Supersimetrija: možna duhovna povezava med delci

Vsak, ki je študiral osnovno znanost, ve o atomu: osnovnem sestavnem delu materije, kot jo poznamo mi. Vsi skupaj z našim planetom, osončjem, zvezdami in galaksijami smo sestavljeni iz atomov. Toda atomi so zgrajeni iz veliko manjših enot, imenovanih "subatomske delce" - elektronov, protonov in nevtronov. Imenujemo te in druge subatomske delce "fizika delcev" preučevanje narave in medsebojnih vplivov med temi delci, ki sestavljajo materijo in sevanje.

Ena izmed najnovejših tem v raziskovanju fizike delcev je "supersimetrija", ki kot struna teorija, uporablja modele enodimenzionalnih strun namesto delcev, da pomaga razložiti nekatere pojave, ki še vedno niso dobro razumljeni. Teorija pravi, da je bilo na začetku vesolja, ko so nastajali rudimentarni delci, hkrati nastalo enako število tako imenovanih "superdelcev" ali "superpartnerjev". Čeprav ta ideja še ni dokazana, jo uporabljajo fiziki instrumenti, kot je Veliki hadronski trkalnik za iskanje teh superdelcev. Če obstajajo, bi vsaj podvojilo število znanih delcev v kozmosu. Da bi razumeli supersimetrijo, je najbolje začeti s pogledom na delce, ki

Subatomski delci niso najmanjše enote materije. Sestavljajo jih še bolj drobne delitve, imenovane elementarni delci, ki jih fiziki sami štejejo za vzbujanje kvantnih polj. V fiziki so polja področja, kjer na vsako območje ali točko vpliva sila, kot sta gravitacija ali elektromagnetizem. "Kvant" se nanaša na najmanjšo količino katere koli fizične entitete, ki je vpletena v interakcije z drugimi subjekti ali na katere vplivajo sile. Energija elektrona v atomu je kvantizirana. Svetlobni delček, imenovan foton, je en sam kvant svetlobe. Polje kvantna mehanika ali kvantna fizika je preučevanje teh enot in kako nanje vplivajo fizični zakoni. Ali pa si omislite to kot preučevanje zelo majhnih polj in diskretnih enot in kako na njih vplivajo fizične sile.

Opisujejo vse znane delce, vključno s subatomskimi delci, in njihove medsebojne vplive teorija, imenovana standardni model. Vsebuje 61 elementarnih delcev, ki se lahko združijo in tvorijo sestavljene delce. To še ni popoln opis narave, vendar daje dovolj, da lahko poskusijo fiziki delcev in razumejo nekaj temeljnih pravil, kako se sestavljajo zadeve, zlasti zgodaj vesolje.

Standardni model opisuje tri od štirih osnovnih sil v vesolju: elektromagnetna sila (ki obravnava interakcije med električno napolnjenimi delci), šibka sila (ki obravnava interakcijo med subatomskimi delci, ki povzročajo radioaktivno razpadanje), in močna sila (ki delce drži na kratkih razdaljah). Ne pojasni gravitacijska sila. Kot že omenjeno, opisuje tudi doslej znanih 61 delcev.

Preučevanje najmanjših delcev in sil, ki jih prizadenejo in upravljajo, je fizike pripeljalo do ideje o super-simetriji. Trdi, da so vsi delci v vesolju razdeljeni v dve skupini: bozoni (ki so razvrščeni v merilne bozone in en skalarni bozon) in fermioni (ki se razvrstijo med kvarke in antikvarke, leptone in protileptone ter njihove različne "generacije"). Hadroni so kompoziti iz več kvarkov. Teorija superimetrije trdi, da obstaja povezava med vsemi temi tipi delcev in podtipi. Tako na primer superpersimetrija pravi, da mora obstajati fermion za vsak bozon, ali pa za vsak elektron pomeni, da obstaja superpartner, ki se imenuje "selektron" in obratno. Ti superpartnerji so na nek način povezani.

Supersimetrija je elegantna teorija in če bi se izkazalo, da je resnična, bi šla daleč v pomoč fiziki v celoti razložijo gradnike snovi v standardnem modelu in vnesejo gravitacijo v zložite. Do zdaj pa niso bili odkriti delci superpartnerja v poskusih z uporabo Veliki hadronski trkalnik. To ne pomeni, da ne obstajajo, ampak da še niso bili odkriti. Pomaga lahko tudi fizikom delcev določiti maso zelo osnovnega subatomskega delca: Higgsovega bozona (kar je manifestacija nekaj, kar se imenuje Higgsovo polje). To je delec, ki daje vsej materi svojo maso, zato je pomembno, da jo temeljito razumemo.

Koncept supersimetrije, čeprav je izjemno zapleten, je v njenem središču način, da se globlje potopimo v temeljne delce, ki sestavljajo vesolje. Medtem ko fiziki delcev menijo, da so našli najbolj osnovne enote materije v subatomskem svetu, je do njihovega razumevanja še daleč. Raziskovanje narave subatomskih delcev in njihovih možnih superpartnerjev se bo nadaljevalo.

Nadpersimetrija lahko pomaga tudi fizikom, ki nimajo ničesar naravo temne snovi. Gre za (doslej) nevidno obliko snovi, ki jo lahko posredno zaznamo s svojim gravitacijskim vplivom na redno snov. Lahko bi ugotovili, da bi lahko isti delci, ki smo jih iskali pri superpersimetričnih raziskavah, pojem narave temne snovi.