La supersimetría: ¿es realmente demasiado bueno para no ser verdad? La supersimetría es una bella teoría que podría explicar la materia oscura - ahora los físicos de partículas del CERN están poniendo a la prueba definitiva: El origen de la materia oscura sigue siendo un misterio. Se cree que dominar la masa del universo y la evidencia es muy difícil de refutar. Probablemente, el mejor candidato para una explicación es una idea conocida como supersimetría. Los físicos les gusta explotar simetría para construir sus teorías. Por ejemplo, que no importa si realizo un experimento hoy o la semana que viene (en igualdad de condiciones) que constituye una declaración de simetría y, impresionante que parezca, lleva directamente a la ley de conservación de la energía. La supersimetría es más difícil de visualizar, pero sus consecuencias no lo son. Exige que para cada tipo de partícula elemental debe haber un posible gemelo. Esto significa que la mera existencia de los electrones implica que también deben existir electrones supersimétricos (se les llama "selectrones"). Le dije: "Los aspirantes a lo doble", porque si la supersimetría era una simetría perfecta, el electrón y el selectrón tendría la misma masa, pero los experimentos a lo largo de muchos años han demostrado que este no es el caso. El resultado es que si la supersimetría se realiza en la naturaleza, entonces también debe ser "roto" en cierta medida, con el resultado de que los súper-partículas deben ser todos más pesados que los gemelos que ya hemos visto. Esto hace artificial de sonido, hemos introducido una simetría y luego encontró tenemos que romper para ocultar las partículas adicionales embarazosas que predice. Pero la simetría rota es la norma y, a menudo se produce cuando los sistemas se enfríen. Por ejemplo, a temperaturas suficientemente altas, las moléculas de agua tienen la libertad de moverse en todas las direcciones, pero a medida que el aire se enfría se congelan y producen los patrones de belleza que vemos en un cristal de la ventana helada. En este caso, la simetría "todas las direcciones" se rompe a la disminución de la simetría incorporada en el patrón en la ventana. Por lo tanto, es de esperar que la supersimetría no es fácilmente evidente en la frialdad relativa de nuestros experimentos. Como beneficio adicional, el hecho de que todos los súper-partículas deben ser pesados en comparación con las partículas comunes-o-jardín producidos diariamente en el CERN resulta ser una consecuencia directa de la simetría rota - y así la supersimetría no es tan artificial después de todo. El hecho de que uno de esos súper-partículas tiene todas las características necesarias de la materia oscura es una ventaja atractiva. La supersimetría no fue inventada para explicar la materia oscura. Se sienta al lado de espacio-tiempo curvado como una de las bellas ideas que parecen demasiado buenas para no ser cierto. La belleza viene de la forma en que su amplía las simetrías del espacio y el tiempo, según se definen en las teorías de Einstein, con el fin de unificar que posiblemente pueden existir diferentes tipos de partículas. Esta unificación es un ingrediente esencial de las teorías, como la Teoría de Cuerdas. Para muchos físicos teóricos, es difícil creer que la supersimetría no juega un papel en la naturaleza en algún lugar. La gran pregunta es si su influencia se limita sólo a los muy primeros momentos del universo, momentos que se encuentran fuera del alcance incluso del Large Hadron Collider (LHC). Se nos anima a pensar que este no es el caso y que los súper-partículas podría aparecer pronto, no sólo porque es lo que la explicación de la materia oscura podría sugerir, sino porque también proporciona una explicación de por qué la partícula de Higgs debe ser lo más ligero que parece ser. Entonces, ¿cuál de las pruebas? Antes de encender el LHC, no había escasez de optimismo que super-partículas podrían ser producidos en abundancia y que estaríamos celebrando su descubrimiento por ahora, pero eso no ha resultado ser el caso. Las últimas noticias en la búsqueda de la supersimetría se presentó en el reciente simposio Hadron Collider en Kyoto del cual la BBC informó de un resultado presentado por la colaboración Belleza LHC (LHCb, para abreviar) que representa un "duro golpe" para la supersimetría. Entonces, ¿qué miden y qué implica? La forma áspera y listo para descubrir supersimetría en el LHC es aplastar protones entre sí y escanear los escombros en busca de rastros que se produjo un super-partículas. En tanto que las nuevas partículas no son demasiado pesados, que deberían aparecer en algún momento de la vida del LHC. Pero hay otra manera de desentrañar la supersimetría: se puede buscar a su influencia indirecta. Super-partículas deben tener un impacto sobre las cantidades que los experimentadores LHCb están midiendo a pesar de que en realidad podría ser demasiado pesada para ser producido. Esta es una idea inteligente - que explota el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que permite que la energía que se tomó prestado de un espacio vacío, pero sólo por un instante fugaz, después de lo cual tiene que ser devuelto de nuevo. En ese momento, es posible crear un super-partículas. La huella que esto ha sucedido es por lo general demasiado pequeños para medir, una pequeña ola en un océano de olas. Pero aquí es donde entra en juego el LHCb Los experimentadores han estado estudiando el destino de la belleza mesón (o B-mesones, para abreviar). B-mesones se producen prolíficamente y el experimento LHCb está configurado para estudiarlos con alta precisión. Las partículas B-mesones de interés no colgar alrededor por mucho tiempo, en torno a un picosegundo, que "decaimiento" en partículas más ligeras y los súper-partículas producir una onda demasiado débil para ser detectada. Sin embargo, hay muy pocos casos en que los mesones no se deterioran en la forma usual. Uno de los casos se prevé que sea tan raro como para ser casi anulado por la física establecidas. Esto es cuando el decaimiento de mesones y, en su agonía, produce un par de muones (una versión más pesada del electrón). Esto debería ocurrir alrededor de tres veces por cada mil millones de mesones producidos. Esta rareza extrema significa que hay una oportunidad para que el efecto súper partícula diminuta a manifestarse de una manera medible - es como las olas del mar se ha calmado, por lo que las ondas más fácil de detectar. Lo único que se necesita es que los experimentadores a identificar la decadencia y cuentan con qué frecuencia ocurre. Si esto sucede con demasiada frecuencia (o con muy poca frecuencia), entonces podemos empezar a emocionarse. La conclusión es que los experimentadores han tomado la medida - que han contado esas tres veces-en-uno-mil millones decae y se perfectamente de acuerdo con la teoría estándar, sin ningún rastro de ningún súper-partículas (o cualquier otra nuevas partículas, para el caso ). Entonces, ¿dónde deja eso a la supersimetría? La medición LHCb, combinada con otras medidas del LHC, ayuda a reducir las posibilidades pero los datos siguen siendo muy lejos de descartar la supersimetría. Hasta que el LHC activado, se especuló mucho más teórica y esto se talló hacia abajo. Esto es lo que el LHC fue construido para hacer y que o bien descubrir supersimetría y confirmar su predicción de la materia oscura o excluirá al punto de lo que muchos de sus mayores ventajas se pierden. La supersimetría es demasiado amplia para ser una idea del todo excluidas por el LHC, pero sus casos específicos están cayendo progresivamente en el olvido. Como siempre en la ciencia, tenemos que ser pacientes. guardian.co.uk/science/2012/dec/09/s
Posted on: Thu, 06 Jun 2013 06:00:12 +0000
Trending Topics
Recently Viewed Topics
© 2015