Supersymmetry است فوق العاده عالی. در اینجا آنچه در آن به معنی برای فیزیک ذرات.

Paul M. ساتر است یک اخترفیزیکدان در SUNY استونی بروک و Flatiron موسسه میزبان بخواهید یک فضانورد و فضای رادیوو نویسنده کتاب “جای خود را در جهان.” ساتر کمک این مقاله به Space.com’s کارشناس صدای: Op-Ed & بینش.

تقارن در طبیعت قدرت اساسی ما درک درستی از جهان هستی از جهانی گرانش به وحدت از نیروهای طبیعت در انرژی.

در دهه 1970 فیزیکدانان کشف یک پتانسیل تقارن است که ایالات تمام انواع ذرات در جهان ما از الکترون فوتون و همه چیز را در میان. این ارتباط شناخته شده به عنوان supersymmetryمتکی عجیب کوانتومی اموال چرخش و به طور بالقوه دارای کلید برای باز کردن قفل یک درک جدید از فیزیک.

مرتبط با: 8 گیج کننده نجوم اسرار

تقارن قدرت

برای قرن ها تقارن اجازه داده اند فیزیکدانان برای پیدا کردن زمینه ارتباطات و روابط اساسی در سراسر جهان است. زمانی که اسحاق نیوتن برای اولین بار کلیک بر روی این ایده است که گرانش می کشد که یک سیب از درخت است همان نیروی نگه می دارد که ماه در مدار خود به دور خورشید را کشف کرد یک تقارن: قوانین گرانش واقعا جهانی است. این بینش به او اجازه ایجاد یک جهش فوق العاده ای در درک طبیعت چگونه کار می کند.

در طول 1800s فیزیکدانان در سراسر جهان متعجب و بیش عجیب و غریب خواص برق مغناطیس و تابش. چه چیزی باعث جریان الکتریکی یک سیم است ؟ چگونه می تواند یک چرخش آهنربا فشار که در همان زمان در اطراف ؟ نور یک موج یا ذره? دهه دشوار تعمق به اوج خود رسید در یک تمیز ریاضی دستیابی به موفقیت توسط جیمز کلرک ماکسول که متحد تمام این شاخه مجزا از پرس و جو را تحت یک مجموعه واحد از معادلات ساده: الکترومغناطیس.

آلبرت انیشتین ساخته شده خود را بیش از حد با در نظر گرفتن نیوتن بینش یک گام بیشتر است. مصرف به عنوان یک اصل است که تمام قوانین فیزیکی باید همان بدون در نظر گرفتن موقعیت خود را و یا سرعت او نشان داد نسبیت خاص; مفاهیم فضا و زمان تا به حال به بازنویسی برای حفظ این تقارن طبیعت است. و اضافه کردن جاذبه را به این مخلوط به رهبری او را به نسبیت عامما فهم مدرن از آن نیروی.

حتی ما قوانین حفاظت — حفاظت از انرژی و حفاظت از حرکت و غیره — بستگی به تقارن. این واقعیت است که شما می توانید اجرای یک آزمایش روز پس از روز و همان نتیجه را نشان می دهد از طریق تقارن زمان که از طریق نبوغ ریاضی امی Noether منجر به قانون مکالمه از انرژی است. و اگر شما انتخاب کنید تا خود را آزمایش و حرکت آن را در سراسر اتاق و هنوز هم به همان نتیجه شما فقط کشف تقارن در فضا و مسئول حفاظت از شتاب.

چرخش آینه

در ماکروسکوپی که فقط در مورد مبالغ تا تمام تقارن است که ما مواجه می شوند در طبیعت است. اما جهان زیر اتمی است که یک داستان متفاوت است. ذرات بنیادی از جهان ما یک ویژگی جالب شناخته شده به عنوان “چرخش.” آن را برای اولین بار کشف شد در آزمایش های که شات اتم از طریق متنوع میدان مغناطیسی باعث مسیر خود منحرف در همان راه دقیق که یک ریسندگی الکتریکی شارژ توپ فلزی خواهد بود.

اما ذرات زیر اتمی هستند ریسندگی الکتریکی شارژ توپ فلزی; آنها فقط عمل مانند آنها را در برخی از آزمایشات است. و بر خلاف خود را به طور منظم در دنیای آنالوگ های ذرات زیر اتمی می توانند هر میزان چرخش آنها می خواهید. به جای هر نوع ذرات می شود منحصر به فرد خود مقدار چرخش.

مختلف مبهم ریاضی دلایل برخی از ذرات مانند الکترون را به یک چرخش ½ در حالی که دیگر ذرات مانند فوتون چرخش از 1. اگر شما تعجب کنید که چگونه یک فوتون احتمالا می تواند رفتار مانند یک چرخش شارژ توپ فلزی سپس عرق نیست آن را بیش از حد; شما فقط فکر می کنم از “چرخش” به عنوان یکی دیگر از اموال از ذرات زیر اتمی است که ما باید برای پیگیری مانند خود جرم و اتهام. و برخی از ذرات بیشتر از این اموال و برخی کمتر.

به طور کلی وجود دارد دو “خانواده” از ذرات: کسانی که با نیم عدد صحیح (1/2, 3/2, 5/2, و غیره.) چرخش و کسانی که با کل عدد صحیح (0, 1, 2, و غیره.) چرخش. این halfsies به نام “fermions” و ساخته شده از بلوک های ساختمان از جهان ما: الکترون ها کوارک نوترينو ، این wholsies به نام “bosons” و حامل نیروهای طبیعت: فوتون gluons و بقیه.

در نگاه اول این دو خانواده از ذرات احتمالا نمی تواند هر گونه متفاوت است.

مرتبط با: حواس پرت فیزیک: جالبترین کوچک ذرات در طبیعت

سمفونی sparticles

در دهه 1970 رشته پردازان شروع به نگاه انتقادی به این اموال از چرخش و شروع به تعجب می کنم اگر ممکن است یک تقارن طبیعت وجود دارد. این ایده به سرعت گسترش در خارج رشته جامعه و تبدیل شد به یک منطقه فعال پژوهشی در سراسر فیزیک ذرات. اگر این “supersymmetry” را متحد این دو ظاهر متفاوت خانواده ها از ذرات. اما آنچه که این supersymmetry نگاه مانند?

جان کلام اساسی است که در supersymmetry هر fermion را یک “superpartner ذرات” (یا “sparticle” به صورت کوتاه و نام آنها تنها به بدتر) در بوزون جهان و بالعکس با همان جرم و اتهام اما چرخش متفاوت.

اما اگر ما به دنبال sparticles ما نمی پیدا کردن هر. برای مثال sparticle از الکترون (که “selectron”) را باید با همان جرم و اتهام به عنوان الکترون اما یک چرخش از 1.

که ذرات وجود ندارد.

پس به نوعی این تقارن باید شکسته شود در جهان ما رانندگی تا توده sparticles خارج از محدوده ما ذرات colliders. وجود دارد بسیاری از راه های مختلف دستیابی به supersymmetry همه پیش بینی توده های مختلف برای selectrons توقف کوارک های sneutrinos و هر کس دیگری.

تا به امروز هیچ مدرکی برای supersymmetry یافت شده است و آزمایش در برخورددهنده بزرگ هادرون را رد کرد ساده ترین مدل سیستمی. در حالی که آن را کاملا آخرین میخ بر تابوت نظریه پردازان در حال خاراندن سر خود را بدانم اگر supersymmetry واقعا در طبیعت یافت می شود و آنچه ما باید از بعدی فکر می کنم اگر ما می تواند هر چیزی را پیدا کند.

کسب اطلاعات بیشتر با گوش دادن به قسمت “است که نظریه ریسمان ارزش آن را? (بخش 4: آنچه ما نیاز داریم یک ابرقهرمان)” در درخواست یک فضانورد پادکست در دسترس در iTunesو در وب در http://www.askaspaceman.com. با تشکر از John C., Zachary H. @edit_room متی Y., Christopher L. Krizna W., سایان P., Neha S., Zachary H. جویس S., Mauricio M. @shrenicshah, Panos T. Dhruv R., Maria A. منوده B. oiSnowy اوان T. Dan M. جان T. @twblanchard, Aurie, Christopher M. @unplugged_wire این Giacomo S. خندقها F. برای این پرسش است که منجر به این قطعه! پرسیدن سوال های خود را در توییتر با استفاده از #AskASpaceman یا زیر پل @PaulMattSutter و facebook.com/PaulMattSutter. دنبال کنید با ما در توییتر @Spacedotcom یا Facebook.

All About Space Holiday 2019

نیاز به فضای بیشتر? اشتراک خواهر ما عنوان “همه چیز در مورد فضا” مجله برای آخرین اخبار شگفت انگیز از مرز نهایی! (اعتبار تصویر: همه چیز در مورد فضا)

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de