3497
The Economist: 2015 рік стане критичним для фізичної Стандартної Моделі
— Технології&Авто
Протягом всього наступного року фізики будуть нервово гризти нігті – так чи інакше 2015 рік стане знаменним для їхньої сфери, – пише The Economist. Або теоретики вражаюче матимуть рацію, і експериментатори зможуть впевнено рухатися далі незайманими просторами так званої нової фізики (беручи участь в цікавому сафарі – полюванні на нові частинки), або вони виявлять (без великого перебільшення), що не розуміють, як насправді працює Всесвіт.
Основне завдання ВАК, оскільки він уже виявив широко розрекламований бозон Хіггса, полягає у відстеженні практично так само розрекламованого – і майже настільки ж невловимого – явища під назвою С’юзі. Цю кличку фізики присвоїли концепції суперсиметрії, яка лежить в основі більшості моделей нової фізики.
С’юзі, вигадана в 1981 році як відповідь на важкі питання до існуючих фізичних моделей, грала в хованки відтоді, як американці першими задіяли нині закритий прискорювач Теватрон в лабораторії Фермілабі неподалік від Чикаго. Потім європейці використовували ВАК у ЦЕРНі, женевській лабораторії, вони розшукували свідчення її існування. Дослідники поступово збільшували потужність своїх машин в пошуку захованих частинок і опинилися в такій ситуації – якщо деякі з цих часток не з’являться під час нового запуску, фізикам доведеться відмовитися від самої ідеї і придумати щось інше.
С’юзі покликана розв’язати головоломку. У другій половині 20 століття фізики скрупульозно конструювали те, що стало називатися Стандартною Моделлю. Вона пояснює всі відомі фундаментальні частинки і явища, крім гравітації, для якої існує своя, окрема модель під назвою “загальна теорія відносності”. І хоча Стандартна Модель працює, вона залежить від багатьох довільних математичних припущень. Головоломка полягає в тому, чому ці припущення володіють конкретно такими якостями. І необхідність у багатьох цих припущеннях зникла б, якби відомі частки мали більш важких партнерів: їхніх суперсиметричних близнюків.
Існують різні версії суперсиметрії, але найбільш правдоподібні з них припускають, що деякі з цих партнерських часток, будучи важчими від частинок Стандартної Моделі (і, відповідно, їх важче отримати в прискорювачі), проте досить легкі, так що або їх вже мали виявити, або вони досить швидко з’являться з запуском ВАК. Удосконалення прискорювача – остання роздача карт на підтримку теорії, як мінімум в її загальноприйнятому вигляді.
Нездатність виявити суперсиметрію стане проблемою не тільки для тих, хто сподівається використати її для прояснення Стандартної Моделі, але також і для тих, хто вважає, що С’юзі пояснить природу так званої темної матерії – гравітаційний ефект якої в шість разів сильніший у Всесвіті, ніж явна матерія, з якої складаються атоми. Багато фізиків упевнені, що чорна матерія складається з одного або більше типів партнерських частинок суперсиметрії. Якщо виявиться, що такі частинки ілюзорні – і цим фізикам також доведеться думати заново.
Хоча, якщо С’юзі не з’явиться, це не стане кінцем фізики. Для науки не знайти щось – часто може бути більш знаменно, ніж знайти. В кінці 19 століття, наприклад, проводилося полювання на ефір, схоже на полювання на С’юзі; практично всі фізики тоді вважали, що він заповнював простір і проводив світло, як повітря проводить звук. Але експеримент двох американців, Альберта Майкельсона і Едварда Морлі, показав, що ефіру не існує. Фізики оточили не те дерево і знадобилися Макс Планк і Альберт Ейнштейн, засновники квантової теорії і теорії відносності, щоб запропонувати нові дерева.
Століття потому було посаджено кілька альтернативних дерев – просто на той випадок, якщо С’юзі не з’явиться до призначеного часу. Наприклад, існують більш складні версії суперсиметрії. Вони володіють однією перевагою (з погляду нинішньої відсутності необхідних частинок) – передбачувані частинки дуже важкі навіть для поліпшеного ВАК. Недолік цих теорій полягає в тому, що вони набагато складніші. Їх відродження скидається на те, як древній астроном додає епіцикл до орбіти планети, щоб рух планети підходив під дані, коли насправді потрібно тільки змінити точку зору на те, де знаходиться центр сонячної системи.
Інший підхід, чия гідність полягає в можливості змістити точку зору, передбачає прийняття того факту, що довільні допущення Стандартної Моделі – фактично довільна реальність. Фізики ставляться до цього з небажанням, оскільки навіть дрібні зміни в цифрах приведуть до цілісного розвалу. Результатом стане або радикально інший Всесвіт, або відсутність Всесвіту як такого. Згідно з аргументами, не віриться, що для створення конкретно цього Всесвіту, в якому живуть люди, все може бути так ідеально співналаштуватися по випадковості.
Вихід з цього, з точки зору тих, хто не бажає відсилання до розумного творця, – допустити, що видимий Всесвіт – тільки один з нескінченного числа всесвітів, а в кожному з них діють свої фізичні закони. У такому випадку, тільки всесвіти, керовані Стандартною Моделлю, або чимось на неї схожим, можуть володіти необхідними умовами для появи фізиків, здатних їх досліджувати.
Ці аргументи йдуть у філософію, бо навіть якщо існують множинні всесвіти, можливо, їх неможливо досліджувати. У дні Ісаака Ньютона фізиків називали “натурфілософами”. Можливо, саме час цей термін відродити.
За матеріалами: Діло
Поділитися новиною
