Поиск суперсимметрии

Физики уверены, что Стандартная модель не может быть окончательной теорией элементарных частиц, а должна быть частью некоторой более глубокой теории устройства микромира. Какой окажется эта теория — без прямых экспериментальных данных сказать нельзя. Суперсимметрия и построенные с ее помощью теории считаются одними из главных кандидатов на эту роль.

Суперсимметрия до сих пор не открыта в эксперименте. Она пока остается красивым математическим явлением, и неизвестно, имеет ли она отношение к реальному миру или нет. Если в эксперименте будут обнаружены суперчастицы или иные надежно доказанные проявления суперсимметрии, это станет одним из главных открытий в физике элементарных частиц за последние десятилетия. Неудивительно, что поиску суперсимметрии на LHC уделяется большое внимание.

Во избежание недоразумений поясним, что словосочетание «поиск суперсимметрии» не означает, что экспериментаторы будут пытаться углядеть какую-то симметричность в результатах протонных столкновений. Оно лишь означает, что будет вестись поиск новых частиц и иных эффектов, которые выходят за рамки Стандартной модели и которые могут быть объяснены какой-либо разновидностью суперсимметричных теорий гораздо лучше, чем модели без суперсимметрии.

Перспективы открытия суперсимметрии

Реализуется ли в нашем мире суперсимметрия или нет — пока неизвестно. Если ее нет, то, разумеется, она не будет открыта на LHC. Если она существует, то возможности LHC зависят от того, в каком именно диапазоне лежат массы суперчастиц:

Главная проблема с экспериментальной проверкой суперсимметрии состоит в том, что нет однозначных оценок масштаба масс: это может быть и 1 ТэВ, и на порядки больше. Если окажется, что LHC не видит ни малейшего намека на суперсимметричные частицы, идея суперсимметрии не будет закрыта, а лишь слегка потускнеет ее привлекательнось для теоретиков.

В том случае, если же будет обнаружен какой-то нестандартный эффект, похожий на проявление суперсимметричных частиц, это, конечно, не станет автоматически доказательством существования суперсимметрии. Потребуется скрупулезная проверка того, нельзя ли описать этот эффект иными, несуперсимметричными моделями. Эта задача усложняется еще и тем, что для правильной интерпретации данных (а затем извлечения параметров суперсимметрии) потребуется параллельно проанализировать не один-два, а большое число разных процессов. Ее решение потребует «распараллеливания» человеческих ресурсов, причем не только физиков-экспериментаторов, которые непосредственно изучают данные, но и теоретиков.

Как будут искать суперсимметричные частицы

Практически все теории с участием суперсимметрии сходятся в одном: самая легкая из суперсимметричных частиц будет либо вовсе стабильная, либо очень долгоживущая, и, кроме того, она очень слабо взаимодействует с обычными частицами. Поскольку детекторы элементарных частиц построены из обычных частиц, они не смогут уловить легчайшую суперсимметричную частицу.

Наличие такой частицы, однако, можно будет легко заметить косвенно — по дисбалансу поперечного импульса зарегистрированных частиц. Высокоэнергетические протоны сталкиваются вдоль оси, их суммарный поперечный импульс практически нулевой, а значит, суммарный импульс всех родившихся частиц — как тех, которые детекторы видят, так и тех, для которых детекторы прозрачны, — тоже будет близок к нулю. Поэтому если поперечный импульс всех измеренных частиц заметно отличается от нуля, то значит, в столкновении родилась одна или несколько частиц, которые унесли с собой недостающий поперечный импульс.

Анализ событий с «пропавшим» поперечным импульсом будет одним из ключевых пунктов стратегии поиска суперсимметрии. Вначале будет просто вестись подсчет таких событий, затем будет проверено, сможет ли такие события описать Стандартная модель (ведь нейтрино не регистрируется детектором и тоже уносит поперечный импульс). И наконец, если окажется, что такие события не описываются Стандартной моделью, будет проверено, предсказания каких вариантов суперсимметричных теорий лучше всего опишут данные.

Спам уже задолбал. Лично я подписывался на темы про настольный теннис. Администраторы, можно уже как-то ограничить поток этого бессознательного?

Не раскрыта тема влияния открытий на производство накладок с новыми свойствами, особенно длинных шипов.

Или взломали!

Обострение?