Фізики готові розкрити головну таємницю Всесвіту

  

  Фізики готові розкрити головну таємницю Всесвіту

Після відкриття бозона Хіггса, вчені не спочивають на лаврах, а готуються перевірити теорію суперсиметрії. Можливо, в цьому столітті фізика досягне неймовірних успіхів і розкриє секрети основ світобудови.

В даний час фізики в лабораторії ЦЕРН готуються до нового «полювання» за невідомими частками: на цей раз для пошуку доказів теорії суперсиметрії. Для цього протягом року буде проведена модернізація Великого адронного коллайдера - потужність установки зросте з 8 до 14 тераелектронвольт. Це дозволить вести пошуки суперсиметричних частинок великої маси.

Шлях сучасної фізики - дуже і дуже складний, адже і завдання, глибина пізнань, стали дуже значними. Пошук став дуже трудомістким, що вимагає складного обладнання . Так було, наприклад, у випадку з бозоном Хіггса. Його існування припустили в 1964 році, після чого він був виявлений на найбільшому науковому приладі в світі, Великому адронному колайдері, в липні 2012 року. Бозон Хіггса підтверджує існування хиггсовского поля, критично важливого доповнення до Стандартної моделі, яке пояснює, чому елементарні частинки мають масу.

До виявлення бозона, Стандартна модель була у вкрай хиткому становищі: симетрія енергії і сили, що контролює взаємодії частинок, у відсутності маси суперечила тому, що ми бачимо в навколишньому Всесвіті. Без маси всі атоми, створені в результаті Великого Вибуху, просто плавали б навколо один одного в процесі розширення Всесвіту. Вся ця речовина без маси не могла б зібратися в зірки, планети, галактики і т.д.

Виявлення бозона Хіггса дозволяє пояснити існування маси і підтвердити Стандартну модель. Проте, як завжди все не так просто: маса хиггсовского бозона виявилася набагато меншою, ніж розраховували вчені. Через це бозон Хіггса поки важко інтегрувати в Стандартну модель. Один зі способів зробити це - введення в неї теорії суперсиметрії.

Якщо говорити простими словами, то теорія суперсиметрії припускає існування у кожної відомої частинки - електронів, кварків, нейтрино і всіх інших - відповідних «суперпартнеров», тільки більшої маси.

Частинки, що становлять матерію (кварки, електрон, нейтрино, протон, нейтрон і т.д.), відносяться до типу фермионов, а до типу бозонів відносяться частинки, які впливають на поля (глюони, фотон, гравітон, мезони).

У теорії суперсиметрії ці частинки будуть взаємодіяти через ті ж сили, що й частки в Стандартної моделі і, зокрема, це допускає існування «легкої версії» бозона Хіггса. Теорія суперсиметрії припускає, що фізичні закони повинні залишатися незмінними при перестановці бозони і ферміони частинок. З теорії випливає, що у кожного бозона є партнер - ферміон, і навпаки. Виходить, що існує величезна кількість ще відкритих частинок, причому деякі з них дуже специфічні і масивні - деякі можуть бути в мільярди разів важче протона. Тому в природі зустріти такі частинки неможливо - ні космічні процеси, ні сучасні прискорювачі не можуть породити частинки такої великої маси. Для підтвердження теорії суперсиметрії їх доведеться створити за допомогою дуже потужних прискорювачів. Саме цим і займатимуться вчені ЦЕРН.

Неспеціалісту складно детально зрозуміти суть теорії суперсиметрії, але її потенціал вразить будь-кого. Якщо суперсиметричні частинки будуть виявлені, фізики зможуть розробити єдину теорію, що об'єднують всі сили у Всесвіті. Теорія, здатна математично об'єднати всі види взаємодії, була мрією Альберта Ейнштейна, але ні він, ні інші вчені поки так і не змогли її створити і перевірити. Сьогодні теорія суперсиметрії використовує всі складні розрахунки, винайдені за всю історію фізики, математики і геометрії.

Тим часом, теорія суперсиметрії відкриває шлях, наприклад, до вивчення гравітації і інших вимірів. Вона - ключ до розуміння всіх процесів перетворення матерії в енергію і навпаки, а також до процесів, протекавшим в ході Великого вибуху і ранньої еволюції Всесвіту. Якщо сьогодні вдасться підтвердити істинність теорії суперсиметрії, то в далекому майбутньому нинішня академічна наука перетвориться на прикладний інструмент, здатний управляти гігантським кількістю енергії, гравітацією і мірність простору.