 |
| Ακόμα ελπίζουν για SUSY: το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck |
Αποδεικτικά στοιχεία υπερσυμμετρίας (SUSY) θα μπορούσαν να υπάρχουν στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων CMB (cosmic microwave background), σύμφωνα με ένα φυσικό του Ηνωμένου Βασιλείου που υπολόγισε πως η θεωρία θα μπορούσε να επηρεάσει τις διακυμάνσεις της CMB.
Η δήλωση έρχεται μόλις λίγες ημέρες μετά τις τελευταίες παρατηρήσεις στο CMB δώθηκαν από την ομάδα που παρακολουθεί το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck - με τα αποτελέσματα να δείχνουν ότι αποδεικτικά στοιχεία για την SUSY δεν μπορούν να συμβεί στο μέλλον από την CMB. Ωστόσο, αν αυτοί οι τελευταίοι υπολογισμοί είναι σωστοί, η CMB θα μπορούσε να προσφέρει ένα παράθυρο στη σκοτεινή ύλη και να συμπληρώσει την αναζήτηση για SUSY στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), όταν αρχίσει και πάλι να λειτουργεί το 2015.
Τον περασμένο Μάρτιο, η ομάδα που είναι πίσω από το τηλεσκόπιο Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας κυκλοφόρησε τον πιο ακριβή μέχρι σήμερα χάρτη της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου (CMB) - την ακτινοβολία "λείψανο" που έχει απομείνει από το Big Bang. Όπως επίσης και βάζοντας αυστηρότερους περιορισμούς όσον αφορά την ηλικία του σύμπαντος και το περιεχόμενό της, τα ευρήματα αυτά υποστηρίζουν σθεναρά την ιδέα ότι το πρώιμο σύμπαν υποβλήθηκε σε μια ραγδαία διαστολή γνωστή ως πληθωρισμός. Στο πρώτο μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου, το σύμπαν "βρέφος" διογκώθηκε κατά ένα παράγοντα 10^78. Η απλούστερη εξήγηση των φυσικών είναι ότι το πεδίο - του πληθωρισμού (inflaton)- υπό την προϋπόθεση ότι αυτός ο μηχανισμός το αυξάνει εκθετικά. Φυσικοκβαντικές διακυμάνσεις εντός του inflaton θα είχε καεί πάρα πολύ και τώρα αποτυπώνεται ως διάστικτες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στον χάρτη CMB του Planck.
Τον περασμένο Μάρτιο, η ομάδα που είναι πίσω από το τηλεσκόπιο Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας κυκλοφόρησε τον πιο ακριβή μέχρι σήμερα χάρτη της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου (CMB) - την ακτινοβολία "λείψανο" που έχει απομείνει από το Big Bang. Όπως επίσης και βάζοντας αυστηρότερους περιορισμούς όσον αφορά την ηλικία του σύμπαντος και το περιεχόμενό της, τα ευρήματα αυτά υποστηρίζουν σθεναρά την ιδέα ότι το πρώιμο σύμπαν υποβλήθηκε σε μια ραγδαία διαστολή γνωστή ως πληθωρισμός. Στο πρώτο μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου, το σύμπαν "βρέφος" διογκώθηκε κατά ένα παράγοντα 10^78. Η απλούστερη εξήγηση των φυσικών είναι ότι το πεδίο - του πληθωρισμού (inflaton)- υπό την προϋπόθεση ότι αυτός ο μηχανισμός το αυξάνει εκθετικά. Φυσικοκβαντικές διακυμάνσεις εντός του inflaton θα είχε καεί πάρα πολύ και τώρα αποτυπώνεται ως διάστικτες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στον χάρτη CMB του Planck.
Εντυπωμένα από τα sparticles;
Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές που εργάζονται σε θεωρίες που πηγαίνουν πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής πιστεύουν ότι το inflaton θα είχε άλλους τομείς για την εταιρεία. Η SUSY περιλαμβάνει μια τέτοια οικογένεια θεωριών και αξιώματα ότι κάθε γνωστό σωματίδιο έχει ένα-ακόμη-αθέατο συνεργάτη γνωστό ως "υπερσωματίδιο (superparticle)" ή "sparticle". Κάθε sparticle έχει ένα αντίστοιχο πεδίο που θα έπρεπε να ήταν παρόν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος και ως εκ τούτου θα μπορούσε επίσης να αποτυπωθεί στο CMB.
Τώρα, ο Anupam Mazumdar του Lancaster University, έχει προσπαθήσει να εξερευνήσει αυτή την ιδέα περαιτέρω, λέγοντας στο physicsworld.com. "Μια φυσική ερώτηση που μπορεί κανείς να κάνει είναι το τι ρόλο έπαιζαν αυτά τα πεδία στο πρώιμο σύμπαν;"
Στην προσπάθειά μας να απαντήσουμε σε αυτό, προέκυψε μια νέα ιδέα. "Είναι πιθανό τα επιπλέον πεδία να παίζουν το ρόλο των θεατών, δεν μπορεί να τροποποιήσει τη δυναμική του πληθωρισμού, αλλά εξακολουθεί να αφήνει ένα αποτύπωμα," εξηγεί ο ίδιος. Αυτός υπολογίζει ότι οι διακυμάνσεις εντός αυτών των πεδίων θεατών θα ήταν πολύ μεγαλύτερες από αυτές του inflaton. Θα μπορούσε να ισχύει, λοιπόν, ότι αυτά τα πεδία θεατές και όχι το inflaton, να είναι υπεύθυνα για τα στίγματα στο χάρτη CMB. Το βασικό κριτήριο είναι το πώς διανέμονται τα στίγματα. "Αν προκαλούνται από τις διακυμάνσεις σε πολλαπλά πεδία, στη συνέχεια η κατανομή τους [σε ολόκληρο τον χάρτη CMB] δεν θα είναι ακριβώς κατά Gauss", λέει ο Mazumdar, αναφερόμενος στο σχήμα καμπύλης καμπάνας πανταχού παρούσα στον τομέα των στατιστικών.
Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές που εργάζονται σε θεωρίες που πηγαίνουν πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής πιστεύουν ότι το inflaton θα είχε άλλους τομείς για την εταιρεία. Η SUSY περιλαμβάνει μια τέτοια οικογένεια θεωριών και αξιώματα ότι κάθε γνωστό σωματίδιο έχει ένα-ακόμη-αθέατο συνεργάτη γνωστό ως "υπερσωματίδιο (superparticle)" ή "sparticle". Κάθε sparticle έχει ένα αντίστοιχο πεδίο που θα έπρεπε να ήταν παρόν στις πρώτες στιγμές του σύμπαντος και ως εκ τούτου θα μπορούσε επίσης να αποτυπωθεί στο CMB.
Τώρα, ο Anupam Mazumdar του Lancaster University, έχει προσπαθήσει να εξερευνήσει αυτή την ιδέα περαιτέρω, λέγοντας στο physicsworld.com. "Μια φυσική ερώτηση που μπορεί κανείς να κάνει είναι το τι ρόλο έπαιζαν αυτά τα πεδία στο πρώιμο σύμπαν;"
Στην προσπάθειά μας να απαντήσουμε σε αυτό, προέκυψε μια νέα ιδέα. "Είναι πιθανό τα επιπλέον πεδία να παίζουν το ρόλο των θεατών, δεν μπορεί να τροποποιήσει τη δυναμική του πληθωρισμού, αλλά εξακολουθεί να αφήνει ένα αποτύπωμα," εξηγεί ο ίδιος. Αυτός υπολογίζει ότι οι διακυμάνσεις εντός αυτών των πεδίων θεατών θα ήταν πολύ μεγαλύτερες από αυτές του inflaton. Θα μπορούσε να ισχύει, λοιπόν, ότι αυτά τα πεδία θεατές και όχι το inflaton, να είναι υπεύθυνα για τα στίγματα στο χάρτη CMB. Το βασικό κριτήριο είναι το πώς διανέμονται τα στίγματα. "Αν προκαλούνται από τις διακυμάνσεις σε πολλαπλά πεδία, στη συνέχεια η κατανομή τους [σε ολόκληρο τον χάρτη CMB] δεν θα είναι ακριβώς κατά Gauss", λέει ο Mazumdar, αναφερόμενος στο σχήμα καμπύλης καμπάνας πανταχού παρούσα στον τομέα των στατιστικών.
Χώρος για μια νέα φυσική
Ωστόσο, υπάρχει μια εμπλοκή. Αρχικές εργασίες Mazumdar δημοσιεύθηκε στο Physical Review D πριν από την απελευθέρωση των ευρημάτων Planck, που έχουν δείξει από την διανομή να είναι πιο κοντά στην Gaussian από ποτέ προηγουμένως μετρηθεί.Επανεξετάζοντας το έργο του υπό το φως του Planck, τοποθέτησε ένα νέο έγγραφο στο arXiv σέρβερ προ-εκτύπωσης. "Έπρεπε να αποκλείσει κάποιες παραμέτρους, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει χώρος εκεί για μια νέα φυσική", υποστηρίζει. Μιλώντας στοphysicsworld.com μπροστά από ένα πρόσφατο συνέδριο Planck στην Ολλανδία, λέει ότι θα παρουσιάσει στοιχεία που αποδεικνύουν ότι "πολλαπλά πεδία θα μπορούσαν να παίξουν τον ίδιο ρόλο ως ένα ενιαίο πεδίο, εντός του εύρους που Planck έχει δείξει".
Επί του παρόντος, είναι δύσκολο να πω ένα τρόπο ή τον άλλο, αλλά οποιαδήποτε απόκλιση από μια Gaussian κατανομή της CMB θα αφήσει την πόρτα ανοιχτή για να SUSY. "Planck έχει μειωθεί η πιθανότητα ενός συνδέσμου, αλλά δεν έχει καταστραφεί», εξηγεί ο Andrew Pontzen του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. "Θα χρειαστούμε μελλοντικά πειράματα, όπως η πλατεία Array Χιλιόμετρο, αλλά αν ένας σύνδεσμος μπορεί να πείραζαν από τον πληθωρισμό μεταξύ της φυσικής και της υπερσυμμετρίας, που θα είναι συναρπαστικό», είπε.
Ωστόσο, υπάρχει μια εμπλοκή. Αρχικές εργασίες Mazumdar δημοσιεύθηκε στο Physical Review D πριν από την απελευθέρωση των ευρημάτων Planck, που έχουν δείξει από την διανομή να είναι πιο κοντά στην Gaussian από ποτέ προηγουμένως μετρηθεί.Επανεξετάζοντας το έργο του υπό το φως του Planck, τοποθέτησε ένα νέο έγγραφο στο arXiv σέρβερ προ-εκτύπωσης. "Έπρεπε να αποκλείσει κάποιες παραμέτρους, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει χώρος εκεί για μια νέα φυσική", υποστηρίζει. Μιλώντας στοphysicsworld.com μπροστά από ένα πρόσφατο συνέδριο Planck στην Ολλανδία, λέει ότι θα παρουσιάσει στοιχεία που αποδεικνύουν ότι "πολλαπλά πεδία θα μπορούσαν να παίξουν τον ίδιο ρόλο ως ένα ενιαίο πεδίο, εντός του εύρους που Planck έχει δείξει".
Επί του παρόντος, είναι δύσκολο να πω ένα τρόπο ή τον άλλο, αλλά οποιαδήποτε απόκλιση από μια Gaussian κατανομή της CMB θα αφήσει την πόρτα ανοιχτή για να SUSY. "Planck έχει μειωθεί η πιθανότητα ενός συνδέσμου, αλλά δεν έχει καταστραφεί», εξηγεί ο Andrew Pontzen του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα. "Θα χρειαστούμε μελλοντικά πειράματα, όπως η πλατεία Array Χιλιόμετρο, αλλά αν ένας σύνδεσμος μπορεί να πείραζαν από τον πληθωρισμό μεταξύ της φυσικής και της υπερσυμμετρίας, που θα είναι συναρπαστικό», είπε.
Προς τα πού τα WIMPs;
Μέρος του ενθουσιασμού πηγάζει από τη δυνατότητα να εξηγήσουν τη σκοτεινή ύλη, τη σκοτεινή οντότητα που το αποτέλεσμα του Planck αποκάλυψε ότι αποτελεί σχεδόν το 27% της μάζας / ενέργειας του σύμπαντος. Παρά το γεγονός ότι οι φυσικοί δεν γνωρίζουν ακριβώς τι είναι η σκοτεινή ύλη, κάποιες θεωρίες υπερσυμμετρίας προβλέπουν την ύπαρξη των ασθενώς αλληλεπιδρώντα σωματίδια με μάζα (WIMPs), που είναι ένας κορυφαίος υποψήφιος για την σκοτεινή ύλη."Κλείνοντας για το WIMPs με πειράματα, όπως το Large Hadron Collider, ώστε αν θα μπορούσατε να κάνει επίσης μια σύνδεση με την περίοδο του πληθωρισμού, που θα μας επιτρέψει να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα από δύο οπτικές γωνίες", εξηγεί ο Pontzen.
Η ιδέα του Mazumdar περί φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο μπορεί να παίζει το ρόλο του πληθωρισμού, προς το παρόν και να παραμένει μια δελεαστική δυνατότητα.
Η ιδέα του Mazumdar περί φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο μπορεί να παίζει το ρόλο του πληθωρισμού, προς το παρόν και να παραμένει μια δελεαστική δυνατότητα.
Πηγή, physicsworld
Απόδοση, Δ. Γιάκα
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου