Metode razvoja

Primjeri fizičkih sistema predstavljenih modelima čestica. Standardni model fundamentalnih interakcija. Zatvaranja i otvaranja

Nedavno otkriće tima naučnika predvođenih Joaquimom Mathiasom po prvi put je ozbiljno uzdrmalo temelje moderne fizike čestica, odnosno Standardnog modela. Istraživači su uspjeli predvidjeti nestandardnu varijantu raspada čestice B-mezona, koju ovaj model ne uzima u obzir. Štaviše, skoro odmah su njihove pretpostavke eksperimentalno potvrđene.

Treba napomenuti da posljednjih godina fizičari koji se bave proučavanjem elementarnih čestica sve češće govore da je ova disciplina već postala premala u okvirima svima poznatog Standardnog modela. Zaista, mnoge pojave su već registrovane, koje je teško objasniti u njegovim okvirima. Na primjer, ovaj model ne može predvidjeti koje čestice mogu sačinjavati tamnu materiju, a također ne daje odgovor na pitanje koje muči naučnike već duže vrijeme – zašto u našem Univerzumu ima više materije nego antimaterije (barion asimetrija). A erzionsko tumačenje procesa hladne transmutacije jezgara, o kojem smo pisali ne tako davno, takođe nadilazi "radnju" istog Standardnog modela.

Ipak, svejedno, većina fizičara se i dalje pridržava ovog posebnog načina objašnjenja tajanstvenog života elementarnih čestica. Djelomično zbog činjenice da do sada niko nije stvorio ništa bolje, dijelom zbog toga što većina predviđanja Standardnog modela još uvijek ima eksperimentalnu potvrdu (što se ne može reći za alternativne hipoteze). Štaviše, donedavno se u eksperimentima nisu mogla naći ozbiljna odstupanja od ovog modela. Međutim, ne izgleda da se to dogodilo tako davno. To bi moglo značiti rođenje potpuno nove teorije fizike čestica, u kojoj će trenutni Standardni model izgledati kao poseban slučaj, baš kao što Newtonova teorija univerzalne gravitacije izgleda kao poseban slučaj gravitacije u okviru opšte teorije relativnosti.

Sve je počelo činjenicom da je međunarodna grupa fizičara predvođena Joaquimom Mathiasom napravila nekoliko predviđanja o tome kakva bi odstupanja u vjerovatnoći raspada B-mezona mogla odstupiti od Standardnog modela i ukazati na novu fiziku. Da vas podsjetim da je B-mezon čestica koja se sastoji od b-kvarka i d-antikvarka. Prema odredbama Standardnog modela, ova čestica može da se raspadne na mion (negativno nabijenu česticu, zapravo veoma težak elektron) i antimion, iako vjerovatnoća takvog događaja nije velika. Međutim, prošle godine na konferenciji u Kjotu, fizičari koji rade na Velikom hadronskom sudaraču izvijestili su da su uspjeli snimiti tragove takvog raspada (i to sa vjerovatnoćom koja je teoretski predviđena).

Matijasova grupa smatrala je da bi ovaj mezon trebao da se raspadne nešto drugačije - na par miona i do sada nepoznatu česticu K*, koja se gotovo odmah raspada na kaon i pion (dva lakša mezona). Važno je napomenuti da su naučnici izvestili o rezultatima svog istraživanja 19. jula na sastanku Evropskog fizičkog društva, a sledeći govornik od onih koji su govorili na ovom događaju (to je bio fizičar Nicolas Serra iz LHCb kolaboracije iz Velikog hadrona Collider) izvijestio je da je njegova grupa uspjela popraviti tragove takvih kvarova. Štaviše, eksperimentalni rezultati grupe Serra gotovo su se potpuno poklopili sa odstupanjima predviđenim u izvještaju dr. Matthiasa i njegovih koautora!

Zanimljivo je da fizičari ove rezultate procjenjuju sa statističkom značajnošću od 4,5σ, što znači da je pouzdanost opisanog događaja vrlo, vrlo visoka. Da vas podsjetim da se eksperimentalni dokaz od tri σ smatra rezultatima od značajnog značaja, a pet σ se smatra dobro utvrđenim otkrićem - to je vrijednost značaja koja je pripisana rezultatima prošlogodišnjih eksperimenata, koji su konačno pronašli tragove o postojanju Higsovog bozona.

Ipak, sam dr. Matijas smatra da još ne treba žuriti sa zaključcima. "Za potvrdu ovih rezultata bit će potrebna dodatna teorijske studije, kao i nova mjerenja. Međutim, ako su naši zaključci zaista tačni, suočit ćemo se s prvom direktnom potvrdom postojanja nove fizike - teorije općenitije od općenito prihvaćen Standardni model. Ako je Higsov bozon konačno dozvolio da sastavi slagalicu Standardnog modela, ovi rezultati bi mogli biti prvi komad nove slagalice – mnogo veće“, kaže naučnik.

standardni model je moderna teorija strukture i interakcija elementarnih čestica, više puta eksperimentalno provjerena. Ova teorija se zasniva na vrlo malom broju postulata i omogućava vam da teorijski predvidite svojstva hiljada različitih procesa u svijetu elementarnih čestica. U ogromnoj većini slučajeva, ova predviđanja su potvrđena eksperimentom, ponekad sa izuzetno visokom tačnošću, a oni retki slučajevi kada se predviđanja Standardnog modela ne slažu sa iskustvom postaju predmet žestoke debate.

Standardni model je granica koja odvaja pouzdano poznato od hipotetičkog u svijetu elementarnih čestica. Uprkos impresivnom uspjehu u opisivanju eksperimenata, standardni model se ne može smatrati konačnom teorijom elementarnih čestica. Fizičari su u to sigurni mora biti dio neke dublje teorije strukture mikrosvijeta. O kakvoj se teoriji radi, još se sa sigurnošću ne zna. Teoretičari su razvili veliki broj kandidata za takvu teoriju, ali samo eksperiment bi trebao pokazati koji od njih odgovara stvarnoj situaciji koja se razvila u našem Univerzumu. Zato fizičari uporno traže bilo kakva odstupanja od Standardnog modela, bilo koje čestice, sile ili efekte koje Standardni model ne predviđa. Naučnici zajednički nazivaju sve ove pojave "Nova fizika"; upravo traženje Nove fizike i glavni je zadatak Velikog hadronskog sudarača.

Glavne komponente standardnog modela

Radni alat Standardnog modela je kvantna teorija polja – teorija koja zamjenjuje kvantnu mehaniku pri brzinama bliskim brzini svjetlosti. Ključni objekti u njemu nisu čestice, kao u klasičnoj mehanici, i ne "čestični talasi", kao u kvantnoj mehanici, već kvantna polja: elektronski, mionski, elektromagnetni, kvark, itd. - po jedan za svaku vrstu "entiteta mikrosvijeta".

I vakuum, i ono što doživljavamo kao zasebne čestice, i složenije formacije koje se ne mogu svesti na zasebne čestice - sve se to opisuje kao različita stanja polja. Kada fizičari koriste riječ "čestica", oni zapravo misle na ova stanja polja, a ne na pojedinačne tačkaste objekte.

Standardni model uključuje sljedeće glavne sastojke:

Skup osnovnih "cigli" materije - šest vrsta leptona i šest vrsta kvarkova. Sve ove čestice su spin 1/2 fermioni i vrlo prirodno se organiziraju u tri generacije. Brojni hadroni - složene čestice uključene u jaku interakciju - sastavljene su od kvarkova u različitim kombinacijama.
Tri vrste sila koji djeluju između osnovnih fermiona - elektromagnetnih, slabih i jakih. Slabe i elektromagnetne interakcije su dvije strane istog elektroslaba interakcija. Jaka sila je odvojena, i upravo ta sila povezuje kvarkove u hadrone.
Sve ove sile su opisane na osnovu princip merača- ne uvode se u teoriju „nasilno“, već kao da nastaju same od sebe kao rezultat zahtjeva da teorija bude simetrična u odnosu na određene transformacije. Odvojeni tipovi simetrije dovode do jakih i elektroslabih interakcija.
Unatoč činjenici da postoji elektroslaba simetrija u samoj teoriji, u našem svijetu ona je spontano narušena. Spontano narušavanje elektroslabe simetrije- neophodan element teorije, au okviru Standardnog modela do kršenja dolazi zahvaljujući Higsovom mehanizmu.
Numeričke vrijednosti za oko dva tuceta konstanti: to su mase osnovnih fermiona, numeričke vrijednosti konstanti spajanja interakcija koje karakteriziraju njihovu snagu i neke druge veličine. Svi se oni jednom za svagda izdvajaju iz poređenja sa iskustvom i više se ne prilagođavaju u daljim proračunima.

Osim toga, standardni model je teorija koja se može renormalizovati, odnosno svi ovi elementi su u nju uvedeni na takav samodosljedan način da u principu omogućava da se proračuni izvode sa potrebnim stupnjem tačnosti. Međutim, često se proračuni sa željenim stepenom tačnosti pokažu nepodnošljivo složenim, ali to nije problem same teorije, već naših računskih sposobnosti.

Šta standardni model može, a šta ne može

Standardni model je, na mnogo načina, deskriptivna teorija. Ne daje odgovore na mnoga pitanja koja počinju sa „zašto“: zašto ima toliko čestica i baš ovih? odakle te interakcije i tačno sa takvim svojstvima? zašto je priroda morala da stvori tri generacije fermiona? Zašto su numeričke vrijednosti parametara potpuno iste? Osim toga, Standardni model nije u stanju da opiše neke od fenomena uočenih u prirodi. Konkretno, u njemu nema mjesta za neutrine mase i čestice tamne materije. Standardni model ne uzima u obzir gravitaciju, a ne zna se ni šta se dešava sa ovom teorijom na Planckovoj skali energija, kada gravitacija postane izuzetno važna.

Međutim, ako se standardni model koristi za predviđenu namjenu, za predviđanje rezultata sudara elementarnih čestica, onda omogućava, ovisno o konkretnom procesu, izvođenje proračuna sa različitim stupnjevima tačnosti.

Za elektromagnetne pojave (rasipanje elektrona, nivoi energije) tačnost može dostići delove na milion ili čak i bolje. Rekord ovdje drži anomalni magnetni moment elektrona, koji je izračunat s preciznošću većom od jedne milijarde.
Mnogi visokoenergetski procesi koji se odvijaju zbog elektroslabih interakcija izračunavaju se s preciznošću većom od procenta.
Najgore od svega je jaka interakcija pri ne previsokim energijama. Preciznost izračunavanja ovakvih procesa uvelike varira: u nekim slučajevima može doseći postotak, u drugim slučajevima različiti teorijski pristupi mogu dati odgovore koji se razlikuju nekoliko puta.

Vrijedi naglasiti da činjenica da je neke procese teško izračunati sa potrebnom tačnošću ne znači da je „teorija loša“. Samo što je veoma komplikovano, a sadašnje matematičke tehnike još nisu dovoljne da se uđu u trag svim njegovim posledicama. Konkretno, jedan od poznatih matematičkih milenijumskih problema odnosi se na problem zatvorenosti u kvantnoj teoriji s neabelovskom mjernom interakcijom.

Dodatna literatura:

Osnovne informacije o Higsovom mehanizmu nalaze se u knjigama L. B. Okuna "Fizika elementarnih čestica" (na nivou reči i slika) i "Leptoni i kvarkovi" (na ozbiljnom, ali dostupnom nivou).

„Pitamo se zašto bi grupa talentovanih i posvećenih ljudi svoj život posvetila jurnjavi za objektima tako malim da se ne mogu ni videti? Zapravo, na časovima fizičara čestica manifestuje se ljudska radoznalost i želja da saznamo kako funkcioniše svet u kojem živimo.” Sean Carroll

Ako se još uvijek bojite fraze kvantna mehanika i još uvijek ne znate šta je standardni model - dobrodošli u mačku. U svojoj publikaciji pokušaću da objasnim osnove kvantnog svijeta, kao i fiziku elementarnih čestica, što jednostavnije i jasnije. Pokušaćemo da otkrijemo koje su glavne razlike između fermiona i bozona, zašto kvarkovi imaju tako čudna imena i na kraju, zašto su svi bili toliko željni da pronađu Higsov bozon.

od čega smo napravljeni?

Pa, naše putovanje u mikrokosmos ćemo započeti jednostavnim pitanjem: od čega se sastoje objekti oko nas? Naš svijet se, poput kuće, sastoji od mnogo malih cigli, koje, kada se na poseban način spoje, stvaraju nešto novo, ne samo po izgledu, već i po svojstvima. Zapravo, ako ih pažljivo pogledate, vidjet ćete da nema toliko različitih tipova blokova, jednostavno svaki put su međusobno povezani na različite načine, formirajući nove forme i fenomene. Svaki blok je nedjeljiva elementarna čestica, o kojoj će biti riječi u mojoj priči.

Na primjer, uzmimo neku supstancu, neka to bude drugi element periodnog sistema Mendeljejeva, inertni gas, helijum. Kao i druge supstance u svemiru, helijum se sastoji od molekula, koje zauzvrat nastaju vezama između atoma. Ali u ovom slučaju, za nas je helijum malo poseban jer je samo jedan atom.

Od čega se sastoji atom?

Atom helija se pak sastoji od dva neutrona i dva protona, koji čine atomsko jezgro, oko kojeg se okreću dva elektrona. Najzanimljivije je da je jedino apsolutno nedjeljivo ovdje elektron.

Zanimljiv trenutak kvantnog svijeta

Kako manji masa elementarne čestice, the više ona zauzima prostor. Upravo iz tog razloga elektroni, koji su 2000 puta lakši od protona, zauzimaju mnogo više prostora od jezgra atoma.

Neutroni i protoni pripadaju grupi tzv hadrona(čestice podložne jakoj interakciji), a da budemo još precizniji, barioni.

Hadroni se mogu podijeliti u grupe
Barioni, koji se sastoje od tri kvarka

Mezoni, koji se sastoje od para: čestica-antičestica

Neutron je, kao što mu ime govori, neutralno nabijen i može se podijeliti na dva niža kvarka i jedan gornji kvark. Proton, pozitivno nabijena čestica, podijeljen je na jedan donji kvark i dva gore kvark.

Da, da, ne šalim se, stvarno se zovu gornji i donji. Čini se da bismo, kada bismo otkrili gornji i donji kvark, pa čak i elektron, uz njihovu pomoć mogli opisati cijeli Univerzum. Ali ova izjava bi bila veoma daleko od istine.

Glavni problem je u tome što čestice moraju na neki način komunicirati jedna s drugom. Kada bi se svijet sastojao samo od ovog trojstva (neutrona, protona i elektrona), tada bi čestice jednostavno letjele kroz ogromna prostranstva svemira i nikada se ne bi skupljale u veće formacije, poput hadrona.

Fermioni i bozoni

Prilično davno, naučnici su izmislili zgodan i koncizan oblik predstavljanja elementarnih čestica, nazvan standardni model. Ispostavilo se da su sve elementarne čestice podijeljene na fermioni, od kojih se sastoji sva materija, i bozoni, koji nose različite vrste interakcija između fermiona.

Razlika između ovih grupa je vrlo jasna. Činjenica je da, prema zakonima kvantnog svijeta, fermionima je potreban prostor za preživljavanje, dok njihovi kolege, bozoni, mogu lako živjeti jedan na drugom u trilionima.

Fermioni

Grupa fermiona, kao što je već spomenuto, stvara vidljivu materiju oko nas. Šta god da vidimo, bilo gdje, kreiraju fermioni. Fermioni se dijele na kvarkovi, koji snažno međusobno djeluju i zarobljeni su unutar složenijih čestica poput hadrona, i leptons, koji slobodno postoje u svemiru nezavisno od svojih parnjaka.

Kvarkovi dijele se u dvije grupe.

Vrhunski tip. Up kvarkovi, sa nabojem od +23, uključuju: up, šarm i prave kvarkove
Niži tip. Kvarkovi donjeg tipa, sa nabojem od -13, uključuju: down, čudne i šarm kvarkove

Istiniti i ljupki su najveći kvarkovi, dok su gore i dolje najmanji. Zašto su kvarkovi dobili tako neobična imena, tačnije, "ukusi", još uvijek je predmet kontroverzi naučnika.

Leptoni takođe su podeljeni u dve grupe.

Prva grupa, sa nabojem od "-1", uključuje: elektron, mion (teža čestica) i tau čestica (najmasivnija)
Druga grupa, sa neutralnim nabojem, sadrži: elektronski neutrino, mionski neutrino i tau neutrino

Neutrino je mala čestica materije, koju je gotovo nemoguće otkriti. Njegov naboj je uvijek 0.

Postavlja se pitanje hoće li fizičari pronaći još nekoliko generacija čestica koje će biti još masivnije od prethodnih. Teško je na to odgovoriti, ali teoretičari vjeruju da su generacije leptona i kvarkova ograničene na tri.

Ne nalazite nikakve sličnosti? I kvarkovi i leptoni podijeljeni su u dvije grupe, koje se međusobno razlikuju po jedinici naboja? Ali o tome kasnije...

Bozoni

Bez njih, fermioni bi letjeli oko svemira u neprekidnom toku. Ali razmjenjujući bozone, fermioni govore jedni drugima neku vrstu interakcije. Sami bozoni ne stupaju u interakciju jedni s drugima.

Interakcija koju prenose bozoni je:

elektromagnetna, čestice - fotoni. Ove čestice bez mase prenose svjetlost.
jaka nuklearna, čestice su gluoni. Uz njihovu pomoć, kvarkovi iz jezgre atoma se ne raspadaju na zasebne čestice.
Slaba nuklearna, čestice - W i Z bozoni. Uz njihovu pomoć, fermioni se prenose masom, energijom i mogu se pretvoriti jedni u druge.
gravitacioni , čestice - gravitoni. Izuzetno slaba sila na skali mikrokosmosa. Postaje vidljiv samo na supermasivnim tijelima.

Rezerva o gravitacionoj interakciji.
Postojanje gravitona još nije eksperimentalno potvrđeno. Oni postoje samo u obliku teorijske verzije. U standardnom modelu, u većini slučajeva, oni se ne uzimaju u obzir.

To je to, standardni model je sastavljen.

Nevolje su tek počele

Uprkos vrlo lijepom prikazu čestica na dijagramu, ostaju dva pitanja. Odakle čestice dobijaju svoju masu i šta je Higsov bozon, koji se izdvaja od ostalih bozona.

Da bismo razumjeli ideju korištenja Higgsovog bozona, moramo se okrenuti kvantnoj teoriji polja. Jednostavno rečeno, može se tvrditi da se cijeli svijet, cijeli Univerzum, ne sastoji od najsitnijih čestica, već od mnogo različitih polja: gluonskog, kvarkovog, elektronskog, elektromagnetnog, itd. U svim ovim poljima se konstantno javljaju neznatne fluktuacije. Ali najjače od njih doživljavamo kao elementarne čestice. Da, i ova teza je vrlo kontroverzna. Sa stanovišta korpuskularno-valnog dualizma, isti objekat mikrokosmosa u različitim situacijama se ponaša kao val, ponekad kao elementarna čestica, ovisi samo o tome kako je fizičaru koji posmatra proces pogodnije modelirati situaciju .

Higgsovo polje

Ispostavilo se da postoji takozvano Higsovo polje, čiji prosek ne želi da ide na nulu. Kao rezultat, ovo polje pokušava uzeti neku konstantnu vrijednost različitu od nule u cijelom Univerzumu. Polje čini sveprisutnu i konstantnu pozadinu, zbog čega se Higsov bozon pojavljuje kao rezultat jakih fluktuacija.
A zahvaljujući Higgsovom polju čestice su obdarene masom.
Masa elementarne čestice zavisi od toga koliko je jaka u interakciji sa Higsovim poljem stalno lete unutar njega.
A upravo zbog Higgsovog bozona, tačnije zbog njegovog polja, standardni model ima toliko sličnih grupa čestica. Higsovo polje je primoralo stvaranje mnogih dodatnih čestica, poput neutrina.

Rezultati

Ono što mi je rečeno je najpovršnije razumijevanje prirode Standardnog modela i zašto nam je potreban Higsov bozon. Neki naučnici se i dalje duboko u sebi nadaju da je čestica pronađena 2012. koja izgleda kao Higsov bozon na LHC-u bila samo statistička greška. Na kraju krajeva, Higgsovo polje razbija mnoge od prekrasnih simetrija prirode, čineći proračune fizičara još zbunjujućim.
Neki čak vjeruju da Standardni model živi posljednje godine zbog svoje nesavršenosti. Ali to nije eksperimentalno dokazano, a standardni model elementarnih čestica ostaje valjan primjer genija ljudske misli.

Savremeno shvatanje fizike čestica sadržano je u tzv standardni model . Standardni model (SM) fizike čestica baziran je na kvantnoj elektrodinamici, kvantnoj hromodinamici i kvark-partonskom modelu.
Kvantna elektrodinamika (QED) - teorija visoke preciznosti - opisuje procese koji se odvijaju pod dejstvom elektromagnetnih sila, koji se proučavaju sa visokim stepenom tačnosti.
Kvantna hromodinamika (QCD), koja opisuje procese jakih interakcija, konstruisana je po analogiji sa QED, ali je u većoj meri polu-empirijski model.
Kvark-partonski model kombinuje teorijske i eksperimentalne rezultate proučavanja svojstava čestica i njihovih interakcija.
Do sada nisu pronađena nikakva odstupanja od Standardnog modela.
Glavni sadržaj Standardnog modela predstavljen je u tabelama 1, 2, 3. Sastojci materije su tri generacije fundamentalnih fermiona (I, II, III), čija su svojstva navedena u tabeli. 1. Fundamentalni bozoni – nosioci interakcija (tabela 2), koji se mogu prikazati pomoću Feynmanovog dijagrama (slika 1).

Tabela 1: Fermioni − (polucijeli spin u jedinicama ć) sastojci materije

	Leptoni, spin = 1/2			Kvarkovi, spin = 1/2
	Aroma	težina, GeV/s 2	Električni naplata, e	Aroma	težina, GeV/s 2	Električni naplata, e
I	v e	< 7·10 -9	0	u, gore	0.005	2/3
I	e, elektron	0.000511	-1	d, dolje	0.01	-1/3
II	ν μ	< 0.0003	0	c, šarm	1.5	2/3
II	μ, mion	0.106	-1	s, čudno	0.2	-1/3
III	ν τ	< 0.03	0	t, vrh	170	2/3
III	τ, tau	1.7771	-1	b, dno	4.7	-1/3

Tabela 2: Bozoni - nosioci interakcija (spin = 0, 1, 2 ... u jedinicama ć)

nosioci interakcije	težina, GeV/s2	Električni naplata, e
Elektroslaba interakcija
γ, foton, spin = 1	0	0
W - , spin = 1	80.22	-1
W + , spin = 1	80.22	+1
Z 0 , spin = 1	91.187	0
Jaka (boja) interakcija
5, gluoni, spin = 1	0	0
Neotkriveni bozoni
H 0 , Higs, spin = 0	> 100	0
G, graviton, spin = 2	?	0

Tabela 3: Komparativne karakteristike fundamentalnih interakcija

Snaga interakcije je naznačena u odnosu na jaku.

Rice. 1: Feynmanov dijagram: A + B = C + D, a je konstanta interakcije, Q 2 = -t - 4 impulsa koji čestica A prenosi na česticu B kao rezultat jedne od četiri vrste interakcija.

1.1 Osnove standardnog modela

Hadroni se sastoje od kvarkova i gluona (partona). Kvarkovi su fermioni sa spinom 1/2 i masom m 0; gluoni su bozoni sa spinom 1 i masom m = 0.
Kvarkovi se klasificiraju na dva načina: okus i boja. Postoji 6 ukusa kvarkova i 3 boje za svaki kvark.
Okus je karakteristika koja se čuva u jakim interakcijama.
Gluon se sastoji od dvije boje - boje i antiboje, a svi ostali kvantni brojevi za njega su jednaki nuli. Kada se emituje gluon, kvark menja boju, ali ne i ukus. Ukupno ima 8 gluona.
Elementarni procesi u QCD konstruisani su po analogiji sa QED-om: kočno zračenje gluona kvarkom, proizvodnja parova kvark-antikvark pomoću gluona. Proces proizvodnje gluona pomoću gluona nema analoga u QED-u.
Statičko polje gluona ne teži nuli u beskonačnosti, tj. ukupna energija takvog polja je beskonačna. Prema tome, kvarkovi ne mogu izletjeti iz hadrona; dolazi do konfiniranja.
Između kvarkova djeluju privlačne sile, koje imaju dva neobična svojstva: a) asimptotičku slobodu na vrlo malim udaljenostima i b) infracrveno zarobljavanje - zatvorenost, zbog činjenice da potencijalna energija interakcije V(r) raste neograničeno s povećanjem udaljenosti između kvarkova r , V(r ) = -α s /r + ær, α s i æ su konstante.
Interakcija kvark-kvark nije aditivna.
Samo singleti u boji mogu postojati kao slobodne čestice:
mezonski singlet, za koji je valna funkcija data sa

i barion singlet sa valnim funkcijama

gdje je R crvena, B je plava, G je zelena.

Postoje strujni i sastavni kvarkovi, koji imaju različite mase.
Poprečni presjeci procesa A + B = C + X sa razmjenom jednog gluona između kvarkova koji čine hadrone zapisuju se kao:

ŝ = x a x b s, = x a t/x c .

Simboli a, b, c, d označavaju kvarkove i varijable s njima povezane, simboli A, V, S označavaju hadrone, ŝ, , , količine vezane za kvarkove, označavaju funkciju distribucije kvarkova a u hadronu A (ili, respektivno, - kvarkovi b u hadronu B), je funkcija fragmentacije kvarka c u hadrone C, d/dt je elementarni poprečni presjek qq interakcije.

1.2 Traženje odstupanja od standardnog modela

Pri postojećim energijama ubrzanih čestica, sve odredbe QCD, a još više QED, dobro se drže. U planiranim eksperimentima sa većim energijama čestica, jedan od glavnih zadataka je pronalaženje odstupanja od Standardnog modela.
Dalji razvoj fizike visokih energija povezan je sa rješavanjem sljedećih problema:

Tražite egzotične čestice sa strukturom različitom od one prihvaćene u Standardnom modelu.
Potraga za neutrinskim oscilacijama ν μ ↔ ν τ i srodnim problemom mase neutrina (ν m ≠ 0).
Tražite raspad protona čiji je životni vijek procijenjen kao τ exp > 10 33 godine.
Traganje za strukturom osnovnih čestica (žice, preoni na udaljenostima d< 10 -16 см).
Detekcija dekonfinirane hadronske materije (kvark-gluonska plazma).
Proučavanje CP kršenja u raspadu neutralnih K-mezona, D-mezona i B-čestica.
Proučavanje prirode tamne materije.
Proučavanje sastava vakuuma.
Potražite Higsov bozon.
Tražite supersimetrične čestice.

1.3 Neriješena pitanja Standardnog modela

Osnovna fizička teorija, Standardni model elektromagnetnih, slabih i jakih interakcija elementarnih čestica (kvarkova i leptona) je opštepriznato dostignuće fizike 20. veka. Objašnjava sve poznate eksperimentalne činjenice u fizici mikrosvijeta. Međutim, postoji niz pitanja na koja Standardni model ne daje odgovor.

Priroda mehanizma spontanog narušavanja invarijantnosti elektroslabe kalibra nije poznata.

Objašnjenje postojanja masa za W ± - i Z 0 -bozone zahtijeva uvođenje u teoriju skalarnih polja sa osnovnim stanjem, vakuumom, koje je neinvarijantno u odnosu na kalibarske transformacije.
Posljedica toga je pojava nove skalarne čestice - Higsovog bozona.

SM ne objašnjava prirodu kvantnih brojeva.

Šta su naelektrisanja (električna; barionska; leptonska: Le, L μ , L τ : boja: plava, crvena, zelena) i zašto su kvantizovana?
Zašto postoje 3 generacije osnovnih fermiona (I, II, III)?

SM ne uključuje gravitaciju, pa je način uključivanja gravitacije u SM nova hipoteza o postojanju dodatnih dimenzija u prostoru mikrosvijeta.
Nema objašnjenja zašto je fundamentalna Plankova skala (M ~ 10 19 GeV) tako daleko od fundamentalne skale elektroslabih interakcija (M ~ 10 2 GeV).

Trenutno postoji način za rješavanje ovih problema. Sastoji se u razvoju nove ideje o strukturi osnovnih čestica. Pretpostavlja se da su fundamentalne čestice objekti koji se obično nazivaju "žici". Svojstva struna razmatraju se u modelu superstruna koji se brzo razvija, koji tvrdi da uspostavlja vezu između fenomena koji se javljaju u fizici čestica i u astrofizici. Ova veza dovela je do formulacije nove discipline - kosmologije elementarnih čestica.

Standardni model elementarnih čestica smatra se najvećim dostignućem fizike u drugoj polovini 20. veka. Ali šta je iza toga?

Standardni model (SM) elementarnih čestica, zasnovan na mjernoj simetriji, veličanstvena je kreacija Murraya Gell-Mana, Sheldona Glashowa, Stevena Weinberga, Abdusa Salama i čitave plejade briljantnih naučnika. SM savršeno opisuje interakcije između kvarkova i leptona na udaljenostima od 10-17 m (1% prečnika protona), koje se mogu proučavati na modernim akceleratorima. Međutim, počinje kliziti već na udaljenostima od 10-18 m, a još više ne pruža napredovanje na željenu Planckovu ljestvicu od 10-35 m.

Vjeruje se da se tu sve fundamentalne interakcije spajaju u kvantno jedinstvo. SM će jednog dana biti zamijenjen potpunijom teorijom, koja, najvjerovatnije, također neće biti posljednja i konačna. Naučnici pokušavaju pronaći zamjenu za standardni model. Mnogi vjeruju da će se nova teorija izgraditi proširenjem liste simetrija koje čine temelj SM. Jedan od najperspektivnijih pristupa rješavanju ovog problema položen je ne samo iz veze sa problemima SM, već i prije njegovog nastanka.

Čestice koje se pridržavaju Fermi-Diracove statistike (fermioni sa polucijelim spinom) i Bose-Einstein (bozoni sa cjelobrojnim spinom). U energetskom bunaru svi bozoni mogu zauzeti isti niži energetski nivo, formirajući Bose-Einstein kondenzat. Fermioni se, s druge strane, pokoravaju Paulijevom principu isključenja, pa stoga dvije čestice sa istim kvantnim brojevima (posebno jednosmjernim spinovima) ne mogu zauzeti isti energetski nivo.

Mješavina suprotnosti

Krajem 1960-ih, Yury Golfand, viši istraživač na teoretskom odjelu FIAN-a, predložio je svom diplomiranom studentu Evgeniju Likhtmanu da generalizuje matematički aparat koji se koristi za opisivanje simetrija četverodimenzionalnog prostora-vremena posebne relativnosti (prostor Minkovskog).

Lichtman je otkrio da se ove simetrije mogu kombinovati sa intrinzičnim simetrijama kvantnih polja sa spinovima koji nisu nula. U tom slučaju se formiraju porodice (multipleti) koje ujedinjuju čestice iste mase, cjelobrojnog i polucijelog spina (drugim riječima, bozona i fermiona). Ovo je bilo i novo i neshvatljivo, budući da su oba predmet različitih vrsta kvantne statistike. Bozoni se mogu akumulirati u istom stanju, a fermioni slijede Paulijev princip, koji striktno zabranjuje čak i parne unije ove vrste. Stoga je pojava bozonsko-fermionskih multipleta izgledala kao matematička egzotika koja nije imala nikakve veze sa stvarnom fizikom. Ovako je to shvaćeno u FIAN-u. Kasnije, u svojim Memoarima, Andrej Saharov je ujedinjenje bozona i fermiona nazvao sjajnom idejom, ali mu se tada to nije činilo zanimljivim.

Izvan standarda

Gdje su granice SM? “Standardni model je u skladu sa gotovo svim podacima dobijenim na visokoenergetskim akceleratorima. - objašnjava vodeći istraživač Instituta za nuklearna istraživanja Ruske akademije nauka Sergej Troicki. “Međutim, rezultati eksperimenata koji svjedoče o prisutnosti mase u dvije vrste neutrina, a moguće i u sva tri, ne uklapaju se baš u njegove okvire. Ova činjenica znači da SM treba proširiti, a u kom se, zapravo, niko ne zna. Astrofizički podaci također ukazuju na nepotpunost SM. Tamna materija, koja čini više od petine mase svemira, sastoji se od teških čestica koje se ne uklapaju u SM. Usput, bilo bi tačnije nazvati ovu materiju ne tamnom, već prozirnom, jer ne samo da ne emituje svjetlost, već je i ne apsorbira. Osim toga, SM ne objašnjava gotovo potpuno odsustvo antimaterije u svemiru koji se može promatrati.”
Ima i estetskih zamjerki. Kako primećuje Sergej Troicki, SM je veoma ružan. Sadrži 19 numeričkih parametara koji su određeni eksperimentom i, sa stanovišta zdravog razuma, poprimaju vrlo egzotične vrijednosti. Na primjer, srednja vrijednost vakuuma Higgsovog polja, koje je odgovorno za mase elementarnih čestica, je 240 GeV. Nije jasno zašto je ovaj parametar 1017 puta manji od parametra koji određuje gravitacionu interakciju. Želio bih imati potpuniju teoriju, koja će omogućiti da se ovaj odnos utvrdi iz nekih općih principa.
Ni SM ne objašnjava ogromnu razliku između masa najlakših kvarkova, koji čine protone i neutrone, i mase gornjeg kvarka, koja prelazi 170 GeV (u svim ostalim aspektima, ne razlikuje se od u-kvarka , koji je skoro 10.000 puta lakši). Odakle dolaze naizgled identične čestice tako različitih masa, još uvijek nije jasno.

Lichtman je odbranio disertaciju 1971. godine, a zatim je otišao na VINITI i skoro napustio teorijsku fiziku. Golfand je dobio otkaz u FIAN-u zbog viška zaposlenih, a dugo nije mogao da nađe posao. Međutim, zaposlenici Ukrajinskog instituta za fiziku i tehnologiju, Dmitrij Volkov i Vladimir Akulov, također su otkrili simetriju između bozona i fermiona, pa su je čak koristili za opisivanje neutrina. Istina, ni Moskovljani ni Harkovčani tada nisu stekli lovorike. Tek 1989. Golfand i Likhtman su dobili I.E. Tamm. Godine 2009. Volodimir Akulov (sada predaje fiziku na Tehničkom koledžu Gradskog univerziteta u Njujorku) i Dmitrij Volkov (posthumno) dobili su Nacionalnu nagradu Ukrajine za naučno istraživanje.

Elementarne čestice Standardnog modela dijele se na bozone i fermione prema vrsti statistike. Kompozitne čestice - hadroni - mogu se povinovati ili Bose-Einstein statistici (kao što su mezoni - kaoni, pioni), ili Fermi-Dirac statistici (barioni - protoni, neutroni).

Rođenje supersimetrije

Na Zapadu su se mješavine bozonskih i fermionskih stanja prvi put pojavile u novonastaloj teoriji koja je predstavljala elementarne čestice ne kao točkaste objekte, već kao vibracije jednodimenzionalnih kvantnih struna.

Godine 1971. konstruiran je model u kojem je svaka vibracija bozonskog tipa kombinovana sa svojom uparenom fermionskom vibracijom. Istina, ovaj model nije radio u četverodimenzionalnom prostoru Minkowskog, već u dvodimenzionalnom prostor-vremenu teorija struna. Međutim, već 1973. Austrijanac Julius Wess i Italijan Bruno Zumino izvijestili su CERN (i objavili članak godinu dana kasnije) o četverodimenzionalnom supersimetričnom modelu s jednim bozonom i jednim fermionom. Ona nije tvrdila da opisuje elementarne čestice, ali je demonstrirala mogućnosti supersimetrije na jasnom i izuzetno fizičkom primjeru. Ubrzo su ti isti naučnici dokazali da je simetrija koju su otkrili proširena verzija simetrije Golfanda i Lichtmana. Tako se ispostavilo da su u roku od tri godine supersimetriju u prostoru Minkovskog nezavisno otkrila tri para fizičara.

Rezultati Wessa i Zumina potaknuli su razvoj teorija o mješavinama bozon-fermion. Budući da ove teorije povezuju mjerne simetrije sa prostorno-vremenskim simetrijama, nazvane su supergauge, a zatim supersimetrične. Oni predviđaju postojanje mnogih čestica, od kojih nijedna još nije otkrivena. Dakle, supersimetrija stvarnog svijeta je još uvijek hipotetička. Ali čak i da postoji, ne može biti stroga, inače bi elektroni imali naelektrisane bozonske rođake sa potpuno istom masom, što bi se lako moglo detektovati. Ostaje da se pretpostavi da su supersimetrični partneri poznatih čestica izuzetno masivni, a to je moguće samo ako je supersimetrija narušena.

Supersimetrična ideologija stupila je na snagu sredinom 1970-ih, kada je već postojao standardni model. Prirodno, fizičari su počeli da grade njegove supersimetrične ekstenzije, drugim rečima, da u njega uvode simetrije između bozona i fermiona. Prvu realističnu verziju supersimetričnog standardnog modela, nazvanu minimalni supersimetrični standardni model (MSSM), predložili su Howard Georgi i Savas Dimopoulos 1981. godine. Zapravo, ovo je isti standardni model sa svim svojim simetrijama, ali svakoj čestici je dodat partner, čiji se spin razlikuje od njenog spina za ½, bozon prema fermionu i fermion prema bozonu.

Stoga sve interakcije SM ostaju na mjestu, ali su obogaćene interakcijama novih čestica sa starim i međusobno. Složenije supersimetrične verzije SM također su nastale kasnije. Svi oni upoređuju već poznate čestice sa istim partnerima, ali na različite načine objašnjavaju kršenje supersimetrije.

Čestice i superčestice

Imena fermionskih superpartnera konstruisana su pomoću prefiksa "s" - elektron, smuon, squark. Superpartneri bozona dobijaju završetak "ino": foton - fotino, gluon - gluino, Z-bozon - zino, W-bozon - vino, Higsov bozon - higgsino.

Spin superpartnera bilo koje čestice (sa izuzetkom Higsovog bozona) je uvek ½ manji od njenog sopstvenog spina. Shodno tome, partneri elektrona, kvarkova i drugih fermiona (kao i, naravno, njihove antičestice) imaju nulti spin, dok partneri fotona i vektorskih bozona sa jediničnim spinom imaju polovinu. To je zbog činjenice da je broj stanja čestice veći, što je veći njen spin. Stoga bi zamjena oduzimanja sabiranjem dovela do pojave suvišnih superpartnera.

Na lijevoj strani je standardni model (SM) elementarnih čestica: fermiona (kvarkova, leptona) i bozona (nosača interakcije). Desno su njihovi superpartneri u Minimalnom supersimetričnom standardnom modelu, MSSM: bozoni (skvarkovi, spavači) i fermioni (superpartneri nosilaca sile). Pet Higsovih bozona (označenih jednim plavim simbolom na dijagramu) takođe imaju svoje superpartnere, Higsino petorku.

Uzmimo elektron kao primjer. Može biti u dva stanja - u jednom je njegov spin usmjeren paralelno sa momentom gibanja, u drugom je antiparalelan. Sa SM gledišta, to su različite čestice, budući da ne učestvuju baš jednako u slabim interakcijama. Čestica sa jediničnim spinom i masom različitom od nule može postojati u tri različita stanja (kako kažu fizičari, ima tri stepena slobode) i stoga nije pogodna za partnere sa elektronom. Jedini izlaz je da se svakom stanju elektrona dodijeli jedan spin-nula superpartner i da se ti elektroni smatraju različitim česticama.

Superpartneri bozona u Standardnom modelu su nešto lukaviji. Pošto je masa fotona jednaka nuli, čak i sa jediničnim spinom on ima ne tri, već dva stepena slobode. Stoga mu se lako može pripisati fotino, poluspin superpartner, koji, kao i elektron, ima dva stepena slobode. Gluino se pojavljuje prema istoj shemi. Kod Higgsa je situacija komplikovanija. MSSM ima dva dubleta Higgsovih bozona, koji odgovaraju četiri superpartnera - dva neutralna i dva suprotno nabijena Higgsina. Neutrale se na različite načine miješaju s fotinom i zinom i formiraju četiri fizički vidljive čestice sa zajedničkim imenom neutralino. Slične mješavine sa imenom chargino, čudnim za rusko uho (na engleskom - chargino), čine superpartnere pozitivnih i negativnih W-bozona i parova nabijenih Higgsovih.

Situacija sa neutrinskim superpartnerima također ima svoje specifičnosti. Da ova čestica nema masu, njen spin bi uvek bio u suprotnom smeru od momenta kretanja. Stoga bi neutrino bez mase imao jednog skalarnog partnera. Međutim, pravi neutrini još uvijek nisu bez mase. Moguće je da postoje i neutrina sa paralelnim momentima i spinovima, ali oni su veoma teški i još nisu otkriveni. Ako je to tačno, onda svaka vrsta neutrina ima svog superpartnera.

Prema profesoru fizike sa Univerziteta u Michigenu Gordonu Kaneu, najuniverzalniji mehanizam za kršenje supersimetrije ima veze sa gravitacijom.

Međutim, veličina njegovog doprinosa masama superčestica još nije razjašnjena, a procjene teoretičara su kontradiktorne. Osim toga, teško da je jedini. Tako, Next-to-Minimal Supersimetrični standardni model, NMSSM, uvodi još dva Higgsova bozona koji doprinose masi superčestica (i takođe povećavaju broj neutralina sa četiri na pet). Takva situacija, primjećuje Kane, dramatično umnožava broj parametara ugrađenih u supersimetrične teorije.

Čak i minimalno proširenje Standardnog modela zahtijeva oko stotinu dodatnih parametara. Ovo ne treba da čudi jer sve ove teorije uvode mnoge nove čestice. Kako se pojavljuju potpuniji i konzistentniji modeli, broj parametara bi se trebao smanjiti. Čim detektori Velikog hadronskog sudarača uhvate superčestice, novi modeli vas neće tjerati da čekate.

Hijerarhija čestica

Supersimetrične teorije omogućavaju da se eliminišu brojne slabosti Standardnog modela. Profesor Kane u prvi plan stavlja zagonetku Higsovog bozona, koja se naziva problemom hijerarhije..

Ova čestica dobija masu u toku interakcije sa leptonima i kvarkovima (kao što i oni sami dobijaju masu u interakciji sa Higsovim poljem). U SM, doprinosi ovih čestica su predstavljeni divergentnim nizovima sa beskonačnim sumama. Istina, doprinosi bozona i fermiona imaju različite predznake i, u principu, mogu se skoro potpuno poništiti. Međutim, takvo bi izumiranje trebalo biti gotovo idealno, jer se sada zna da je Higsova masa samo 125 GeV. Nije nemoguće, ali je malo vjerovatno.

Za supersimetrične teorije, nema razloga za brigu. Uz egzaktnu supersimetriju, doprinosi običnih čestica i njihovih superpartnera moraju se međusobno potpuno nadoknaditi. Pošto je supersimetrija narušena, kompenzacija se ispostavlja nepotpunom, a Higsov bozon dobija konačnu i, što je najvažnije, izračunljivu masu. Ako mase superpartnera nisu prevelike, treba ih mjeriti u rasponu od jedne do dvije stotine GeV, što je tačno. Kako Kane naglašava, fizičari su počeli ozbiljno shvaćati supersimetriju kada se pokazalo da ona rješava problem hijerarhije.

Mogućnosti supersimetrije se tu ne završavaju. Iz SM slijedi da se u području vrlo visokih energija jake, slabe i elektromagnetne interakcije, iako imaju približno istu snagu, nikada ne kombinuju. A u supersimetričnim modelima na energijama reda od 1016 GeV dolazi do takvog spajanja i izgleda mnogo prirodnije. Ovi modeli također nude rješenje problema tamne materije. Superčestice tokom raspada daju i superčestice i obične čestice - naravno, manje mase. Međutim, supersimetrija, za razliku od SM, omogućava brzi raspad protona, koji se, na našu sreću, zapravo ne događa.

Proton, a sa njim i čitav okolni svijet, može se spasiti pod pretpostavkom da je u procesima koji uključuju superčestice očuvan kvantni broj R-pariteta, koji je jednak jedan za obične čestice i minus jedan za superpartnere. U tom slučaju, najlakša superčestica mora biti potpuno stabilna (i električni neutralna). Po definiciji, ne može se raspasti na superčestice, a očuvanje R-pariteta mu zabranjuje da se raspadne na čestice. Tamna materija se može sastojati upravo od takvih čestica koje su se pojavile neposredno nakon Velikog praska i izbjegle međusobno uništenje.

Čekamo eksperimente

“Neposredno prije otkrića Higsovog bozona, zasnovanog na M-teoriji (najnaprednija verzija teorije struna), njegova masa je bila predviđena sa greškom od samo dva posto! Profesor Kane kaže. — Izračunali smo i mase elektrona, smuona i skvarkova, za koje se pokazalo da su prevelike za moderne akceleratore — reda veličine nekoliko desetina TeV. Superpartneri fotona, gluona i drugih mernih bozona su mnogo lakši i stoga imaju šanse da budu otkriveni na LHC-u.”

Naravno, tačnost ovih proračuna ničim ne garantuje: M-teorija je delikatna stvar. Pa ipak, da li je moguće otkriti tragove superčestica na akceleratorima? “Masivne superčestice trebale bi se raspasti odmah nakon rođenja. Ovi raspadi nastaju na pozadini raspada običnih čestica i vrlo ih je teško nedvosmisleno izdvojiti“, objašnjava Dmitrij Kazakov, glavni istraživač Laboratorije za teorijsku fiziku JINR-a u Dubni. “Bilo bi idealno da se superčestice manifestiraju na jedinstven način koji se ne može pomiješati ni sa čim drugim, ali teorija to ne predviđa.

Potrebno je analizirati mnogo različitih procesa i među njima tražiti one koji nisu u potpunosti objašnjeni Standardnim modelom. Ove pretrage su do sada bile neuspešne, ali već imamo ograničenja za masu superpartnera. Oni od njih koji učestvuju u jakim interakcijama trebali bi povući najmanje 1 TeV, dok mase ostalih superčestica mogu varirati između desetina i stotina GeV.

U novembru 2012. godine na simpozijumu u Kjotu objavljeni su rezultati eksperimenata na LHC-u, tokom kojih je po prvi put bilo moguće pouzdano registrovati vrlo rijedak raspad Bs mezona na mion i antimion. Njegova vjerovatnoća je otprilike tri milijarde, što se dobro slaže sa predviđanjima SM. Budući da očekivana vjerovatnoća ovog raspada, izračunata iz MSSM, može biti nekoliko puta veća, neki su odlučili da je supersimetrija gotova.

Međutim, ova vjerovatnoća ovisi o nekoliko nepoznatih parametara, koji mogu dati i veliki i mali doprinos konačnom rezultatu, ovdje je još uvijek dosta neizvjesnosti. Dakle, ništa se strašno nije dogodilo, a glasine o smrti MSSM-a su jako pretjerane. Ali to ne znači da je nepobediva. LHC još ne radi punim kapacitetom, dostići će ga tek za dvije godine, kada će energija protona biti dovedena do 14 TeV. A ako tada nema manifestacija superčestica, onda će MSSM najvjerovatnije umrijeti prirodnom smrću i doći će vrijeme za nove supersimetrične modele.

Grassmannovi brojevi i supergravitacija

Čak i prije stvaranja MSSM-a, supersimetrija je bila kombinovana sa gravitacijom. Ponavljana primjena transformacija koje povezuju bozone i fermione pomiče česticu u prostor-vremenu. To omogućava povezivanje supersimetrija i deformacija prostorno-vremenske metrike, koja je, prema općoj teoriji relativnosti, uzrok gravitacije. Kada su fizičari to shvatili, počeli su da grade supersimetrične generalizacije opšte teorije relativnosti, koje se nazivaju supergravitacija. Ovo područje teorijske fizike se sada aktivno razvija.
Istovremeno je postalo jasno da su supersimetričnim teorijama potrebni egzotični brojevi, koje je u 19. veku izmislio nemački matematičar Herman Ginter Grasman. Mogu se sabirati i oduzimati kao i obično, ali proizvod takvih brojeva mijenja predznak kada se faktori preurede (dakle, kvadrat i, općenito, bilo koja cjelobrojna snaga Grassmanovog broja jednaka je nuli). Naravno, funkcije takvih brojeva ne mogu se diferencirati i integrirati prema standardnim pravilima matematičke analize, potrebne su potpuno različite metode. I, na sreću supersimetričnih teorija, one su već pronađene. Izmislio ih je 1960-ih izvanredni sovjetski matematičar sa Moskovskog državnog univerziteta Feliks Berezin, koji je stvorio novi pravac - supermatematiku.

Međutim, postoji još jedna strategija koja nije vezana za LHC. Dok je LEP elektron-pozitronski sudarač radio u CERN-u, tražili su najlakše od nabijenih superčestica, čiji bi raspadi trebali dovesti do najlakših superpartnera. Ove čestice prekursora je lakše otkriti jer su nabijene, a najlakši superpartner je neutralan. Eksperimenti na LEP-u su pokazali da masa takvih čestica ne prelazi 104 GeV. Ovo nije mnogo, ali ih je teško otkriti na LHC-u zbog visoke pozadine. Stoga, sada postoji pokret za izgradnju super-moćnog sudarača elektron-pozitrona za njihovu potragu. Ali ovo je veoma skup automobil i sigurno se neće proizvoditi uskoro."

Zatvaranja i otvaranja

Međutim, prema profesoru teorijske fizike na Univerzitetu Minnesota, Mihailu Šifmanu, izmerena masa Higsovog bozona je prevelika za MSSM, a ovaj model je najverovatnije već zatvoren:

“Istina, pokušavaju je spasiti uz pomoć raznih nadgradnji, ali su toliko neelegantni da imaju male šanse za uspjeh. Moguće je da će i druge ekstenzije raditi, ali kada i kako još uvijek nije poznato. Ali ovo pitanje ide dalje od čiste nauke. Trenutno finansiranje fizike visoke energije počiva na nadi da će se otkriti nešto zaista novo na LHC-u. Ako se to ne dogodi, biće smanjena sredstva, a neće biti dovoljno novca za izgradnju akceleratora nove generacije, bez kojih se ova nauka neće moći stvarno razvijati.” Dakle, supersimetrične teorije i dalje obećavaju, ali jedva čekaju presudu eksperimentatora.