Eksotiske Partikler, Små Ekstra Dimensioner Kan Afvente Opdagelse

{h1}

Forskere, der søger tips om en passende udvidelse til standardmodellen for fysik, bør holde et åbent sind og overveje alle muligheder, siger en fysiker.

LONDON - Eksotiske partikler, som aldrig tidligere er registreret, og muligvis teensy ekstra dimensioner kan afventer opdagelse, siger en fysiker og tilføjer, at de, der søger sådanne nybegyndere, skal holde et åbent sind og overveje alle muligheder.

Sådanne partikler antages at fylde huller i og udvide den regerende teori om partikelfysik, Standardmodellen, sagde David Charlton fra Birminghams Universitet i Det Forenede Kongerige, som også er talsmand for ATLAS-eksperimentet på verdens største partikel accelerator, Large Hadron Collider (LHC) og et af de eksperimenter, der pegede på Higgs bosonpartiklen, troede at forklare, hvorfor andre partikler har masse.

Charlton adresserede et publikum af forskere i sidste måned på en tale med titlen "Før, bagud og ud over opdagelsen af ​​Higgs Boson" her på Royal Society. [Beyond Higgs: 5 Elusive Particles That May Lurk In The Universe]

"De spørgsmål, der opstår ved opdagelsen af ​​Higgs boson, tyder på ny fysik, og nye partikler kan være nær ved hånden ved energierne nu - og snart - undersøges ved LHC," sagde han. Sådanne spørgsmål, sagde han, omfatter: hvorfor er Higgs boson så let; og hvorfor har standardmodellen sådan vanskelighed at forklare fysik, der forekommer i masse højere end Higgs bosons navn, for at nævne et par.

Den LHC, der ligger i en 17 km lang (27 kilometer) cirkulær underjordisk tunnel ved CERN nær Genève, Schweiz, smadrer protoner sammen ved næsten lyshastighed. De resulterende kollisioner frigiver enorme mængder energi i form af partikler - muligvis nye eksotiske.

I øjeblikket er partikelacceleratoren slukket, så en opgradering kan foretages. Det vil dog begynde at jage efter nye partikler igen i 2015, sammenbrud protoner sammen med sin maksimale energi på 14 TeV eller terra electron volt.

Hvilken teori?

Før de vågner LHC fra sin lur, er forskerne travlt med at sammensætte et omfattende program med søgninger efter nye partikler, der kunne validere en eller anden udvidelse til den regerende teori om partikelfysik - Standardmodellen.

Fordi det er umuligt at vide helt sikkert, hvad disse hypotetiske partikler ville være, vil forskerne se på mange og varierede kollisionstyper "på jagt på mange måder for afvigelser i data fra baggrunden forventninger fra kendte processer", siger Charlton. (Fysikere ved, hvad fordeling skal skyldes dannelsen af ​​forskellige kendte partikler, så hvis de ser en afvigelse fra disse forventninger, kan de hypotesere, at en ny partikel er blevet detekteret.)

En udvidelse til standardmodellen er nødvendig for at kaste lys over universets resterende mysterier, såsom mørkets materie, de elusive partikler, der antages at tegne sig for omkring 85 procent af alt stof i universet.

Mange har hyldet supersymmetri, en teori, der placerer hver kendt partikel i universet, har en endnu uopdaget og meget tungere søsterpartikel, som den vigtigste kandidat til en forlængelse. LHC's manglende evne til at fremlægge noget bevis for supersymmetriske partikler har imidlertid fået en række videnskabsmænd til at kigge andetsteds til bevis for ny fysik.

"Supersymmetri er en god ide, men der er ingen eksperimentelle beviser for det på nuværende tidspunkt," sagde Charlton. "Det er kun en af ​​mulighederne for fysik ud over standardmodellen, og den har nogle elegante matematiske egenskaber, så det har tendens til at blive begunstiget. Men der er en række andre modeller, som også kan hjælpe med at forklare nogle af de problemer, vi ser med Standard model. "

Et populært alternativ til supersymmetri foreslår ideen om ekstra dimensioner. [5 grunde vi kan bo i en multivers]

Forskere mistanke om, at der findes ekstra dimensioner i rum og tid; Disse dimensioner er mikroskopiske, fortællere siger, at de gør det vanskeligt for detektorer at afhente. "Men da vi går til meget høje energier med LHC, kan vi måske begynde at se tegn på ekstra dimensioner," sagde Charlton. Sådanne beviser vil komme i form af nye partikler eller måske mangler energi, da nogle partikler flytter sig i andre dimensioner end dem folk kan se. Sådanne ekstra dimensioner er nødvendige i strengteori, hvilket tyder på, at små snorer erstatter subatomære partikler.

En anden ide tyder på, at de partikler, der allerede er fundet, ikke er egentlige grundlæggende, hvilket betyder at de har en understruktur bestående af endnu mindre partikler. Og så er der strengteori, hvilket tyder på, at små snorer erstatter subatomære partikler.

Søger efter 'noget'

Men fysikere bør ikke simpelthen være på udkig efter beviser for at støtte en teori eller en anden, sagde Charlton. Det er snarere vigtigt at "se på alle sjældne processer, vi kan, der kan være et signal for en ny fysik, der viser sig. Vi skal studere hver og se om det er i overensstemmelse med vores forventninger."

Hvis LHC ikke opdager tegn på ny fysik, er den eneste fremadrettet fremskalering til højere energikollisioner og mere intense bjælker. "Der kunne være en model, som vi ikke har tænkt på endnu," sagde Charlton.

Og det er denne mulighed for "noget derude, som forskere ikke har tænkt på endnu, og det ville forklare alle mysterierne", det er den mest spændende, siger fysiker Ben Allanach fra University of Cambridge og tilføjer: "Selvfølgelig, hvis jeg kunne tænke på det, jeg ville arbejde på det. "

For at få øje på dette "noget" skal fysikere søge efter partikler med høj energi på mange forskellige måder og mange forskellige konfigurationer og se om dataene er i overensstemmelse med forventningerne, eller hvis der er noget, der måske ikke forudsiges af nogen af ​​de eksisterende modeller, sagde Charlton.

"Vi er virkelig nødt til at forsøge at være så åbne som muligt og forsøge at forlade ingen sten uden at se på alle mulighederne," sagde Charlton.

Følg os @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com. Følg forfatteren på Twitter @SciTech_Cat.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com