В марте планируется запуск крупнейшего в мире ускорителя частиц Большого андронного коллайдера (БАК). Это означает, что следующий год для физиков будет знаменательным для их сферы: либо новые теории окажутся правдивыми, либо нет. В первом случае экспериментаторы получат возможность продвигаться дальше, открывая девственные просторы новой физики и участвуя в занимательной охоте на новые частицы. Во втором же случае они смирятся с тем, что в действительности не понимают, как устроена Вселенная.
Подробнее о БАК и о его задачах расскажут эксперты раздела «Новости науки» информационного онлайн-издания «Биржевой лидер».
Как рассказали физики, основной задачей Большого андронного коллайдера является отслеживание неуловимого явления, которое известно, как Сьюзи (после удачного обнаружения широко разрекламированного бозона Хиггс). Эта кличка была дана концепции суперсимметрии, лежащей в основе многих моделей новой физики.
Сьюзи была выдумана в 1981 года в качестве ответа на трудные вопросы относительно существующих физических моделей. Ее невозможно было найти с тех самых пор, как американцы впервые применили закрытый ускоритель Тэватрон неподалеку от Чикаго, а именно в лаборатории Фермилаб. Далее европейцы стали использовать БАК в женевской лаборатории, в ЦЕРНе, пытаясь отыскать доказательства ее существования. Исследователями время от времени увеличивалась мощность машин при поиске спрятанных частиц, что вовлекло их в следующую ситуацию – если в ходе нового запуска не удастся найти некоторые из этих частиц, то физики должны будут отказаться от этой идеи в целом и заняться чем-то другим.
Сьюзи была призвана для разрушения сложившейся головоломки, которая сломала голову уже многим физикам. Вторая половина 20 века была занята у них скрупулезным конструированием того, что в дальнейшем стало известным как Стандартная модель. Она смогла объяснить все фундаментальные частицы, а также явления, которые ныне известны, кроме гравитации, потому как для нее существует отдельная модель «Общая теория относительности». Но даже при правильной работе Стандартной модели, она полностью зависит от определенных математических допущений. А головоломка кроется в том, что непонятно, почему эти самые допущения отличаются конкретно такими качествами. Однако если бы известные частицы имели более тяжелых партнеров, а именно их суперсимметричных близнецов, тогда не было бы необходимости в этих допущениях.
Известно несколько версий суперсимметрии, но наиболее правдоподобные предполагают следующее: некоторые партнерские частицы, которые несколько тяжелее частиц Стандартной модели, но при этом относительно легкие для того, чтобы уже быть обнаруженными. Учитывая тот факт, что их гораздо труднее получить в ускорителе, возможно, они в скором времени появится благодаря запуску БАК. Физики понимают, что улучшение ускорителя является последней раздачей карт для поддержки теории в ее общепринятом виде.
Если же обнаружение суперсимметрии не произойдет, то это повлечет за собой проблемы как для тех, кто хочет использовать ее для прояснений в Стандартной Модели, так и для тех, кто надеется, что Сьюзи сможет объяснить природу темной материи.
Отметим, что темная материя обладает гравитационным эффектом, который во Вселенной в шесть раз сильнее, нежели явная материя, состоящая из атомов. Физики практически уверены, что черная материя состоит исключительно из одного и более типов партнерских частиц суперсимметрии. Но если случится так, что эти частицы являются иллюзорными, тогда физикам заново придется думать.
Может и вовсе не нужно искать Сьюзи?
Стоит отметить, что если явление Сьюзи не будет обнаружено, это не будет означать конец физики. Не найти что-то для науки очень часто может стать более знаменательным, как если найти. К примеру, в конце 19 века была проведена охота на эфир, которая очень схожа на нынешнюю охоту на Сьюзи. Почти все физики в то время были убеждены, что им было заполнено пространство и проведен свет. Однако эксперимент А. Майкельсона и Э. Морли доказал всем, что эфира попросту не существует. Именно М. Плант и А. Эйнштейн, известные миру как основатели теории относительности и квантовой теории, смогли предложить новые убеждения в этом.
Спустя столетие были предложены некоторые альтернативы для того случая, если явление Сьюзи не обнаружится к назначенному сроку. Так, существуют несколько сложные версии суперсимметрии, обладающие определенным достоинством: частицы являются слишком тяжелыми даже для усовершенствованного БАК. Но эта теория также имеет и недостаток, который заключается в их большой сложности.
Другой же подход предполагает признание произвольных допущений Стандартной Модели фактической произвольной реальностью. Физики же неохотно соглашаются с этим, потому как даже самые маленькие изменения в цифрах повлекут за собой целостный развал и приведут или к радикально иной Вселенной или вовсе к ее отсутствию. Аргументы же склоняют к тому, что создание конкретно этой Вселенной, которая так идеально построена, не может быть следствием случайности.
Во времена Исаака Ньютона всех физиков называли «натурфилософами», и вполне возможно, что сейчас пришло время вновь возродить этот термин.
