Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

6/12/11

Το μποζόνιο Higgs ζυγίζει περίπου όσο δυο άτομα χαλκού;

Σύμφωνα με το άρθρο του Ian Sample στον Guardian  - αν αληθεύουν οι φήμες των 126 GeV για την μάζα του σωματiδίου Higgs, τότε αυτό θα ζυγίζει όσο δυο άτομα χαλκού.
Σύγκρουση σωματιδίων όπως καταγράφεται από τον ανινχευτή Atlas στον LHC


Τον περασμένο μήνα, οι επιστήμονες του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων, έλεγαν ότι αν το σωματίδιο Higgs υπάρχει, θα ήταν πιο πιθανό να έχει μια μάζα μεταξύ 114 και 141 GeV (1 GeV είναι περίπου ισοδύναμο με τη μάζα ενός πρωτονίου).
Σύμφωνα με τις διαρροές- φήμες που δημοσιεύθηκαν σε blogs, οι ερευνητικές ομάδες του CERN, ATLAS και CMS, βλέπουν στα πειραματικά τους δεδομένα σήματα που θα μπορούσαν να αντιστοιχούν στο σωματίδιο Higgs με μάζα περίπου 125 GeV – χωρίς όμως η στατιστική τους να είναι αρκετή ώστε να ανακοινώσουν μια επίσημη ανακάλυψη.
Αν οι φήμες αποδειχθούν σωστές τότε το μποζόνιο Higgs ζυγίζει περίπου όσο δυο άτομα χαλκού. Αυτό συμφωνεί με τη θεωρητική πρόβλεψη της θεωρίας που ονομάζεται υπερσυμμετρία, η οποία έχει ως σκοπό την ενοποίηση των τεσσάρων γνωστών δυνάμεων της φύσης – βαρυτικής, ηλεκτρομαγνητικής, ασθενούς πυρηνικής και ισχυρής πυρηνικής.
Ο μηχανισμός Higgs περιγράφει ένα αόρατο πεδίο το οποίο διαχώρισε μια δύναμη σε δύο λίγο μετά την γέννηση του Σύμπαντος. Συγκεκριμένα διαχώρισε την ηλεκτρασθενή δύναμη στην ηλεκτρομαγνητική και την ασθενή πυρηνική που βλέπουμε σήμερα (η ασθενής αλληλεπίδραση εμφανίζεται για παράδειγμα στις ραδιενεργές διασπάσεις β των πυρήνων).
Το πεδίο Higgs διαχωρίζει την ηλεκτρασθενή δύναμη δίνοντας μάζα στα σωματίδια που είναι φορείς της ασθενούς δύναμης (τα μποζόνια W και Z) και αφήνει χωρίς μάζα το σωματίδιο που είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης – το φωτόνιο.
Το μποζόνιο Higgs είναι το κβαντομηχανικό σωματίδιο που σχετίζεται με το πεδίο Higgs.
Η πιο απλή εκδοχή του σωματιδίου περιγράφεται στο Καθιερωμένο Πρότυπο – ένα σύνολο εξισώσεων που εξηγούν πως τα γνωστά σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Όμως υπάρχουν πάρα πολλές και περιπλοκότερες εκδοχές. Κάποιες από αυτές για να αποκλειστούν θα απαιτούσαν τουλάχιστον δέκα χρόνια μετρήσεων και αναλύσεων σύμφωνα με τον Matt Strassler του Πανεπιστημίου Rutgers στο Νιου Τζέρσεϊ.
Το πεδίο Higgs, αν υπάρχει στ’ αλήθεια, είναι υπεύθυνο μόνο για ένα ελάχιστο ποσοστό της μάζας. Περίπου το 98% της μάζας των καθημερινών μας αντικειμένων οφείλεται στην ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στα σωματίδια από τα οποία συνίστανται οι πυρήνες των ατόμων – δηλαδή τα quarks που συνδέονται μεταξύ τους με τα gluons (γλοιόνια) στο εσωτερικό των νουκλεονίων (πρωτόνια – νετρόνια).
Το πεδίο Higgs εισάγεται για να δώσει μάζα στα κουάρκ και τα ηλεκτρόνια, αλλά η μάζα αυτή αποτελεί μόνο το ένα ή δυο τοις εκατό της μάζας ενός αντικειμένου.
Αν για παράδειγμα αυτό ζυγίζει 80 κιλά, τότε η μάζα που οφείλεται στο πεδίο Higgs θα είναι μικρότερη από ένα κιλό.

Οι ανακοινώσεις σχετικά με τις αναλύσεις των τελευταίων πειραματικών δεδομένων από τις ομάδες  Atlas και CMS  θα γίνει στις 13 Δεκεμβρίου.

20/11/11

Άρωμα υπερσυμμετρίας

Ο Δημήτρης Νανόπουλος (αρκετά νεότερος) με τoν Steven Weinberg στο Χάρβαρντ
Χρησιμοποιώντας τον τίτλο "Profumo di SUSY: Suggestive Correlations in the ATLAS and CMS High Jet Multiplicity Data", ο Δημήτρης Νανόπουλος και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν προχθές μια εργασία  σύμφωνα με την οποία στα πειραματικά δεδομένα των ομάδων ATLAS και CMS, στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC)  στο CERN, υπάρχουν στοιχεία που "μυρίζουν" υπερσυμμετρία.
Τελευταία υπήρξαν δημοσιεύματα που ουσιαστικά "τέλειωναν" την θεωρία της υπερσυμμετρίας, π.χ. "Στα πρόθυρα της κατάρρευσης η θεωρία της Υπερσυμμετρίας στη Φυσική".
Έτσι η εργασία των Tianjun Li, James Maxin, Δημήτρη Νανόπουλου και Joel W. Walker δείχνει ότι οι υπερασπιστές της δεν καταθέτουν τα όπλα, και θεωρούν ότι το πείραμα θα μπορούσε να στηρίξει κάποιο από τα υπερσυμμετρικά μοντέλα τους ....
Το "Profumo di SUSY", είναι μια αναφορά στην ιταλική ταινία "Άρωμα γυναίκας" ( ξανα-γυρίστηκε με πρωταγωνιστή τον Αλ Πατσίνο), όπου ένας τυφλός αξιωματικός έχει προγραμματίσει την αυτοκτονία του, αλλά αναπάντεχα γεγονότα ανατρέπουν το σχέδιό του!


http://youtu.be/dBHhSVJ_S6A

2/3/11

Στα πρόθυρα της κατάρρευσης η θεωρία της Υπερσυμμετρίας στη Φυσική

Λονδίνο, Ηνωμένο Βασίλειο
Στενεύουν τα περιθώρια για την επιβεβαίωση της θεωρίας της υπερσυμμετρίας, η οποία προτάθηκε ως λύση σε ορισμένα θεμελιώδη προβλήματα της θεωρητικής φυσικής. Αν το CERN δεν έχει εντοπίσει τα λεγόμενα «υπερσυμμετρικά» σωματίδια ως το τέλος του 2012, η θεωρία θα μείνει σχεδόν νεκρή.
Η ανησυχία ότι η θεωρία της υπερσυμμετρίας είναι λανθασμένη ολοένα και αυξάνεται, σχολιάζει ο δικτυακός τόπος του Nature.
Και αν η υπερσυμμετρία τελικά δεν ευσταθεί, οι φυσικοί θα πρέπει να αναζητήσουν άλλες λύσεις για τα προβλήματα του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου.
Το γιατί συμβαίνει αυτό είναι κάπως περίπλοκο:
Το Καθιερωμένο Μοντέλο περιγράφει τις ιδιότητες και τις συμπεριφορές όλων των θεμελιωδών σωματιδίων από τα οποία αποτελείται η ύλη όπως τη γνωρίζουμε. Το πρόβλημα είναι ότι, για να ισχύει το μοντέλο, πρέπει να υπάρχει στη φύση το υποθετικό σωματίδιο του Χιγκς, χάρη στο οποίο η ύλη αποκτά τη μάζα της.....

24/2/11

Θα επιβεβαιώσει την υπερσυμμετρία o LHC;

Τα πρώτα αποτελέσματα για την υπερσυμμετρία (supersymmetry - SUSY) από τον μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Collider - LHC) έχουν αναλυθεί από τους φυσικούς και μερικά από αυτά δείχνουν ότι η θεωρία εμφανίζει προβλήματα.
Τα δεδομένα από τις συγκρούσεις πρωτονίων από τα πειράματα CMS (Compact Muon Solenoid) και ATLAS δεν έδωσαν ενδείξεις για υπερσυμμετρικά σωματίδια ή s-σωματίδια (sparticles) που προβλέπει η υπερσυμμετρική προέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου (Standard Model)της σωματιδιακής φυσικής. Η υπερσυμμετρία (SUSY) αποτελεί μια ελκυστική ιδέα διότι προσφέρει μια λύση στο "πρόβλημα της ιεραρχίας" της σωματιδιακής φυσικής.
Εξασφαλίζει μια μέθοδο ενοποίησης των ισχυρών και ηλεκτρασθενών δυνάμεων και επιπλέον περιέχει ένα σωματίδιο σκοτεινής ύλης.
Ένα σημαντικό αποτέλεσμα της θεωρίας είναι ότι κάθε γνωστό σωματίδιο έχει τουλάχιστον έναν υπερσυμετρικό σύντροφο ή s-σωματίδιο.
Στο γνωστό νετρίνο για παράδειγμα, αντιστοιχεί το s-νετρίνο. Αυτά τα s-σωματίδια αναμένεται να έχουν μάζες περίπου ένα τέρα-ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), γεγονός που σημαίνει ότι πρέπει να παραχθούν στον LHC.
Τον Ιανουάριο η ομάδα CMS ανέφερε ότι θα ερευνήσει με τον ανιχνευτή της, για τους υπερσυμμετρικούς συντρόφους των κουάρκ και των γλοιονίων, τα ονομαζόμενα squark και gluinos. Εαν αυτά τα sparticles παράγονται στις συγκρούσεις πρωτονίων-πρωτονίων, τότε θα διασπώνται σε κουάρκς και γλοιόνια καθώς και σε ένα σχετικά ελαφρύ σωματίδιο το σταθερό νετραλίνο (neutralino).

Τα σχηματιζόμενα κουάρκ και γλοιόνια από τα s-σωματίδια αποθέτουν την ενέργειά τους στον ανιχνευτή, δημιουργώντας μια "χιονοστιβάδα" από άλλα σωματίδια, τα επονομαζόμενα jets.
Όμως το νετραλίνο που είναι η απάντηση της υπερσυμμετρίας στην αόρατη μάζα του σύμπαντος που ονομάζεται σκοτεινή ύλη, θα διαφύγει από τον ανιχνευτή χωρίς να αλληλεπιδράσει με αυτόν. Η παρουσία του θα προκύψει ως ένα "έλλειμα ενέργειας" στον ανιχνευτή.
Οι φυσικοί του CMS μελέτησαν δεδομένα  από τέτοια jets αναζητώντας την ελλείπουσα ενέργεια. Δυστυχώς ο αριθμός των συγκρούσεων που πληρούν αυτές τις προϋποθέσεις δεν ήταν μεγαλύτερος απ' αυτόν που προβλέπει η φυσική του Καθιερωμένου Προτύπου. Ως αποτέλεσμα, η ομάδα CMS θα μπορούσε να αναφέρει μόνο τα νέα όρια για μια παραλλαγή της SUSY, το ελάχιστο υπερσυμμετρικό πρότυπο (constrained minimal supersymmetric standard model - CMSSM) με την ελάχιστη Υπερβαρύτητα (mSUGRA)
Οι ερευνητές του ATLAS ερευνούν έναν διαφορετικό τρόπο διάσπασης του υποθετικού s-σωματιδίου. Ψάχνουν για ένα ηλεκτρόνιο ή το βαρύτερο ξαδερφάκι του, το μιόνιο, που εμφανίζεται ταυτόχρονα σαν ένα jet και ελλείπουσα ενέργεια.
Η ομάδα του ATLAS είδε λιγότερα γεγονότα απ' αυτά που απαιτούσε η θεωρία και έτσι έθεσαν υψηλότερα όρια, αποκλείοντας μάζες gluinos κάτω από 700 GeV, σύμφωνα με την  θεωρία CMSSM και mSUGRA, όπου το squark και το gluino έχουν ίσες μάζες.

Πολλοί πιστεύουν ότι τα όρια αυτά δεν αποτελούν κακούς οιωνούς για την υπερσυμμετρία. Οι πιο γενικές εκδοχές της θεωρίας έχουν πάνω από εκατό παραμέτρους, έτσι ώστε με όλες αυτές τις υποθεωρίες να μην υπάρχουν ασφαλείς πειραματικές προβλέψεις για τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων.
"Είναι απλά ένας τρόπος για να κάνουν συγκρίσεις με τα προηγούμενα πειράματα" λέει ο φυσικός του CMS Roberto Rossin από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στην Santa Barbara. "Κανείς δεν πιστεύει πραγματικά ότι αυτό είναι ένα μοντέλο που επέλεξε η φύση" συμπληρώνει.
Ο Amir Farbin του ATLAS από το Πανεπιστημίου του Τέξας, αποκαλεί αυτά τα πρώτα αποτελέσματα ως "ορεκτικό" για την αναζήτηση της υπερσυμμετρίας στο συνέδριο του Μαρτίου στο La Thuile στην Ιταλία, λέγοντας ότι "στο σημείο που βρισκόμαστε δεν είμαστε σε θέση να αποκλείουμε θεωρίες".
Επιπλέον οι επιστήμονες του CMS, Tommaso Dorigo από το Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής στην Πάδοβα και ο Alessandro Strumia από το Ινστιτούτο Φυσικής στο Ταλίν της Εσθονίας, ισχυρίζονται ότι υπάρχουν κάποιοι λόγοι ανησυχίας.
Η υπερσυμμετρία πρέπει να "σπάσει" κάνοντας τα s-σωματίδια πολύ βαρύτερα από τους συντρόφους τους. Αυτό πρέπει να συμβεί στην ίδια ενέργεια που η ηλεκτρασθενής συμμετρία σπάει - στο σημείο όπου οι φορείς της ασθενούς δύναμης αποκτούν μάζα ενώ το φωτόνιο παραμένει χωρίς μάζα.
Αυτό πιστεύεται ότι συμβαίνει στα 250 GeV. "Όμως τα μέχρι τώρα αποτελέσματα του LHC μας λένε ότι τα υπερσυμμετρικά σωματίδια πρέπει να είναι λίγο πιο πάνω από το σημείο αυτό" λέει ο Strumia.
Ο Dorigo σημειώνει ότι αν και η υπερσυμμετρία μπορεί να επιτρέψει s-σωματίδια με υψηλές μάζες, για την επίλυση του "προβλήματος της ιεραρχίας" είναι πιο "φυσικές" οι μάζες κοντά την ηλεκτρασθενή κλίμακα. Το πρόβλημα της ιεραρχίας περιλαμβάνει εικονικά σωματίδια που φθάνουν μέχρι τη μάζα του μποζονίου Χιγκς. Αν και τα υπερσυμμετρικά σωματίδια μπορεί να ακυρώσουν αυτό το φαινόμενο, τα μοντέλα γίνονται πολύ περίπλοκα,  αν τα s-σωματίδια έχουν τόσο μεγάλη μάζα.
Ο John Ellis από το CERN και το King's College London διαφωνεί με την άποψη ότι τα αποτελέσματα του LHC θα δημιουργήσουν προβλήματα στην υπερσυμμετρία. Επειδή στον LHC αλληλεπιδρούν ισχυρά τα κουάρκ και τα γλοιόνια μέσα στα πρωτόνια, είναι πιο εύκολο να παραχθούν τα squarks και τα glyinos. Ωστόσο σε πολλά μοντέλα οι υπερσυμμετρικοί σύντροφοι των ηλεκτρονίων, των μιονίων και των φωτονίων είναι ελαφρύτεροι και οι μάζες τους θα μπορούσαν να βρίσκονται κοντά στην ηλεκτρασθενή κλίμακα.

O ερευνητής του CMS Konstantin Matchev, ισχυρίζεται ότι ακόμη βρισκόμαστε στην αρχή και θα χρειαστούν τρια χρόνια αναζητήσεων για να καταλήξουμε σε ασφαλή συμπεράσματα. Αλλά δεν είναι όλοι αισιόδοξοι για την υπερσυμμετρία.
Ο Dorigo θεωρεί ότι σε λίγα χρόνια θα δημιουργηθεί κρίση διότι η θεωρία εισάγει τόσα πολλά νέα σωματίδια για τα οποία τα μέχρι τώρα δεδομένα δεν δείχνουν κανένα ίχνος.
Ωστόσο ακόμη κι αν χάσει στοίχημα 1000$, θα είναι από τους πρώτους που θα πανηγυρίσει αν ο LHC δημιουργήσει υπερσυμετρικό σωματίδιο.
physicsworld.com
(*) Ο Tommaso Dorigo διαθέτει μπλογκ όπου γράφει στην ελληνική γλώσσα. Δείτε το στη διεύθυνση: qdepizwn.wordpress.com

4/1/11

Η ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ

Η Υπερσυμμετρία (SUperSYmetry) 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.
Από το τέλος της δεκαετίας του 60, όταν οι φυσικοί άρχισαν να ψάχνουν για μια συμμετρία που να περιλαμβάνει όλα τα σωματίδια της φύσης, η βαρύτητα δεν συμπεριλαμβανόταν σ’ αυτήν. Ο λόγος γι’ αυτό είναι ότι υπάρχουν δυο ειδών συμμετρίες. Αυτές που συναντάμε στη σωματιδιακή φυσική και αυτές που ανακατεύουν τα σωματίδια μεταξύ τους. Υπάρχει, όμως και ένας τρίτος τύπος συμμετρίας που μετατρέπει τον χώρο σε χρόνο και αυτές οι χωροχρονικές συμμετρίες σχετίζονται με τη βαρύτητα....

31/12/10

Το διαζύγιο του χωροχρόνου

Είστε έτοιμοι για τη μαζική κρυφή πραγματικότητα που υπόσχεται η υπερσυμμετρία; Ή για την εξέλιξη της κβαντομηχανικής; Πώς θα σας φαινόταν μια μαύρη τρύπα στο κουτί με τα εργαλεία σας;

ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ
Το παράθυρο για μια καινούργια πραγματικότητα

Το καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής σωματιδίων είναι ταυτοχρόνως εκπληκτικά επιτυχημένο και εμφανώς ημιτελές. Οταν σκεφτόμαστε τι θα μπορούσε να επεκτείνει και να εμβαθύνει την κατανόησή μας γύρω από τα πιο βασικά έργα της φύσης συχνά η απάντηση κρύβεται σε μια λέξη: υπερσυμμετρία.
Η υπερσυμμετρία είναι σαν ένα θαυματουργό φάρμακο. Βοηθάει να ενωθούν οι διάφορες θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις της φύσης. Παίζει κεντρικό ρόλο στις κβαντικές θεωρίες της βαρύτητας που βασίζονται στη θεωρία των χορδών. Θα μπορούσε ακόμη και να εξηγήσει από τι είναι φτιαγμένη η σκοτεινή ύλη που γεμίζει το Σύμπαν. Στην καρδιά της βρίσκεται μια απλή ιδέα: ότι όλα τα γνωστά σωματίδια έχουν ένα βαρύτερο «υπερσωματίδιο» εταίρο με διαφορετικό κβαντομηχανικό σπιν. Σωματίδια και υπερσωματίδια συνδέονται μαθηματικά από έναν «υπερχώρο», οι διαστάσεις του οποίου- και εδώ είναι που τα πράγματα αρχίζουν να δυσκολεύουν- ισούνται με τις τετραγωνικές ρίζες των διαστάσεων του κανονικού χώρου μας....