超对称是什么?

比飞驰的子弹还快!更强大的比火车头!能够飞跃高楼在一个绑定!为什么,当然是超对称性。(超对称性理论,如果你喜欢它的可爱,隐身的个性。)宇宙中所有的超级英雄,超对称性可能是横扫千军的将会拯救我们。不是因为它对抗坏人或投机取巧恶棍,而是因为它可以解释的,宇宙的最基本的部分工作。18新利最新登入解开宇宙,谁知道我们可以保护自己。

我们聪明的英雄是谁?我们的肌肉女英雄?嗯,这是比温和的蜘蛛侠灰褐色的彼得·帕克。它实际上是一个原理,构思填入洞的另一个框架,物理学家开始恐惧不是看起来那么强大的一半。超对称可能终于遇到了对手,大型强子对撞机是竞技场,它只是可能奄奄一息。

首先,退一步。标准模型是物理学家今天用来理解宇宙的基础。它定义了基本粒子,以及四种力相互作用的粒子,宇宙稳步前行。这些粒子包括夸克和轻子:你可能熟悉夸克家族的质子和中子,电子和中微子轻子。的力量是强大的,弱,电磁和引力。

标准模型还说,这些部队都有对应的粒子(或玻色子)。通过交换彼此玻色子,物质可以相互之间传送能量[来源:欧洲核子研究中心]。这是非常方便:每个粒子在标准模型被发现,包括——不久前希格斯玻色子。希格斯粒子组成一个更大的希格斯场,传输质量的粒子。

这是一件奇怪的事。如果标准模型是正确的,这意味着希格斯场给亚原子粒子以质量。但这并不表示大众是什么,也没有解释为什么希格斯玻色子将光——它应该是真的,真的重如果其他标准模型粒子与它交互的方式预测。

这就是超对称性。费米实验室的人提醒我们,超对称原则,而不是一个理论,这意味着有很多各种不同的超对称理论点。不过,所有这些功能超对称方程,把物质和力量相同[来源:费米实验室]。是的,可以交换物质和力量。

18新利最新登入如何平衡是?超对称标准模型中描述说,每个粒子都有一个超级搭档有不同的质量。所以每一个已知的物质粒子(或费米子)有一个粒子(或力量玻色子),反之亦然。一个电子费米子的一个例子,而光子是一个玻色子。搭档的最有用的特性之一是,他们真的会消掉了,真正的大质量标准模型预言希格斯粒子。这听起来很棒,因为嘿——我们发现希格斯粒子,它不是巨大的。超对称是活的!超对称万岁!

哦,但你可能要等待,因为这就是一个大问题与超对称和搭档:我们还没有看到他们。虽然很高兴找到希格斯粒子质量超对称预测,我们真的应该看到所有这些超级搭档粒子。大型强子对撞机运行多年后,我们还没有。

是的,是的,这是一个很难证明挂在超对称。我们假设所有这些超级搭档真实存在,因为标准模型如果他们做会更有意义。看起来糟糕的科学,对吧?

哦,不是那么快。超对称性会回答不仅仅是希格斯的问题,并能够解决多个问题的一个解决方案是吸引科学家[来源:费米实验室]。例如,物理学家们不明白为什么星系旋转速度,考虑到他们重要的质量,因此,他们提出一个新的问题暗物质——来解决这个问题。然后他们遇到了一个更大的问题:如果暗物质存在,在世界上是什么做的?我们从没见过它,所以我们不能说什么组成的神秘的东西。超对称性解决这个问题,因为最轻的超对称粒子将完全符合暗物质的要求。

另一个福音,超对称性提供吗?我们理解的三股势力在亚原子尺度(强、弱、电磁)可以被理解为一个统一的力量的一部分。虽然标准模型说,部队成为类似在非常高的能量,超对称性会预测,三股势力统一在一个单一的能量[来源:费米实验室]。现在,这是没有必要的”,“但是,当我们说,物理学家喜欢自然、优雅的解决方案。超对称性将创建解决方案的物理学家们渴望在统一力量的问题。

又一次,我们必须提醒,所有这些都为零,如果我们不找到这些搭档。如果我们找不到他们,我们没有任何解释希格斯玻色子的质量,暗物质或统一的力量。但是我们打电话的时候死在超对称我们给它一个战斗的机会。

因为希望可能在路上,质子的形式大规模爆炸。没错,我们的希望仍然在于大型强子对撞机,负有责任的粒子加速器的希格斯玻色子的寻找证据在2012年。找到希格斯毫无疑问时超对称性的重要支持者,物理学家一般,他们真正希望是找到一群粒子。更具体地说,一群那些难以捉摸的搭档,我们理解超对称性是现实的。

这不是夸大它只说找到希格斯(而不是任何其他搭档)在大型强子对撞机已经构成了物理世界的危机。毕竟,希格斯粒子质量的意义,超级搭档应该被发现在大致相同的位置[来源:Wolchover]。大型强子对撞机将在2015年再次打开,坠毁在更高能量的质子希望找到搭档在更高的质量。不幸的是,这并不完全解决问题:即使他们发现mass-heavy搭档,超对称性的非常方便的影响——它将取消超级重的希格斯粒子的质量,不会很工作[来源:Wolchover]。所以我们再次陷入超对称性缺乏。

但是人们注意到,超对称原则,不是一个理论。在一些超对称情况下,大型强子对撞机(lhc)不可能发现了搭档,由于实验的局限性,无法检测不稳定粒子[来源:Wolchover]。当超对称性可能需要运行喘气很快进了房间,一个很好的借口这么晚了,还不时候关上了门。