gelişemeyeceği, yeni bir nesilin hızlandırıcıları inşa etmek için yeterli değil. " Yani süpersimetrik teoriler hala umutlar verir, ancak deneycilerin kararı beklemeyecektir.