Στα πρόθυρα της κατάρρευσης η θεωρία της Υπερσυμμετρίας στη Φυσική

[Xenios]

Στενεύουν τα περιθώρια για την επιβεβαίωση της θεωρίας της υπερσυμμετρίας, η οποία προτάθηκε ως λύση σε ορισμένα θεμελιώδη προβλήματα της θεωρητικής φυσικής. Αν το CERN δεν έχει εντοπίσει τα λεγόμενα «υπερσυμμετρικά» σωματίδια ως το τέλος του 2012, η θεωρία θα μείνει σχεδόν νεκρή.

Η ανησυχία ότι η θεωρία της υπερσυμμετρίας είναι λανθασμένη ολοένα και αυξάνεται, σχολιάζει ο δικτυακός τόπος του Nature.

Και αν η υπερσυμμετρία τελικά δεν ευσταθεί, οι φυσικοί θα πρέπει να αναζητήσουν άλλες λύσεις για την επιβεβαίωση του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου.

Το γιατί συμβαίνει αυτό είναι κάπως περίπλοκο:

Το Καθιερωμένο Μοντέλο περιγράφει τις ιδιότητες και τις συμπεριφορές όλων των θεμελιωδών σωματιδίων από τα οποία αποτελείται η ύλη όπως τη γνωρίζουμε. Το πρόβλημα είναι ότι, για να ισχύει το μοντέλο, πρέπει να υπάρχει στη φύση το υποθετικό σωματίδιο του Χιγκς, χάρη στο οποίο η ύλη αποκτά τη μάζα της.

Κανείς δεν γνωρίζει ακόμα αν το Χιγκς υπάρχει και ποια είναι η μάζα του. Λόγω των κβαντικών φαινομένων που δημιουργούν ορισμένα άλλα σωματίδια, οι προβλέψεις για τη μάζα του Χιγκς παρουσιάζουν τεράστιες διακυμάνσεις, και πολλές από τις προβλεπόμενες τιμές δεν είναι συμβατές με το Καθιερωμένο Μοντέλο.

Η θεωρία της υπερσυμμετρίας προτάθηκε τη δεκαετία του 1970 ακριβώς για να λύσει το πρόβλημα της μάζας του Χιγκς.

Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, κάθε γνωστό σωματίδιο έχει και ένα «υπερσυμμετρικό» αντίστοιχο, το οποίο σε πολλές περιπτώσεις δεν αλληλεπιδρά με την «κανονική» ύλη. Τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θα ακύρωναν τις κβαντικές διακυμάνσεις των κανονικών σωματιδίων, οπότε η θεωρητική μάζα του Χιγκς θα επανερχόταν σε αποδεκτές τιμές.

Εκτός του ότι θα έσωζε το Χιγκς και το Καθιερωμένο Μοντέλο, η υπερσυμμετρία θα μπορούσε να απαντήσει και σε άλλα μυστήρια της φύσης: τα υπερσυμμετρικά σωματίδια θα μπορούσαν να είναι η λεγόμενη «σκοτεινή ύλη», το μυστηριώδες υλικό που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Σύμπαντος.

Το πρόβλημα είναι ότι, παρά την πολύχρονη αναζήτηση, τα υπερσυμμετρικά σωματίδια παραμένουν άφαντα. Τα τελευταία πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN δεν έδωσαν καμία ένδειξη για την ύπαρξή τους (τα αποτελέσματα των ερευνών είναι διαθέσιμα στη μορφή προέκδοσης εδώ, εδώ κι εδώ).

Στα πειράματα αυτά, οι ερευνητές προσπάθησαν να εντοπίσουν υπερσυμμετρικά σωματίδια σε συγκεκριμένο εύρος μάζας. Για παράδειγμα, προσπάθησαν να ανιχνεύσουν υπερσυμμετρικά κουαρκ με ενέργεια (ή μάζα) έως 700 GeV.

Αν τα σωματίδια αυτά δεν βρεθούν ούτε όταν αυξηθεί η ενέργεια του επιταχυντή το 2012, η θεωρία της υπερσυμμετρίας θα βρίσκεται σε σοβαρό κίνδυνο.

«Σε προσωπικό επίπεδο, πολλοί πιστεύουν ότι η κατάσταση δεν είναι καλή [για τη θεωρία]» σχολιάζει στο Nature ο Αλεσάντρο Στρούμια του Πανεπιστημίου της Πίζα, ο οποίος εργάζεται στη θεωρία της υπερσυμμετρίας εδώ και 30 χρόνια.

«Για ορισμένους σπουδαίους φυσικούς, το θέμα είναι αν θα κερδίσουν το Νόμπελ ή αν θα παραδεχτούν ότι ξόδεψαν ολόκληρη τη ζωή τους σε λάθος δρόμο» είπε.

Πηγή : Parhfinder