Πέμπτη, 30 Ιουλίου 2015

Ένα ακόμη «πλήγμα» για την υπερσυμμετρία. LHC Keeps Bruising 'Difficult to Kill' Supersymmetry

Οι μετρήσεις προήλθαν από τον Μεγάλο επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN και είναι εντελώς συμβατές με το Καθιερωμένο Πρότυπο, με συνέπεια να μην χρειάζονται κάποια εναλλακτική φυσική θεωρία για να ερμηνευθούν. Computer visualization of proton collisions inside the LHC's CMS detector. Credit: CMS/LHC/CERN

Αν και τα προηγούμενα χρόνια είχαν εκφρασθεί ελπίδες πως ένα σπάνιο υποατομικό φαινόμενο θα μπορούσε να εξηγηθεί από τη θεωρία της υπερσυμμετρίας, αποτελώντας έτσι μια βάσιμη ένδειξη για την ισχύ του συγκεκριμένου φυσικού μοντέλου, νέες μετρήσεις έρχονται να διαψεύσουν αυτές τις προσδοκίες. Οι μετρήσεις προήλθαν από τον Μεγάλο επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN και είναι εντελώς συμβατές με το Καθιερωμένο Πρότυπο, με συνέπεια να μην χρειάζονται κάποια εναλλακτική φυσική θεωρία για να ερμηνευθούν.

Το φαινόμενο αφορά τα κουάρκ, δηλαδή τους βασικούς τύπους των στοιχειωδών σωματιδίων της ύλης, και πιο συγκεκριμένα τη σπάνια διάσπαση του χαμηλού (bottom) κουάρκ σε άνω (up) κουάρκ. Καθώς τα έως τώρα δεδομένα ήταν αντικρουόμενα, ορισμένοι επιστήμονες είχαν προτείνει μία εξήγηση πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο – στα πλαίσια της υπερσυμμετρίας.

Ωστόσο, οι τελευταίες παρατηρήσεις «είναι απολύτως συνεπείς με το Καθιερωμένο Πρότυπο και καθιστούν άχρηστη την ανάγκη μίας τέτοιας υπόθεσης», αναφέρει στο Γαλλικό Πρακτορείο ο Γκάι Γουίλκινσον, καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και επικεφαλής της ομάδας πίσω από το πείραμα στον LHC. «Βέβαια, δεν μπορώ να αρνηθώ πως θα ήταν συναρπαστικό αν δείχναμε πως κάτι δεν πάει καλά με το Καθιερωμένο Πρότυπο», πρόσθεσε.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο περιγράφει όλα τα στοιχειώδη σωμάτια που συγκροτούν την ύλη, όπως και τις δυνάμεις, πλην της βαρύτητας, με τις οποίες αυτά αλληλεπιδρούν. Ωστόσο, πέρα από το ότι δεν περιγράφει τη βαρύτητα, έχει αρκετές ακόμη αδυναμίες – με κυριότερη πως δεν εξηγεί τη φύση της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης, που αποτελούν το 95% του σύμπαντος.

Η υπερσυμμετρία βασίζεται στην ένωση σε μια οικογένεια των δυο μεγάλων ομάδων σωματιδίων που το καθιερωμένο πρότυπο θεωρεί πολύ διαφορετικές μεταξύ τους: των μποζονίων (φορείς αλληλεπιδράσεων) και των φερμιονίων (ύλη). Σύμφωνα με τις θεωρίες αυτού του είδους τα μεν μετατρέπονται στα δε αλλάζοντας ρόλους. Κάθε γνωστό σωματίδιο έχει έναν «υπερσυμμετρικό σύντροφο». Τα κουάρκ τα s-κουάρκ, το φωτόνιο το φωτίνο κ.ο.κ. Κάθε μποζόνιο διαθέτει το υπερσυμμετρικό του σωματίδιο, το οποίο είναι ένα φερμιόνιο και αντίστοιχα κάθε φερμιόνιο διαθέτει το υπερσυμμετρικό του σωματίδιο, το οποίο είναι ένα μποζόνιο. Όμως τα συνήθη μποζόνια δεν είναι τα υπερσυμμετρικά σωματίδια των συνήθων φερμιονίων και το αντίθετο.

Γνωστή και ως SUSY, η υπερσυμμετρία αποτελεί μία από τις θεωρίες που έχουν προταθεί και δίνουν «απάντηση» σε αυτές τις αδυναμίες. Γι’ αυτό τον σκοπό, υποθέτει πως για κάθε γνωστό σωματίδιο υπάρχει ένας υπερσυμμετρικός του «εταίρος». Ορισμένοι επιστήμονες αξιοποιούν τη θεωρία για την εξήγηση της σκοτεινής ύλης, υποθέτοντας πως αποτελείται από το ελαφρύτερο υπερσυμμετρικό σωματίδιο.

Από την άλλη πλευρά, όμως, μέχρι σήμερα δεν έχει προκύψει καμία πειραματική ένδειξη για την ύπαρξη κάποιου υπερσυμμετρικού σωματιδίου – και μάλιστα ούτε καν στην πρώτη φάση λειτουργίας του LHC, κάτι που αναμενόταν από πολλούς υπέρμαχους της θεωρίας. Παρ’ όλα αυτά, ο Γουίλκινσον λέει πως «είναι πολύ νωρίς» για να ξεγράψουμε την υπερσυμμετρία.

«Είναι δύσκολο να “πεθάνει” η υπερσυμμετρία: μοιάζει σαν τέρας με πολλά κεφάλια», ανέφερε. Το επιχείρημα που χρησιμοποιεί συμμερίζονται και οι περισσότεροι ειδικοί στη στοιχειώδη φυσική, υποστηρίζοντας πως η δεύτερη φάση λειτουργίας του LHC, που ξεκίνησε τον Απρίλιο, μπορεί κάλλιστα να κρύβει εκπλήξεις. Κι αυτό γιατί η μέγιστη ισχύς των συγκρούσεων στο εσωτερικό του θα αγγίξει τα 13 TeV. Μια απόδοση που όχι μόνο υπερβαίνει τα 8 TeV της πρώτης φάσης, αλλά και που για πρώτη φορά θα έχουν στη διάθεσή τους όσοι επιστήμονες μελετούν τα «μυστήρια» του υποατομικού κόσμου.

Εντούτοις, σύμφωνα με τον καθηγητή του πανεπιστήμιου της Οξφόρδης, τα αμέσως επόμενα χρόνια θα είναι κρίσιμα για την υπερσυμμετρία. «Αν δεν υπάρξει κάποια ανακάλυψη μέσα στην επόμενη διετία, τότε η θεωρία θα περιέλθει σε ακόμη δεινότερη θέση. Ο αριθμός των υποστηρικτών της είναι σίγουρο πως θα μειωθεί».

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου