ทฤษฏีฟิสิกส์อนุภาคที่สวยงามแต่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์กำลังเหี่ยวเฉาท่ามกลางแสงข้อมูลที่รุนแรง
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักฟิสิกส์อนุภาคจำนวนมากได้อุทิศตนให้กับทฤษฎีอันเป็นที่รักซึ่งเรียกว่าสมมาตรยิ่งยวด แต่ดูเหมือนว่าสวนสัตว์แห่งอนุภาคใหม่ที่ทฤษฎีทำนายไว้—ลูกพี่ลูกน้องที่หนักกว่าของอนุภาคที่รู้จัก—อาจมีชีวิตอยู่ได้เฉพาะในจินตนาการของนักฟิสิกส์เท่านั้น หรือถ้ามีอนุภาคที่เรียกว่า superpartners อยู่จริง พวกมันไม่ใช่สิ่งที่นักฟิสิกส์คาดหวัง
ข้อมูลใหม่จากเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลก
— Large Hadron Collider ซึ่งตอนนี้ทำงานด้วยพลังงานที่สูงขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา — ไม่แสดงร่องรอยของ superpartners ดังนั้น ผู้สนับสนุนทฤษฎีที่กระตือรือร้นที่สุดจึงเริ่มจ่ายเงินสำหรับความมั่นใจมากเกินไป ในรูปของขวดบรั่นดีราคาแพง เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม นักฟิสิกส์กลุ่มหนึ่งซึ่งเดิมพันว่า LHC จะยืนยันทฤษฎีนี้อย่างรวดเร็วได้ตัดสินการ เดิมพันอายุ 16 ปี ในการประชุมฟิสิกส์ในโคเปนเฮเกน นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Nima Arkani-Hamed ได้เสนอคอนยัคหนึ่งขวดแก่นักฟิสิกส์ที่พนันว่าอนุภาคใหม่จะเกิดช้าหรืออาจไม่มีอยู่เลย
ร่วมเป็นพันธมิตร
สมมาตรยิ่งยวดทำนายว่าอนุภาคพื้นฐานที่รู้จักในฟิสิกส์ (บนสุด) มีคู่ของอนุภาคยิ่งสูง (ล่าง) ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนมีคู่ที่เรียกว่า “ซีเล็คตรอน” และคู่ของ Higgs boson คือ Higgsino superpartners มีขนาดใหญ่กว่าคู่ของพวกเขา (ระบุโดยขนาดของทรงกลม)
© DESIGNUA /DREAMSTIME.COM
ไม่ว่าทฤษฎีสัตว์เลี้ยงของพวกเขาจะถูกหรือผิด นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีหลายคนรู้สึกตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่งที่ข้อมูล LHC ใหม่สามารถยึดแนวคิดของพวกเขากับความเป็นจริงได้ในที่สุด นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Yonit Hochberg จาก Cornell University กล่าว “แน่นอนว่าในท้ายที่สุด ธรรมชาติกำลังจะบอกเราว่าความจริงคืออะไร”
สมมาตรยิ่งยวดไม่ได้ตัดขาดจากข้อมูลใหม่ แต่ถ้าอนุภาคใหม่มีอยู่จริง พวกมันจะต้องหนักกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดไว้ “ตอนนี้ ธรรมชาติกำลังบอกเราว่าถ้าสมมาตรยิ่งยวดเป็นทฤษฎีที่ถูกต้อง มันก็ดูไม่เหมือนที่เราคิดไว้” Hochberg กล่าว
ตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2015 LHC ที่ห้องทดลองฟิสิกส์อนุภาคของยุโรป CERN ใกล้เจนีวา ได้ทำลายโปรตอนเข้าด้วยกันด้วยพลังงานที่สูงกว่าที่เคยเป็นมา นั่นคือ 13 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์ นักฟิสิกส์กระตือรือร้นที่จะดูว่าอนุภาคใหม่จะโผล่ออกมาจากพลังงานเหล่านี้หรือไม่ แต่ผลลัพธ์ที่ได้ตกลงอย่างท่วมท้นกับแบบจำลองมาตรฐาน ทฤษฎีที่จัดตั้งขึ้นซึ่งอธิบายอนุภาคที่รู้จักและปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน
เป็นชัยชนะสำหรับรุ่นมาตรฐาน แต่เป็นความผิดหวังสำหรับนักฟิสิกส์ที่หวังว่าจะเปิดเผยรอยแตกในทฤษฎีนั้น นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Matthew Buckley จาก Rutgers University ใน Piscataway รัฐนิวเจอร์ซีย์กล่าวว่า “มีความตื่นตระหนกในระดับต่ำ” “เราไม่มีข้อมูลเป็นเวลานานและในช่วงเวลานั้นนักทฤษฎีหลายคนได้คิดแนวคิดที่น่าสนใจมาก และความคิดเหล่านั้นกลับกลายเป็นว่าผิด”
นักฟิสิกส์ทราบดีว่าแบบจำลองมาตรฐานต้องพังลงที่ไหนสักแห่ง มันไม่ได้อธิบายว่าทำไมเอกภพจึงมีสสารมากกว่าปฏิสสาร และไม่สามารถระบุที่มาของสสารมืดและพลังงานมืดได้ ซึ่งคิดเป็น 95 เปอร์เซ็นต์ของสสารและพลังงานในจักรวาล
แม้แต่ความสำเร็จสูงสุดของ LHC การค้นพบ Higgs boson ในปี 2012 ( SN: 7/28/2012, p. 5 ) บ่งบอกถึงความเจ็บป่วยในแบบจำลองมาตรฐาน มวลของ Higgs boson ที่ 125 พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์ นั้นเล็กกว่าที่ทฤษฎีคาดการณ์ไว้อย่างไร้เดียงสาอย่างมาก นักฟิสิกส์กังวลว่ามวลนั้นไม่ใช่ “ธรรมชาติ” — ปัจจัยที่ส่งผลต่อมวลฮิกส์จะต้องได้รับการปรับอย่างละเอียดเพื่อตัดกันและทำให้มวลมีขนาดเล็ก ( SN Online: 10/22/13 )
ในบรรดาทฤษฎีมากมายที่พยายามแก้ไขจุดอ่อนของแบบจำลองมาตรฐาน ความสมมาตรยิ่งยวดเป็นทฤษฎีที่โด่งดังที่สุด นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี นาธาเนียล เครก จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตา บาร์บารา กล่าวว่า “สมมาตรยิ่งยวดเป็นกระบวนทัศน์ที่โดดเด่นนี้มาเป็นเวลา 30 ปีแล้ว เพราะมันสวยงามมาก และสมบูรณ์แบบมาก” แต่สมมาตรยิ่งยวดเริ่มน่าสนใจน้อยลงเมื่อ LHC รวบรวมการชนกันมากขึ้นโดยไม่มีสัญญาณของซุปเปอร์พาร์ทเนอร์
สมมาตรยิ่งยวดแก้ปัญหาหลักสามประการในฟิสิกส์: มันอธิบายว่าทำไมฮิกส์ถึงเบามาก มันให้อนุภาคที่ทำหน้าที่เป็นสสารมืด และก็หมายความว่าแรงทั้งสามของแบบจำลองมาตรฐาน (แม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอและแข็งแกร่ง) จะรวมกันเป็นหนึ่งเดียวด้วยพลังงานสูง
หาก supersymmetry เวอร์ชันง่าย ๆ ถูกต้อง LHC น่าจะตรวจพบ superpartner แล้ว ในขณะที่ LHC ขจัดอนุภาคดังกล่าวในมวลที่มากขึ้นเรื่อย ๆ การรักษาคุณสมบัติที่น่าดึงดูดของสมมาตรยิ่งยวดนั้นจำเป็นต้องมีการบิดเบือนทางทฤษฎีที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งลอกแนวคิดของความสง่างามบางอย่างที่ชักชวนให้นักวิทยาศาสตร์ยอมรับเป็นครั้งแรก
credit : jimmiessweettreats.com kyronfive.com lacanadadealbendea.com lojamundometalbr.com loquelaverdadesconde.com mafio-weed.com maggiesbooks.com maisonmariembalagens.com matteograssi.org mba2.net
