Rezultatele primilor trei ani de funcționare a acceleratorului Large Hadron Collider nu au arătat semne ale existenței supersimetriei, dezamăgitoare astfel mulți fizicieni. Cât de critică este datele pentru ideea de supersimetriei și diferitelor sale modele? Așa cum este acum fizicienii optimiza căutarea supersimetriei în viitor datele LHC?
Supersimetria - una dintre ideile cele mai strălucite și mai fructuoase în mii teoretice de mare de energie fizica eticheskoy. Mulți fizicieni speră că acesta va fi asociat cu ea stratul profund al realității, care se află sub imaginea modernă a microcosmos - Modelul Standard. Sper că nu ține pe cuvinte goale: sub multe modele supersimetrice rezolvate in mod natural unele întrebări foarte dificile și deschise ale Modelului Standard. Nu este surprinzător faptul că căutarea supersimetriei a devenit una dintre cele mai importante probleme științifice forței de muncă intensivă a Large Hadron Collider.
așteptările inițiale ale rezultatelor LHC-ului au fost foarte roz; ia în considerare în mod serios dezvoltarea de evenimente, atunci când artificiile începe efecte noi din primele săptămâni de funcționare a acceleratorului privind energia calculată și. Realitatea, însă, a fost sobru: după trei ani de funcționare LHC, nici un semn de supersimetriei nu este vizibil. Ai putea spune chiar răspicat: acele variante simple, cu siguranță închise ale modelelor supersimetrici cu superparticulelor lumina pe care acum o duzină de ani, mulți cercetători concentrat supersimetriei.
Există o criză de modele supersimetrice. Cum distructivă date LHC-ului negativ pentru supersimetria? Ce modele sunt acoperite și care nu sunt? Este posibil să se combine modelul supersimetric cu datele curente, și dacă da, ceea ce va trebui să sacrifice? În cele din urmă, dacă doriți să eficientizeze sarcina de a găsi supersimetriei la următoarea sesiune a lucrărilor Collider? Discutarea acestor probleme au fost deosebit de turbulentă în ultimul an, pe măsură ce ritmul accelerat a crescut date statistice la LHC. Aici încercăm să descrie situația generală de astăzi.
nenumărate modele
Problema principală cu căutarea supersimetriei - un număr amețitor de opțiuni de modele supersimetrice, și, prin urmare, gama foarte mare de opțiuni cu privire la modul în care se vor manifesta în experiment. Atâta timp cât supersimetria este o simetrie exactă, lumea supersimetric elegant și relativ simplu. În cazul în care caz este într-adevăr cazul, este doar la energii extrem de ridicate s. Dar, în lumea noastră-consum redus de energie - chiar și în momentul de coliziuni de protoni la LHC! - acest supersimetria original este rupt. Ca rezultat teorie Ia prezice superparticulelor mare număr (particule convenționale particule superpartners) în masă și a căror interacțiune poate fi aproape arbitrar. Teoria nu spune care dintre particule va fi mai ușor, unele mai greu, cât de mult timp unii dintre ei vor trăi, ceea ce ei vor procese, cel mai probabil de producție și de degradare.
Subliniem că, chiar și o listă a tuturor variantelor mai mult sau mai puțin diferite de teorii supersimetrici rd este sarcina destul de descurajatoare. De exemplu, în cea mai simplă realizare a Susy idee - extinderea supersimetrică minimă a modelului standard (MSSM) - sunt parametri liberi 105 (vezi hep-ph / 9709450.). Chiar dacă încercați să „scanați“ întregul set de combinații posibile într-o aproximare foarte dur (de exemplu, presupunând că fiecare parametru poate fi fie un zero sau una este o valoare non-zero), obținem 2105 de combinații. În mod evident, nici una dintre care transferul tuturor modelelor nu pot fi luate în considerare.
Din fericire, marea majoritate a tuturor acestor opțiuni este puternic în contradicție cu datele experimentale. Dar sarcina de a selecta toate cele care sunt în armonie, nu mai ușor. Ieșire va încerca să formulăm și să analizeze un anumit puține și opțiuni foarte limitate supersimetric teoria lui bine. Aceste modele ar trebui, pe de o parte, să-și păstreze caracteristicile de bază ale supersimetriei, și nu vine în contradicție clară cu experiența, dar pe de altă parte, trebuie să asigure libertatea de doar un număr foarte mic de parametri. Numai în acest caz, există o șansă rezonabilă de a scana tot spațiul parametru, împărțiți-l în zone care diferă în consecințe fizice, pentru a efectua calcule detaliate și să facă predicții pentru experiment.
Mai multe dintre aceste opțiuni au devenit popular pentru o lungă perioadă de timp; alții au venit în vogă doar în ultimii ani:
Subliniem faptul că variația parametrilor liberi din fiecare model nu este doar un predicții puține schimbări pentru naștere și superparticulelor degradare. Acesta poate aspira complet întreaga imagine a proceselor. Prin urmare, în cadrul fiecărui model rămâne încă destul de mare (sau, în cazul pMSSM - foarte mare) gama de opțiuni, care trebuie studiate în mod individual.
Esența căutării experimentale
Metoda generală de căutare au fost prezentate pe pagina de căutare pentru supersimetria la LHC. Înainte de a trage concluzii cu privire la ceea ce consecințele pentru teoria AI au cauzat datele primilor trei ani ai LHC-ului, ar trebui să fie în mod clar conștienți de ideea generală, ceea ce a condus fizicienii să dezvolte o strategie de căutare.
- O previziuni detaliate teoria eticheskie si modelare chiar mai atentă a proceselor reale, este foarte mari consumatoare de resurse. Pentru a le studia în detaliu pentru mai mult de câteva zeci de semnificativ diferite modele specifice este aproape imposibil. Prin urmare, accentul trebuie pus doar pe un număr foarte mic de modele specifice, cu valori specifice ale parametrilor. Astfel de modele sunt numite "de referință" (# 66; # 69; # 78; # 67; # 72; # 77; # 65; # 82; # 75; modele).
- Pe de altă parte, fizicienii dau seama pe deplin că supersimetria - chiar dacă se realizează în natură - nu trebuie să fie exprimată printr-un model simplu. Nu există nici o garanție că se va întâlni MSSM generală!
- fizicienii speră la LHC start-up a fost faptul că încă un altul va fi capabil să andoca: indiferent de realitatea supersimetriei, ea se manifestă într-o formă de notificare și o strategie pentru sprijinirea modele simple. Acest stres este speranță, dar nu dovedesc afirmația.
date experimentale
Să ne întoarcem acum la situația actuală în lumina datelor LHC-ului. Până în prezent, datele obținute de la LHC trei tipuri de supersimetria restricții:
- căutare directă - adică, încearcă să aibă superparticulă în coliziuni și dezintegreaza pentru a le observa,
- proprietățile bosonul Higgs - în cazul în care publicul în ultimul an legate de bosonul Higgs supersimetriei, măsurat, de asemenea, proprietățile impun restricții asupra modelului,
- sverhredkih observație mezon dezintegrează și, mai presus de toate, monitorizarea Collaboration colaps LHCb Bs + μ → μ -.
căutări superparticulelor directe încă dau rezultate negative în toate tipurile de procese testate (a se vedea diagrame rezumat pe pagina de căutare supersimetria :. Rezultate). Și aceasta în ciuda faptului că LHC ar putea testa deja intervalul de masă superparticulelor de mai multe ori mai mare decât orice experimente anterioare! Fig. 2 prezintă gama de parametri în modelele și CMSSM mSUGRA, închise în experimentele anterioare (stânga) și LHC până în prezent (dreapta). Observați cât de izbitor scale diferite de-a lungul axelor!
euristice probabilitate
Astăzi, există metode care, chiar și în cazul în care un minim de experiență pentru a estima cât de probabil este ca minti parteneri și prieteni, cât de încrezător poate permite o relație între fenomene, inclusiv, s-ar părea fără nici o legătură: Euristici probabilitate.