I fysikk, hva er Avsette?

January 23  by Eliza

I sammenheng med fysikk, er sekvestrerende en foreslått midler som enkelte partikler og krefter kan avgrenses til ekstra dimensjoner, forebygge eller minimere deres interaksjon med partikler og krefter som utgjør Standardmodellen. Ideen, som har særlig relevans for strengteori, M-teori og supersymmetri (SUSY), ble utviklet av de teoretiske fysikere Lisa Randall og Raman Sundrum. Kan løse sekvestrerende noen store problemer i partikkelfysikk. Spesielt har den en løsning på det som er kjent som "hierarki problemet" gjennom brytning av supersymmetri, og samtidig unngå annet problem kjent som "smaken brudd".

Fysikere har lenge søkt en Grand Unified Theory (GUT) som forener de fire naturkreftene - den elektromagnetiske kraften, de sterke og svake kjernefysiske styrker, og tyngdekraften - samt forklare egenskapene til alle elementærpartikler. Det store problemet at en slik teori må ta opp er det tilsynelatende uforenlige generelle relativitets med kvanteteorien og Standardmodellen. Strengteori, der de mest grunnleggende enheter av saken, slik som elektroner og kvarker, anses som svært små, endimensjonale, streng-lignende enheter, er ett forsøk på en slik teori. Dette har blitt utviklet til M-teori, der strengene kan forlenges i to og tre-dimensjonale "braner" flytende i en høyere dimensjonale rommet, kjent som "bulk".

I tillegg til problemene som er involvert i å bringe tyngdekraften inn i bildet, det er et problem med Standardmodellen selv, kjent som hierarkiet problem. For å si det enkelt, sentre hierarkiet problem på hvorfor gravitasjonskraft er enormt svakere enn de andre naturkreftene, men det innebærer også predikerte verdier for massene av noen hypotetiske kraftbærende partikler som skiller seg enormt fra hverandre. En hypotetisk partikkel særlig Higgs partikkel, er spådd å være relativt lett, mens det ser ut til at Quantum bidrag fra virtuelle partikler må gjøre det enormt mer massiv, i hvert fall uten en ekstraordinær grad av finjustering. Dette anses som svært usannsynlig av de fleste fysikere, så noen underliggende prinsippet er søkt å forklare forskjellene.

Teorien om supersymmetri (SUSY) gir en mulig forklaring. Dette sier at for hver fermion - eller materie dannende partikkel - det er et boson - eller kraft bærende partikkelen - ". Superpartner" og vice-versa, slik at hver partikkel i Standardmodellen har en supersymmetrical partner eller Siden disse superpartners har ikke blitt observert, betyr det at symmetri er brutt, og at supersymmetri bare finnes ved svært høye energier. I henhold til denne teorien, er hierarkiet problemet løst ved det faktum at massen bidragene fra de virtuelle partikler og deres superpartners kansellere ut, fjerne de tilsynelatende avvik i Standardmodellen. Det er imidlertid et problem med supersymmetri.

Grunnleggende materie danner partikler som kvarker kommer i tre generasjoner eller "smaker", med ulike massene. Når supersymmetri er brutt, ser det ut til at en hel rekke interaksjoner kan forekomme, noe som ville endre smaken av disse partiklene. Siden disse interaksjoner ikke er observert eksperimentelt, må noen teori om supersymmetri bryte en eller annen måte har en mekanisme som hindrer det som er kjent som smaks brudd.

Det er her sekvestrerende kommer inn. Retur til konseptet med tredimensjonale braner flytende i en høyere dimensjonal bulk, er det mulig å avsondre supersymmetri brudd til en separat brane fra at der partiklene og kreftene Standardmodellen bor. Den supersymmetri bryte effektene kan bli kommunisert til Standardmodellen brane av kraftbærende partikler som er i stand til å bevege seg innenfor bulk, men ellers ville Standardmodellen partikler oppfører seg på samme måte som i ubrutt supersymmetri. Partikler i bulk som kan samhandle med både symmetri-breaking brane og Standardmodellen brane ville bestemme hva interaksjoner kan forekomme, og kan utelukke smaken skiftende interaksjoner vi ikke observere. Teorien fungerer godt hvis graviton - hypotetisk tyngdekraften bærende partikkelen - spiller denne rollen.

I motsetning til mange andre ideer knyttet til strengteori og M-teori, synes det mulig å teste sequestered supersymmetri. Det gjør spådommer for massene av superpartners av bosoner - force bærende partikler - som er innenfor rekkevidden av energier oppnåelig ved Large Hadron Collider (LHC). Hvis disse partiklene blir observert av LHC, kan deres masser tilpasses det som er spådd. Som i 2011, men eksperimenter ved LHC har ikke klart å oppdage disse superpartners på energiene som de var forventet å dukke opp, et resultat som ser ut til å utelukke den enkleste versjonen av SUSY, men ikke noen mer kompliserte versjoner. Selv om SUSY er påvist feil, kan ideen om sequestering fortsatt ha nyttige programmer med hensyn til andre problemer og mysterier i fysikk.