Spousty neviděných částic mohou vysvětlit neuvěřitelně slabou gravitaci  
Velkorysá teorie, která je alternativou k supersymetrii, předpokládá množství dosud nenalezených skupin částic. Leccos by to vysvětlilo, ale co na to Occamova břitva?

 

Je náš vesmír tvořený záplavou podobných skupin částic? Kredit: ESA / Hubble & NASA.
Je náš vesmír tvořený záplavou podobných skupin částic? Kredit: ESA / Hubble & NASA.

Supersymetrie předpokládá, že ke každé známé částici existuje těžký supersymetrický partner. Je to vlastně docela jednoduché, a kdyby to tak platilo, tak by se tím leccos vysvětlilo. Například už by bylo jasné, proč známým souborem částic neumíme vysvětlit do očí bijící a naprosto záhadnou nepatrnost gravitace. Jenže, bohužel, se supersymetrií to nevypadá dobře. Klíčové experimenty, včetně Velkého hadronového srážeče LHC v CERNu, totiž ještě vůbec žádnou supersymetrickou částici nenašly, navzdory mnohaletému úsilí. A prostoru už k tomu moc nezbývá.

 

 

Nima Arkani-Hamed. Kredit: Lumidek / Wikimedia Commons
Nima Arkani-Hamed. Kredit: Lumidek / Wikimedia Commons


Takže, co jiného zkusit? Nima Arkani-Hamed z Princetonu a jeho spolupracovníci přišli s velmi extravagantní teorií, která nám rozhodně nezlehčuje situaci ve světě částic. Arkaniho kolega Tim Cohen z Oregonské univerzity v Eugene otevřeně přiznává, že je to divočina. Dosavadní neschopnost objevit nové částice a s nimi i novou fyziku je přivedla k radikálnímu řešení. Arkani-Hamed a spol. navrhují, že kolem nás není jen jeden soubor doposud neobjevených partnerských částic jako v supersymetrii, ale že jich jsou ohromné spousty. Vlastně zavádějí 10 na šestnáctou nových skupin částic. Troškaři to tedy rozhodně nejsou.

 


Jejich příběh začíná záhy po velkém třesku. Když se podle Arkani-Hameda a jeho kolegů vesmír nafoukl inflací a vychladl, tak se prý veškerá energie vyskytovala v podobě jedné jediné částice, kterou nazvali reheaton. A pak se reheatony rozpadly na menší částice, které utvářejí dnešní vesmír. Takto vzniklé částice podle badatelů vytvořily velký počet rodin částic, které existují vedle sebe, ale vzájemně na sebe působí jenom zřídka. Tyto rodiny částic prý zahrnují v podstatě vždy totožné typy částic a liší se jedině hmotností Higgsova bosonu.

 

Peter Woit. Kredit: Columbia University
Peter Woit. Kredit: Columbia University


Částice, které známe jako Standardní model, jsou podle Arkani-Hameda a jeho týmu takové, které zahrnují nejlehčí možný Higgsův boson s nenulovou hmotností. A pokud jde o ty ostatní skupiny částic, badatelé spočítali, že k vysvětlení pozorované (a velice slabé) gravitace by bylo potřeba právě oněch zmíněných 10 na šestnáctou souborů částic.

 

 

Paddy Fox. Kredit: Fermilab
Paddy Fox. Kredit: Fermilab


Nejeden fyzik má ale s touto novou teorií problém. Vyjádřil to například Peter Woit z newyorské Kolumbijské univerzity. Podle něj není příliš přitažlivé zavádět takové spousty částic. Je to podle něj nestydaté poplivání principu Occamovy břitvy, a má samozřejmě pravdu. Podle Matta Strasslera z Harvardu to ale není úplně špatný nápad. Nicméně, prý je za ním notně nepřirozená matematika. Strassler přesto doufá, že když už je tahle myšlenka venku, že se model dočká zlepšení.

 


Paddy Fox z Fermilabu se domnívá, že během příštích 10 let bychom měli mít jasno. Pokud mají Arkani-Hamed a spol. pravdu, tak by se v experimentech měly objevit částice ze souborů, které mají jenom nepatrně těžší Higgsovy bosony. Také bychom je prý mohli vystopovat prostřednictvím jejich vlivu na mikrovlnné reliktní záření. Zdá se, že bychom se brzy mohli dozvědět, jestli nás obklopují mračna přízračných částic.

Video:  Nima Arkani-Hamed - Physics and Mathematics for the End of Spacetime


Video:  The Morality of Fundamental Physics -- Nima Arkani-Hamed -- Cornell University


Literatura
NewScientist 3. 8. 2016, rXiv:1607.06821

Datum: 04.08.2016
Tisk článku

Elementární částice - Houellebecq Michel
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 289 Kč
cena: 248 Kč
Elementární částice
Houellebecq Michel
Související články:

Souvisí Higgsův boson s temnou energií?     Autor: Stanislav Mihulka (10.08.2013)
Nobelova cena za fyziku pro Peter W. Higgse a Francoise Englerta     Autor: Vladimír Wagner (08.10.2013)
Jak se vyznat v přehršli různých částic     Autor: Vladimír Wagner (31.08.2014)
Možná jsme konečně objevili exotické částice gluebally     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2015)
Schyluje se k šokujícímu objevu, který rozboří částicovou fyziku?     Autor: Stanislav Mihulka (09.03.2016)



Diskuze:

A co když je "částice gravitace"jenom,

Karel Rabl,2016-08-05 14:48:09

jedna obsahující pro skoro celý vesmír nebo aspoň shluku galaxií.My hledáme v malých škálách ale pokud je to možné vyřešilo by se tím problém jak s temnou energií tak hmotou protože by to byly vlastnosti oné částice a i kvantovka by se mohla začlenit do OTR.Jsem jen laik proto kladu laické otázky, které možná nikoho nenapadly.

Odpovědět

Ticho okolo experimentov LHC

Stanislav Duba,2016-08-04 22:59:35

Ja iba na okraj - prečo je v ostatnom období také "vesmírne ticho" okolo expermentov v LHC / CERN??

Odpovědět

Ticho okolo experimentov LHC

Stanislav Duba,2016-08-04 22:58:28

Ja iba na okraj - prečo je v ostatnom období také "vesmírne ticho" okolo expermentov v LHC / CERN??

Odpovědět

Velké sjednocení

Vít Výmola,2016-08-04 19:37:12

Úplně chápu, jak by bylo elegantní sjednotit všechny síly, včetně gravitace, pod jednu teorii.
Nicméně: Kromě této elegance, existuje nějaký důvod, proč by mělo velké sjednocení nebo aspoň kvantová teorie gravitace existovat? Je nějaký známý jev nebo konkrétní teoretický rozpor, který by to vyžadoval?
Pokud ne, pak třeba já bych se docela klidně sžil se skutečností, že existují tři základní interakce působící mezi částicemi a mimo ně gravitace jako základní vlastnost prostoru.

Odpovědět


Re: Velké sjednocení

Richard Palkovac,2016-08-04 19:55:57

Podla pana Verlinde je gravitacia len vysledok entropickej sily a holografickeho principu na gulovej ploche. Takze neexistuje ziadna 4. zakladna interakcia-gravitacia. Mne sa to nepozdava.

Podla mna je gravitacia normalna casticova interakcia ako ostatne, len tie castice-gravitony su velmi zvlastne, zatial nepochopene.

Einsteinove vysvetlenie gravitacie je podla mna len fungujuca matematicka konstrukcia.

Odpovědět


Re: Velké sjednocení

Amatér 1,2016-08-04 20:41:10

Jsem také amatér, ale sjednocující teorie je, zdá se, jediným možným řešením následujícího problému. Teorie obecné relativity (gravitace) navržená Einsteinem je ověřená na relativně velkých vzdálenostech časoprostoru, na velkých objektech. Pak tu máme kvantovou teorii, jejíž forma kvantové elektrodynamiky a kvantové chromodynamiky řeší sjednocení elektromagnetické interakce se slabou interakcí a silnou jadernou interakcí, funguje na submikroskopickém rozměru jednotlivých částic a její předpovědi naprosto přesně odpovídají experimentálním důkazům. Jestliže však začneme řešit obecnou teorii relativity (která je navržená a na velkých vzdálenostech časoprostoru, fungující "hladce lineárně") na vzdálenostech v blízkosti Plankovy délky, dostáváme se díky vlivu kvantovým fluktuacím k pravděpodobnostím výsledkům překračujícím hodnotu 100% ne jen např. několikanásobně, ale vycházejí přímo nekonečna. To by v důsledku zmanenalo, že by náš časoprostor mucel být nekonečně zauzlen a vesmír by se zhroutil - a to viditelně neodpovídá realitě.
Proto fyzici ledají řešení v tzv. sjednocující M teorii (která sjednocuje několik strunových teorií a supergravitaci).

Odpovědět


Re: Re: Velké sjednocení

Marcel Brokát,2016-08-05 01:05:02

Osobně si myslím, že pokud vznikne jeden rámec, který dává přesné předpovědi na škálách od 10E-35 po 10E+obrovské číslo tak se velmi přiblížíme návodu jak postavit nový vesmír....

Odpovědět

Gravitacia.

Richard Palkovac,2016-08-04 08:20:57

Mne sa viac paci hypoteza, ze gravitacia posobi do vsetkych rozmerov vesmiru (nie len do nasich znamych 3-4) a preto ja taka slaba "u nas". Kedze ale posobia aj objekty z inych rozmerov gravitacne na nas, tak naprklad v galaktickych skalach by mala byt gravitacia zase silnejsia (vo hviezdnych skalach nie, lebo vsetky vesmiry su riedke ako nas). A mame vysvetlenu tmavu hmotu :

http://riki1.eu/Gravitacia_a_tmava_hmota.htm

*

Odpovědět


Re: Gravitacia.

David Dobeš1,2016-08-04 13:43:44

Možná řeknu jako laik hloupost. Ale i mě samozřejmě dráždí problém "temné" hmoty a energie. Nevím, jestli by chybějící hmota, případně nesrovnalosti v gravitaci s výše uvedenými problémy v klasickém časoprostoru nemohly nějak právě souviset se strunovou teorií / M teorií s 11rozměrným časoprostorem, z čehož jsou však z našeho pohledu "rozvinuté" jen nám známé 4 rozměry.

Odpovědět


Re: Re: Gravitacia.

Stanislav Duba,2016-08-04 23:00:40

Odpovědět


Re: Re: Re: Gravitacia.

David L1,2016-08-05 20:25:37

Moje řeč.

Odpovědět


Re: Re: Gravitacia.

Marcel Brokát,2016-08-05 00:58:34

Noooo, asi takhle ...... pokud je těch 11 rozměrů reálných tak samozřejmě zcela určitě souvisí. Stačí jenom drobnost - ověřit, že těch 11 rozměrů je reálných.

Odpovědět


Re: Re: Re: Gravitacia.

Milan Krnic,2016-08-06 14:24:18

A co nějaký nápad, jak ověřit vyšší rozměr?
Podle mě to nelze.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Gravitacia.

Richard Palkovac,2016-08-06 14:32:47

Experimenty prebiehaju pri zrazkach v urychlovacoch. Hladaju sa castice, co by zmysli bez stopy a to by bol dokaz existencie dalsich rozmerov. Velmi sa to nepropaguje, nikto nechce byt zosmiesnovany, zatial.

Teraz sme totiz v tej "prvej" faze takehoto vyskumu.

1. Kazdy si z toho robi srandu.

2. Kazdy to popiera.

3. Kazdy to berie ako samozrejmost.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Gravitacia.

Richard Palkovac,2016-08-06 19:22:23

to slovo "zmysli" ma byt samozrejme "zmizli"

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Gravitacia.

Richard Palkovac,2016-08-07 02:30:30

Co o tom hovori CERN :

"Some theorists suggest that a particle called the “graviton” is associated with gravity in the same way as the photon is associated with the electromagnetic force. If gravitons exist, it should be possible to create them at the LHC, but they would rapidly disappear into extra dimensions."

https://home.cern/about/physics/extra-dimensions-gravitons-and-tiny-black-holes

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Gravitacia.

Richard Palkovac,2016-08-07 02:41:53

Na Prima Zoom v dokumentoch "Cestování červí dírou s Morganem Freemanem" bolo nedavno (tak 2-3 tyzdne dozadu) uvedene aj meno fyzika, ktory sa zaobera hladanim tych "zmiznutych" castic (zatial bezuspesne). Ak by sme vedeli to meno, mozno by sa dalo este nieco vygooglit.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Gravitacia.

Milan Krnic,2016-08-07 11:29:12

Když zmizí, tak prostě musel zmizet do jiné dimenze. Kam jinam by taky šel, že? :)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Gravitacia.

Richard Palkovac,2016-08-09 08:18:18

Bud do inych dimenzii nasho vesmiru, alebo do ineho vesmiru.

Odpovědět


Re: Gravitacia.

Ivan Čech,2016-08-07 02:17:51

Dobrá úvaha. Ještě bych k tomu dodal, že v patřičně nadřazených rozměrech budou patrně platit zcela jiné, nadřazené zákony a z toho bude vycházet, že tam bude všecno úplně jinak než jak to známe zde.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace