Supersimetrija: moguća duhovna veza između čestica

Svatko tko je proučavao osnovnu znanost zna za atom: osnovni gradivni blok materije kao što ga mi poznajemo. Svi mi, zajedno s našim planetom, Sunčevim sustavom, zvijezdama i galaksijama, izgrađeni smo od atoma. Ali sami atomi su izgrađeni od mnogo manjih jedinica koje se nazivaju "subatomske čestice" - elektrona, protona i neutrona. Naziva se proučavanje ovih i drugih subatomskih čestica "fizika čestica" proučavanje prirode i interakcija tih čestica koje čine materiju i zračenje.

Jedna od najnovijih tema istraživanja fizike čestica je "supersimetrija" koja poput niza teorija, koristi modele jednodimenzionalnih nizova umjesto čestica kako bi objasnio određene pojave koje još uvijek nisu dobro razumljive. Teorija kaže da je na početku svemira, kada su nastajale rudimentarne čestice, istodobno stvoren jednak broj takozvanih "superčestica" ili "superpartnera". Iako ta ideja još nije dokazana, fizičari je koriste instrumente kao što je Veliki hadronski sudarač u potrazi za tim superčesticama. Da one postoje, barem bi udvostručio broj poznatih čestica u kozmosu. Da biste razumjeli supersimetriju, najbolje je započeti s pogledom na čestice koje

Subatomske čestice nisu najmanje jedinice materije. Oni su sastavljeni od još tiniernih podjela koje se nazivaju elementarne čestice, koje fizičari sami smatraju uzbuđenjima kvantnih polja. U fizici su polja područja u kojima na svako područje ili točku utječe sila, poput gravitacije ili elektromagnetizma. "Kvant" se odnosi na najmanju količinu bilo kojeg fizičkog entiteta koji je uključen u interakcije s drugim entitetima ili na koje utječu sile. Energija elektrona u atomu se kvantizira. Čestica svjetlosti, koja se naziva foton, je jedan kvant svjetlosti. Polje od kvantna mehanika ili kvantna fizika je proučavanje ovih jedinica i kako fizički zakoni utječu na njih. Ili, mislite o tome kao proučavanju vrlo malih polja i diskretnih jedinica i kako na njih utječu fizičke sile.

Opisuju se sve poznate čestice, uključujući čestice subatoma i njihove interakcije teorija koja se zove Standardni model. Ima 61 elementarna čestica koja se mogu kombinirati u tvorbu složenih čestica. To još nije cjelovit opis prirode, ali daje dovoljno za fizičare čestica i razumjeti neka temeljna pravila o načinu na koji se gradi materijal, posebno u ranim vremenima svemir.

Standardni model opisuje tri od četiri temeljne sile u svemiru: elektromagnetska sila (koja se bavi interakcijama između električno nabijenih čestica), slaba sila (koji se bavi interakcijom između subatomskih čestica koje rezultiraju radioaktivnim raspadom) i jaka sila (koja čestice drži na kratkim udaljenostima). Ne objašnjava gravitacijska sila. Kao što je već spomenuto, također opisuje do sada poznatu 61 česticu.

Proučavanje najmanjih čestica i sila koje ih utječu i upravljaju dovelo je fizičare do ideje o super-simetriji. Tvrdi da su sve čestice u svemiru podijeljene u dvije skupine: bozoni (koji su podklasificirani u mjerne bozone i jedan skalarni bozon) i fermioni (koji se klasificiraju u kvarkove i antikvarije, leptone i antileptone i njihove različite "generacije"). Hadroni su kompoziti iz više kvarkova. Teorija superpersimetrije tvrdi da postoji veza između svih tih vrsta i podvrsta čestica. Tako, na primjer, supersimetrija kaže da fermion mora postojati za svaki bozon, ili, za svaki elektron, sugerira da postoji superpartner koji se naziva "selektron" i obrnuto. Ti su superpartneri međusobno povezani na neki način.

Supersimetrija je elegantna teorija i ako se dokaže da je točna, trebala bi se pomoći dosta fizičari potpuno objašnjavaju građevne blokove materije unutar Standardnog modela i unose gravitaciju u odustati. Do sada, međutim, čestice superpartnera nisu otkrivene u eksperimentima na Veliki hadronski sudarač. To ne znači da ne postoje, ali da još nisu otkriveni. To također može pomoći fizičarima čestica da utvrde masu vrlo osnovne subatomske čestice: Higgsov bozon (što je manifestacija nešto što se naziva Higgsovo polje). Ovo je čestica koja cijeloj materiji daje svoju masu, tako da je važno dobro je razumjeti.

Koncept supersimetrije, iako je izuzetno složen, u osnovi je način da se dublje udubimo u temeljne čestice koje čine svemir. Iako fizičari čestica misle da su pronašli one osnovne jedinice materije u subatomskom svijetu, još uvijek ih je dosta daleko od razumijevanja. Istraživanje prirode subatomskih čestica i njihovih mogućih superpartnera nastavit će se.

Supersimetrija može također pomoći fizičarima koji se nisu uključili priroda tamne materije. To je (do sada) nevidljivi oblik materije koji se može posredno detektirati njegovim gravitacijskim učinkom na redovitu materiju. Moglo bi se utvrditi da bi iste čestice koje smo tražili u istraživanjima supersimetrije mogle shvatiti prirodu tamne materije.