首页 | 联合会专区 | 会员专区 | 资讯中心 | 供求专区 | 人才 | 微博 | 物流信息化 | 物流装备 | 企业

首 页
|
www.7326.com
|
www.9e.com
|
www.xingji.com
|

它们被归为一类被称为超对称的思惟

时间:2019-09-13    

  当然,这不是第一次寻找长命粒子,但它是最全面的一次,几乎利用了大型强子对撞机(Large Hadron Collider)尝试记实的全数分量。成果是:什么都没有。零。无价值之物。没有什么成果。没有任何长命粒子的迹象。这能否意味着这个设法也失败了?不完满是,只是正在勉强过活。正在我们实正捕获长命粒子之前,可能还需要特地设想的另一代尝试来捕获长命粒子。或者,更令人沮丧的是,它们底子不存正在。这就意味着这些粒子(以及它们的超对称伙伴)现实上只是狂热的物理学家们凭梦想象出来的鬼魂,而我们实正需要的是一个全新框架来处理现代物理学中一些凸起的问题。

  博科园-科学科普:倒霉的是,很多注释这一伟大超对称理论的次要合作者,近年来要么被解除正在外,要么遭到严酷。然而,仍然有一个概念能够注释尺度模子没有涵盖的奥秘部门:长命的超对称粒子,有时简称sparticles。但令人沮丧的是,比来对这些奇异粒子的研究却一无所得。到目前为止,最风行的一组理论冲破了当前尺度模子的边界,它们被归为一类被称为超对称的思惟。正在这些模子中,天然界中粒子的两个次要阵营(“玻色子”,如我们所熟悉的光子;而“费米子”——好比电子、夸克和中微子——现实上有一种奇异的“兄弟”关系“。每个玻色子正在费米子世界里都有一个伴子,同样的,每个费米子也有一个本人的玻色子伴侣。

  颁发正在《arXiv》上颁发的一篇最新论文中,大型强子对撞机(Large Hadron Collider,大型强子对撞机)上的ATLAS(环形强子对撞机设备的缩写)团队演讲了一项对这种长命粒子的研究。正在目前尝试设置下,他们不克不及搜刮每一个可能的长命粒子,可是他们可以或许搜刮质量是质子5到400倍的中性粒子。阿特拉斯团队搜索的不是探测器核心的长命粒子,而是探测器边缘的长命粒子,如许一来,这些长命粒子就能够正在任何处所挪动,从几厘米到几米不等。从人类的尺度来看,这似乎并不遥远,但对于质量庞大的根基粒子来说,它就像是已知的边缘。

  冰立方尝试地面设备位于南极洲快要1英里(1.6公里)的冰层之下,冰立方表白鬼魂中微子不存正在,但一项新的尝试表白它们存正在。图片:Courtesy of IceCube Neutrino Observatory凡是正在粒子物理学范畴,质量越大,就越不不变,越快地衰变成更简单,更轻的粒子。工作就是如许。因为伙伴粒子都被认为是沉的(不然,我们现正在就能看到它们了),估计它们会敏捷衰变成可能认识的其他物质簇,然后就会响应地建制探测器。可是若是伴粒子的寿命很长呢?若是,通过一些奇异的物理现象(给理论学家几个小时的时间来思虑,会想出脚够多的奇异现象来让它发生),这些粒子正在尽职尽责地衰变成不那么奇异的工具之前,设法逃脱了探测器的,那该怎样办?正在这种环境下,搜刮成果会是完全空的,仅仅是由于我们找得不敷远。并且,探测器并不是为了可以或许间接寻找这些长命粒子而设想的。

  世界上最大的粒子加快器,大型强子对撞机,正在法国和的鸿沟下构成了一个17英里(27公里)长的环。图片:Maximilien Brice/CERN这些合做伙伴(或者用粒子物理学中令人迷惑的术语——“超等合做伙伴”——更得当地说)都不属于已知粒子的一般家族。相反,它们凡是要沉得多、目生得多,并且凡是看起来更奇异。已知粒子和它超伴粒子之间的质量差别是一种称为对称性断裂现象的成果。这意味着正在高能量下(就像粒子加快器的内部),粒子和它们的伙伴之间的数学关系是不变的,导致质量相等。然而,正在低能量的环境下(就像你正在日常糊口中所履历的能量程度),这种对称性就会被打破,导致同伴粒子的质量暴涨。这个机制很主要,由于它也可能注释为什么,好比说,沉力比其他力衰得多。这个数学问题有点复杂,但简单来说就是:中有什么工具断裂了,导致通俗粒子的质量大大低于它们的超伴粒子。

  同样的行为可能会“赏罚”引力,减弱它相对于其他力的力。为了寻找超对称性,一群物理学家插手进来,建制了名为大型强子对撞机(Large Hadron Collider)的原子加快器。颠末多年的艰辛摸索,对撞机得出了一个令人惊讶但令人失望的结论:几乎所有超对称性模子都是错误的。简单地说,我们找不到任何伴粒子。零。无价值之物。没有什么成果。界上最强大的对撞机上,没有任何超对称的迹象。正在这个对撞机上,粒子以接近光速绕着一个圆形安拆快速活动,然后彼此碰撞,有时会发生奇异的新粒子。这并不料味着超对称性本身就是错的,但所有最简单的模子现正在都被解除正在外了。是时候丢弃超对称性了吗?也许吧,但也许会有长命的粒子。

  粒子物理学的安排理论注释了关于亚原子世界的一切……除了它没有注释的部门。倒霉的是,对于所谓的尺度模子,并没有良多奉承的描述词。这一根本物理理论是正在几十年的时间里一点一点地成立起来,它最得当的描述是笨拙、大杂烩和马吉夫——就像用几根绳子和口喷鼻糖而成。虽然如斯,它仍然是一个很是强大的模子,可以或许精确地预测各类各样的彼此租用和过程。但它确实有一些较着的错误谬误:它没有纳入引力力;它无释各类粒子的质量,此中一些粒子了力;它无释中微子的某些行为,它没有暗物质存正在的谜底。所以我们得想个法子,需要超越尺度模子来更好地舆解我们的。