LHC greitintuvas ir papildomos dimensijos (1)
2008-07-25 10:58
Mokslininkai deda daug vilčių į LHC greitintuvą. Tiesą sakant, lūkesčiai yra milžiniški, nes jau keturiolika metų konstruojama mašina gali padėti aptikti naujų dalelių egzistavimo įrodymų ir patvirtinti arba paneigti įvairias fizikos teorijas. Tačiau vieną fizikų grupę labiausiai domina kitas potencialus atradimas – naujos dimensijos. LHC greitintuve protonų susidūrimų energijos pakaks pažvelgti į nepaprastai smulkaus mastelio erdvę, o tai reiškia, kad galbūt net į netyrinėtas mažytes dimensijas.
„Net jeigu LHC greitintuvas padėtų atskleisti, kas yra papildoma dimensija, visa tai galėtų būti tik dar sudėtingesnės fizikos teorijos holograma“, – teigia Bostono universiteto ir Jorko universiteto Ontaryje (Kanada) fizikė Veronika Sanz (Veronica Sanz). Ši mokslininkė kartu su dviem kitais kolegomis nagrinėja papildomos dimensijos aptikimo galimybę.
Sakydama „holograma“ V. Sanz neturi galvoje plokščio atvaizdo, kuris atrodo kaip trimatis. Dalelių fizikoje holografija išreiškia papildomą dimensiją, kurios reikia norint susidoroti su stipriai sąveikaujančių sistemų (tokių kaip susidūrimai LHC greitintuve) skaičiavimais.
„LHC greitintuvas gali padėti aptikti naujos rūšies stipriąsias sąveikas, gerokai besiskiriančias nuo stipriosios branduolinės jėgos, kuri mums puikiai pažįstama standartiniame modelyje“, – prideda Jeilio universiteto fizikas Adamas Martinas (Adam Martin).
Stiprioji branduolinė sąveika yra viena iš keturių gamtoje egzistuojančių fundamentaliųjų jėgų, neleidžianti atomų branduolius sudarantiems protonams ir neutronams išsilakstyti. Ją perneša gliuonai. Likusios trys – elektromagnetinė, gravitacinė ir silpnoji sąveikos. Elektromagnetinę, stipriąją ir silpnąją jėgas aprašo fizikos teorija, vadinama standartiniu modeliu (gravitacija paliekama nuošalyje, nes ji yra gerokai silpnesnė už visas likusias).
Vis dėlto standartinis modelis nėra užbaigtas: viena dalelė, vadinama Higso bozonu, dar neatrasta. Tai yra vienintelė trūkstama standartinio modelio dėlionės detalė, todėl tikimasi, kad jos atradimas greičiausiai vainikuos visus LHC greitintuvo rezultatus. Jeigu ją pavyktų aptikti, mokslininkams masės prigimtis taptų aiškesnė ir galbūt pavyktų atsakyti į klausimą, kodėl medžiagą gali sudaryti bemasės elementariosios dalelės. Higso bozonas, kaip manoma, suteikia elementariosioms dalelėms mases.
Tačiau Higso dalelės gali nepavykti aptikti arba ji apskritai net neegzistuoja. Jeigu tai tiesa, standartinio modelio skaičiavimai taptų griozdiški ir nepaprastai painūs (nes tik Higso mechanizmas suteikia apčiuopiamą prasmę). Nauja fizikinė dimensija, jeigu ji būtų tik menama, padėtį iš esmės pakeistų.
„Kiek payko išsiaiškinti, gamtai papildomos dimensijos gali būti reikalingos dalelių masėms skaičiuoti“, – apibendrina Jeilio universiteto fizikas Johanas Hirnas (Johannes Hirn).
Mokslininkų darbas išspausdintas gegužės 23 d. „Journal of High Energy Physics“ internetiniame variante.