ឧទាហរណ៍នៃប្រព័ន្ធរូបវន្តដែលតំណាងដោយគំរូភាគល្អិត។ គំរូស្តង់ដារនៃអន្តរកម្មមូលដ្ឋាន។ ការបិទនិងបើក

ការរកឃើញថ្មីៗនេះដោយក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលដឹកនាំដោយ Joaquim Mathias ជាលើកដំបូងបានអង្រួនយ៉ាងខ្លាំងដល់មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃរូបវិទ្យាភាគល្អិតទំនើប ពោលគឺគំរូស្តង់ដារ។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានគ្រប់គ្រងដើម្បីទស្សន៍ទាយការប្រែប្រួលមិនស្តង់ដារនៃការពុកផុយនៃភាគល្អិត B-meson ដែលគំរូនេះមិនបានគិតគូរ។ លើសពីនេះទៅទៀត ស្ទើរតែភ្លាមៗការស្មានរបស់ពួកគេត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍។

គួរកត់សម្គាល់ថាក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ អ្នករូបវិទ្យាដែលចូលរួមក្នុងការសិក្សាអំពីភាគល្អិតបឋមកំពុងនិយាយកាន់តែខ្លាំងឡើងថា វិន័យនេះបានក្លាយទៅជាតូចពេកនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគំរូស្តង់ដារដែលគ្រប់គ្នាធ្លាប់ស្គាល់។ ជាការពិតណាស់ បាតុភូតជាច្រើនត្រូវបានចុះឈ្មោះរួចហើយ ដែលពិបាកពន្យល់ក្នុងក្របខណ្ឌរបស់វា។ ជាឧទាហរណ៍ គំរូនេះមិនអាចទស្សន៍ទាយបានថាតើភាគល្អិតណាខ្លះអាចបង្កើតជារូបធាតុងងឹតបាន ហើយក៏មិនឆ្លើយនឹងសំណួរដែលធ្វើទារុណកម្មអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាយូរយារណាស់មកហើយដែរ ហេតុអ្វីបានជាមានរូបធាតុនៅក្នុងចក្រវាឡរបស់យើងច្រើនជាងវត្ថុធាតុ (baryon asymmetry)។ ហើយការបកស្រាយ Erzionic នៃដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរត្រជាក់នៃស្នូល ដែលយើងបានសរសេរអំពីមិនយូរប៉ុន្មានមុននេះ ក៏ហួសពី "សកម្មភាព" នៃគំរូស្តង់ដារដូចគ្នា។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ក៏ដូចគ្នាដែរ អ្នករូបវិទ្យាភាគច្រើននៅតែប្រកាន់ខ្ជាប់នូវវិធីពិសេសនេះ ក្នុងការពន្យល់ពីជីវិតអាថ៌កំបាំងនៃភាគល្អិតបឋម។ មួយផ្នែកដោយសារតែការពិតដែលថារហូតមកដល់ពេលនេះគ្មាននរណាម្នាក់បានបង្កើតអ្វីដែលប្រសើរជាងនេះទេមួយផ្នែកដោយសារតែការព្យាករណ៍ភាគច្រើននៃគំរូស្តង់ដារនៅតែមានការបញ្ជាក់ពិសោធន៍ (ដែលមិនអាចនិយាយបានអំពីសម្មតិកម្មជំនួស) ។ លើសពីនេះទៅទៀត រហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ មិនមានគម្លាតធ្ងន់ធ្ងរណាមួយពីគំរូនេះអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងការពិសោធន៍នោះទេ។ ទោះ​ជា​យ៉ាង​ណា វា​ហាក់​ដូច​ជា​មិន​បាន​កើត​ឡើង​យូរ​មក​ហើយ​នោះ​ទេ។ នេះអាចមានន័យថាកំណើតនៃទ្រឹស្តីថ្មីទាំងស្រុងនៃរូបវិទ្យាភាគល្អិត ដែលនៅក្នុងនោះ គំរូស្តង់ដារបច្ចុប្បន្ននឹងមើលទៅដូចជាករណីពិសេសមួយ ដូចគ្នានឹងទ្រឹស្ដីទំនាញសកលរបស់ញូតុន មើលទៅដូចជាករណីពិសេសនៃទំនាញក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃទំនាក់ទំនងទូទៅ។

វាទាំងអស់បានចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការពិតដែលថាក្រុមរូបវិទ្យាអន្តរជាតិដែលដឹកនាំដោយ Joaquim Mathias បានធ្វើការទស្សន៍ទាយជាច្រើនអំពីប្រភេទនៃគម្លាតនៅក្នុងប្រូបាប៊ីលីតេនៃការពុកផុយនៃ B-meson អាចខុសពីគំរូស្តង់ដារ និងបង្ហាញពីរូបវិទ្យាថ្មី។ ខ្ញុំសូមរំលឹកអ្នកថា B-meson គឺជាភាគល្អិតដែលមាន b-quark និង d-antiquark ។ យោងតាមបទប្បញ្ញត្តិនៃគំរូស្ដង់ដារ ភាគល្អិតនេះអាចបំបែកទៅជា muon (ជាភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន តាមពិតអេឡិចត្រុងធ្ងន់ណាស់) និងអង់ទីមូន ទោះបីជាប្រូបាប៊ីលីតេនៃព្រឹត្តិការណ៍បែបនេះមិនខ្ពស់ខ្លាំងក៏ដោយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយកាលពីឆ្នាំមុននៅក្នុងសន្និសីទមួយនៅទីក្រុងក្យូតូ អ្នករូបវិទ្យាដែលធ្វើការនៅ Large Hadron Collider បានរាយការណ៍ថាពួកគេអាចកត់ត្រាដាននៃការពុកផុយបែបនេះ (និងជាមួយនឹងប្រូបាប៊ីលីតេដែលត្រូវបានព្យាករណ៍តាមទ្រឹស្តី)។

ក្រុម Matthias បានពិចារណាថា meson នេះគួរតែរលួយខុសគ្នាខ្លះ - ទៅជា muons មួយគូ និងភាគល្អិត K * ដែលមិនស្គាល់រហូតមកដល់ពេលនេះ ដែលស្ទើរតែរលាយភ្លាមៗទៅជា kaon និង pion ( mesons ស្រាលជាងពីរ) ។ គួរកត់សម្គាល់ថាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរាយការណ៍អំពីលទ្ធផលនៃការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេនៅថ្ងៃទី 19 ខែកក្កដានៅឯកិច្ចប្រជុំនៃសមាគមរូបវិទ្យាអ៊ឺរ៉ុបហើយវាគ្មិនបន្ទាប់មកពីអ្នកដែលបាននិយាយនៅក្នុងព្រឹត្តិការណ៍នេះ (នេះគឺជារូបវិទូ Nicolas Serra ពីការសហការ LHCb ពី Large Hadron Collider) បានរាយការណ៍ថាក្រុមរបស់គាត់បានគ្រប់គ្រងដើម្បីជួសជុលដាននៃការបែកបាក់បែបនេះ។ ជាងនេះទៅទៀត លទ្ធផលពិសោធន៍របស់ក្រុម Serra ស្ទើរតែទាំងស្រុងស្របគ្នានឹងគម្លាតដែលបានព្យាករណ៍នៅក្នុងរបាយការណ៍របស់វេជ្ជបណ្ឌិត Matthias និងសហអ្នកនិពន្ធរបស់គាត់!

គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ អ្នករូបវិទ្យាវាយតម្លៃលទ្ធផលទាំងនេះជាមួយនឹងសារៈសំខាន់ស្ថិតិនៃ 4.5σ ដែលមានន័យថាភាពជឿជាក់នៃព្រឹត្តិការណ៍ដែលបានពិពណ៌នាគឺខ្ពស់ខ្លាំងណាស់។ ខ្ញុំសូមរំលឹកអ្នកថា ភស្តុតាងពិសោធន៍នៃបី σ ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាលទ្ធផលនៃសារៈសំខាន់ដ៏សំខាន់ ហើយ 5 σ ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាការរកឃើញដែលបានបង្កើតឡើងយ៉ាងល្អ - នេះគឺជាតម្លៃសារៈសំខាន់ដែលបានកំណត់ចំពោះលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍កាលពីឆ្នាំមុន ដែលទីបំផុតបានរកឃើញដាន អំពីអត្ថិភាពរបស់ Higgs boson ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លោកវេជ្ជបណ្ឌិត Matthias ខ្លួនឯងជឿថា មនុស្សម្នាក់មិនគួរប្រញាប់ប្រញាល់ទៅរកការសន្និដ្ឋាននៅឡើយទេ។ "ដើម្បីបញ្ជាក់លទ្ធផលទាំងនេះ ការសិក្សាទ្រឹស្ដីបន្ថែមនឹងត្រូវបានទាមទារ ក៏ដូចជាការវាស់វែងថ្មីៗ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើការសន្និដ្ឋានរបស់យើងពិតជាត្រឹមត្រូវ យើងនឹងប្រឈមមុខនឹងការបញ្ជាក់ដោយផ្ទាល់ជាលើកដំបូងអំពីអត្ថិភាពនៃរូបវិទ្យាថ្មី ដែលជាទ្រឹស្តីទូទៅជាងការទូទៅ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របាននិយាយថា ប្រសិនបើ Higgs boson ទីបំផុតបានអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើត jigsaw puzzle នៃ Standard Model លទ្ធផលទាំងនេះអាចជាបំណែកដំបូងនៃ jigsaw puzzle ថ្មី ដែលមានទំហំធំជាងនេះទៅទៀត។

គំរូស្តង់ដារគឺជាទ្រឹស្តីទំនើបនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតបឋម ដែលត្រូវបានផ្ទៀងផ្ទាត់ម្តងហើយម្តងទៀតដោយពិសោធន៍។ ទ្រឹស្តីនេះត្រូវបានផ្អែកលើចំនួនតិចតួចបំផុតនៃ postulates និងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកទស្សន៍ទាយលក្ខណៈសម្បត្តិនៃដំណើរការផ្សេងគ្នារាប់ពាន់នៅក្នុងពិភពនៃភាគល្អិតបឋម។ នៅក្នុងករណីភាគច្រើនលើសលប់ ការទស្សន៍ទាយទាំងនេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍ ជួនកាលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ហើយករណីកម្រទាំងនោះនៅពេលដែលការព្យាករណ៍នៃគំរូស្តង់ដារមិនយល់ស្របនឹងបទពិសោធន៍ក្លាយជាប្រធានបទនៃការពិភាក្សាដ៏ក្តៅគគុក។

គំរូស្ដង់ដារគឺជាព្រំដែនដែលបំបែកភាពជឿជាក់ដែលគេស្គាល់ពីសម្មតិកម្មនៅក្នុងពិភពនៃភាគល្អិតបឋម។ ទោះបីជាទទួលបានជោគជ័យគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ក្នុងការពិពណ៌នាអំពីការពិសោធន៍ក៏ដោយ គំរូស្តង់ដារមិនអាចចាត់ទុកថាជាទ្រឹស្តីចុងក្រោយនៃភាគល្អិតបឋមបានទេ។ អ្នករូបវិទ្យាប្រាកដណាស់។ វាត្រូវតែជាផ្នែកមួយនៃទ្រឹស្តីដ៏ស៊ីជម្រៅមួយចំនួននៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃ microworld. តើ​ទ្រឹស្តី​បែប​ណា​នោះ​គេ​មិន​ទាន់​ដឹង​ច្បាស់​នៅឡើយ​ទេ ។ អ្នកទ្រឹស្ដីបានបង្កើតបេក្ខជនមួយចំនួនធំសម្រាប់ទ្រឹស្ដីបែបនេះ ប៉ុន្តែមានតែការពិសោធន៍មួយប៉ុណ្ណោះដែលបង្ហាញថាពួកគេមួយណាដែលត្រូវនឹងស្ថានភាពពិតដែលបានអភិវឌ្ឍនៅក្នុងសកលលោករបស់យើង។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលអ្នករូបវិទ្យាព្យាយាមស្វែងរកគម្លាតណាមួយពីគំរូស្តង់ដារ ភាគល្អិត កម្លាំង ឬឥទ្ធិពលដែលមិនត្រូវបានព្យាករណ៍ដោយគំរូស្តង់ដារ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រហៅបាតុភូតទាំងអស់នេះថា "រូបវិទ្យាថ្មី" ។ យ៉ាង​ពិតប្រាកដ ស្វែងរករូបវិទ្យាថ្មី និងជាភារកិច្ចចម្បងរបស់ Large Hadron Collider.

សមាសធាតុសំខាន់នៃគំរូស្តង់ដារ

ឧបករណ៍ធ្វើការនៃគំរូស្តង់ដារគឺទ្រឹស្តីវាលកង់ទិច - ទ្រឹស្តីដែលជំនួសមេកានិចកង់ទិចក្នុងល្បឿនជិតនឹងល្បឿនពន្លឺ។ វត្ថុសំខាន់ៗនៅក្នុងវាមិនមែនជាភាគល្អិតដូចនៅក្នុងមេកានិចបុរាណ និងមិនមែនជា "រលកភាគល្អិត" ដូចនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចដែរ ប៉ុន្តែ វាល quantum: អេឡិចត្រូនិច, muon, electromagnetic, quark, etc. - មួយសម្រាប់ភាពខុសគ្នានៃ "entities of the microworld" នីមួយៗ។

ទាំងកន្លែងទំនេរ និងអ្វីដែលយើងយល់ថាជាភាគល្អិតដាច់ដោយឡែក និងការបង្កើតស្មុគស្មាញបន្ថែមទៀតដែលមិនអាចកាត់បន្ថយទៅជាភាគល្អិតដាច់ដោយឡែកបាន - ទាំងអស់នេះត្រូវបានពិពណ៌នាថាជាស្ថានភាពផ្សេងគ្នានៃវាល។ នៅពេលអ្នករូបវិទ្យាប្រើពាក្យ "ភាគល្អិត" ពួកគេពិតជាមានន័យថាស្ថានភាពនៃវាលទាំងនេះ មិនមែនវត្ថុចំណុចនីមួយៗទេ។

គំរូស្ដង់ដាររួមមានធាតុផ្សំសំខាន់ៗដូចខាងក្រោមៈ

• សំណុំនៃ "ឥដ្ឋ" ជាមូលដ្ឋាននៃបញ្ហា - ឡេបតុន ៦ ប្រភេទ និង ឃ្វាក ៦ ប្រភេទ. ភាគល្អិតទាំងអស់នេះគឺជា 1/2 fermions ហើយរៀបចំដោយធម្មជាតិជាបីជំនាន់។ ហាដរ៉ុនជាច្រើន - ភាគល្អិតសមាសធាតុដែលពាក់ព័ន្ធនឹងអន្តរកម្មខ្លាំង - ត្រូវបានផ្សំឡើងដោយ quarks នៅក្នុងបន្សំផ្សេងៗ។
• កម្លាំងបីប្រភេទសកម្មភាពរវាង fermions មូលដ្ឋាន - អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចខ្សោយនិងខ្លាំង។ អន្តរកម្មខ្សោយ និងអេឡិចត្រូម៉ាញេទិចគឺជាភាគីទាំងពីរដូចគ្នា។ អន្តរកម្មអគ្គិសនី. កម្លាំងខ្លាំងឈរដាច់ពីគ្នា ហើយវាគឺជាកម្លាំងនេះដែលចង quarks ទៅជា hadrons ។
• កម្លាំងទាំងអស់នេះត្រូវបានពិពណ៌នានៅលើមូលដ្ឋាននៃ គោលការណ៍រង្វាស់- ពួកគេមិនត្រូវបានណែនាំទៅក្នុងទ្រឹស្តី "ដោយបង្ខំ" ប៉ុន្តែហាក់ដូចជាកើតឡើងដោយខ្លួនឯង ដែលជាលទ្ធផលនៃតម្រូវការដែលទ្រឹស្តីត្រូវស៊ីមេទ្រីទាក់ទងទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់។ ប្រភេទដាច់ដោយឡែកនៃស៊ីមេទ្រីផ្តល់នូវការកើនឡើងនូវអន្តរកម្មខ្លាំងនិងអេឡិចត្រូ។
• ទោះបីជាការពិតដែលថាមានភាពស៊ីមេទ្រីនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងទ្រឹស្តីខ្លួនវាក៏ដោយនៅក្នុងពិភពលោករបស់យើងវាត្រូវបានរំលោភបំពានដោយឯកឯង។ ការបំបែកដោយឯកឯងនៃស៊ីមេទ្រី electroweak- ធាតុចាំបាច់នៃទ្រឹស្តី ហើយនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគំរូស្តង់ដារ ការរំលោភកើតឡើងដោយសារតែយន្តការ Higgs ។
• តម្លៃលេខសម្រាប់ ប្រហែលពីរដប់ថេរ៖ ទាំងនេះគឺជាម៉ាស់នៃ fermions មូលដ្ឋាន តម្លៃជាលេខនៃថេរ coupling នៃអន្តរកម្មដែលកំណត់លក្ខណៈកម្លាំងរបស់ពួកគេ និងបរិមាណផ្សេងទៀតមួយចំនួន។ ពួកវាទាំងអស់ត្រូវបានស្រង់ចេញម្តង និងសម្រាប់ទាំងអស់ពីការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងបទពិសោធន៍ និងមិនត្រូវបានកែតម្រូវក្នុងការគណនាបន្ថែមទៀតទៀតទេ។

លើសពីនេះទៀត គំរូស្តង់ដារ គឺជាទ្រឹស្ដីដែលអាចផ្លាស់ប្តូរបាន ពោលគឺធាតុទាំងអស់នេះត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងវាតាមរបៀបដែលស្របគ្នាដោយខ្លួនឯង ដែលជាគោលការណ៍អនុញ្ញាតឱ្យការគណនាត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវដែលត្រូវការ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាញឹកញាប់ការគណនាជាមួយនឹងកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវដែលចង់បានប្រែទៅជាស្មុគស្មាញដែលមិនអាចទ្រាំទ្របាន ប៉ុន្តែនេះមិនមែនជាបញ្ហានៃទ្រឹស្តីផ្ទាល់នោះទេ ប៉ុន្តែជាសមត្ថភាពគណនារបស់យើង។

អ្វីដែលគំរូស្តង់ដារអាច និងមិនអាចធ្វើបាន។

គំរូស្តង់ដារគឺជាទ្រឹស្ដីពិពណ៌នាតាមវិធីជាច្រើន។ វាមិនផ្តល់ចម្លើយចំពោះសំណួរជាច្រើនដែលចាប់ផ្តើមដោយ "ហេតុអ្វី"៖ ហេតុអ្វីបានជាមានភាគល្អិតច្រើន ហើយពិតប្រាកដទាំងនេះ? តើអន្តរកម្មទាំងនេះមកពីណា ហើយពិតប្រាកដជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិបែបនេះ? ហេតុអ្វីបានជាធម្មជាតិត្រូវការបង្កើត fermion បីជំនាន់? ហេតុអ្វី​បាន​ជា​តម្លៃ​លេខ​នៃ​ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ​ដូចគ្នា​? លើសពីនេះ គំរូស្តង់ដារមិនអាចពិពណ៌នាអំពីបាតុភូតមួយចំនួនដែលបានសង្កេតនៅក្នុងធម្មជាតិបានទេ។ ជាពិសេស វាគ្មានកន្លែងសម្រាប់ម៉ាស់នឺត្រេណូ និងភាគល្អិតនៃសារធាតុងងឹតនោះទេ។ គំរូស្តង់ដារមិនគិតពីទំនាញផែនដីទេ ហើយវាមិនត្រូវបានគេដឹងថាតើមានអ្វីកើតឡើងចំពោះទ្រឹស្តីនេះនៅលើមាត្រដ្ឋានថាមពល Planck នៅពេលដែលទំនាញផែនដីមានសារៈសំខាន់ខ្លាំង។

បើទោះជាយ៉ាងណា គំរូស្តង់ដារត្រូវបានប្រើសម្រាប់គោលបំណងដែលបានគ្រោងទុក សម្រាប់ការទស្សន៍ទាយលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចនៃភាគល្អិតបឋម បន្ទាប់មកវាអនុញ្ញាតឱ្យអាស្រ័យលើដំណើរការជាក់លាក់ ដើម្បីអនុវត្តការគណនាជាមួយនឹងកម្រិតនៃភាពជាក់លាក់ខុសៗគ្នា។

• សម្រាប់បាតុភូតអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច (ការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃអេឡិចត្រុង កម្រិតថាមពល) ភាពត្រឹមត្រូវអាចឈានដល់ផ្នែកក្នុងមួយលាន ឬប្រសើរជាងនេះ។ កំណត់ត្រានៅទីនេះត្រូវបានប្រារព្ធឡើងដោយពេលម៉ាញេទិចមិនធម្មតានៃអេឡិចត្រុងដែលត្រូវបានគណនាដោយភាពត្រឹមត្រូវប្រសើរជាងមួយពាន់លាន។
• ដំណើរការថាមពលខ្ពស់ជាច្រើនដែលដំណើរការដោយសារអន្តរកម្មនៃចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានគណនាដោយភាពត្រឹមត្រូវប្រសើរជាងមួយភាគរយ។
• អាក្រក់បំផុតគឺអន្តរកម្មខ្លាំងនៅថាមពលមិនខ្ពស់ពេក។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃការគណនាដំណើរការបែបនេះប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំង៖ ក្នុងករណីខ្លះវាអាចឈានដល់ភាគរយ ក្នុងករណីផ្សេងទៀត វិធីសាស្រ្តទ្រឹស្តីផ្សេងគ្នាអាចផ្តល់ចម្លើយដែលខុសគ្នាច្រើនដង។

វាគឺមានតំលៃសង្កត់ធ្ងន់ថាការពិតដែលថាដំណើរការមួយចំនួនពិបាកក្នុងការគណនាជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវដែលត្រូវការមិនមានន័យថា "ទ្រឹស្តីមិនល្អ" នោះទេ។ វាគ្រាន់តែថាវាស្មុគ្រស្មាញណាស់ ហើយបច្ចេកទេសគណិតវិទ្យាបច្ចុប្បន្នមិនទាន់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីតាមដានផលវិបាករបស់វាទាំងអស់នោះទេ។ ជាពិសេស បញ្ហាសហសវត្សរ៍គណិតវិទ្យាដ៏ល្បីល្បាញមួយទាក់ទងនឹងបញ្ហានៃការបង្ខាំងនៅក្នុងទ្រឹស្ដី Quantum ជាមួយនឹងអន្តរកម្មរង្វាស់ដែលមិនមែនជា Abelian ។

អក្សរសិល្ប៍បន្ថែម៖

• ព័ត៌មានជាមូលដ្ឋានអំពីយន្តការ Higgs អាចរកបាននៅក្នុងសៀវភៅដោយ L. B. Okun "រូបវិទ្យានៃភាគល្អិតបឋម" (នៅកម្រិតនៃពាក្យនិងរូបភាព) និង "Leptons and quarks" (ក្នុងកម្រិតធ្ងន់ធ្ងរប៉ុន្តែអាចចូលដំណើរការបាន) ។

“យើងឆ្ងល់ថា ហេតុអ្វីបានជាក្រុមមនុស្សដែលមានទេពកោសល្យ និងឧស្សាហ៍ព្យាយាមលះបង់ជីវិតរបស់ពួកគេ ដើម្បីដេញតាមវត្ថុតូចៗ ដែលពួកគេមើលមិនឃើញ? ជាការពិត នៅក្នុងថ្នាក់នៃអ្នករូបវិទ្យាភាគល្អិត ការចង់ដឹងចង់ឃើញរបស់មនុស្ស និងបំណងប្រាថ្នាដើម្បីស្វែងយល់ពីរបៀបដែលពិភពលោកដែលយើងរស់នៅដំណើរការត្រូវបានបង្ហាញ។” Sean Carroll

ប្រសិនបើអ្នកនៅតែខ្លាចឃ្លា quantum mechanics ហើយនៅតែមិនដឹងថាអ្វីជាគំរូស្តង់ដារ - សូមស្វាគមន៍មកកាន់ឆ្មា។ នៅក្នុងការបោះពុម្ភផ្សាយរបស់ខ្ញុំ ខ្ញុំនឹងព្យាយាមពន្យល់ពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃពិភពលោក quantum ក៏ដូចជារូបវិទ្យានៃភាគល្អិតបឋម ដោយសាមញ្ញ និងច្បាស់លាស់តាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។ យើងនឹងព្យាយាមស្វែងយល់ថាតើអ្វីជាភាពខុសគ្នាសំខាន់រវាង fermions និង bosons ហេតុអ្វីបានជា quarks មានឈ្មោះចម្លែកបែបនេះ ហើយចុងក្រោយហេតុអ្វីបានជាអ្នកគ្រប់គ្នាចង់ស្វែងរក Higgs Boson ។

តើយើងបង្កើតពីអ្វី?

ជាការប្រសើរណាស់ យើងនឹងចាប់ផ្តើមដំណើររបស់យើងចូលទៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណជាមួយនឹងសំណួរដ៏សាមញ្ញមួយ៖ តើវត្ថុជុំវិញខ្លួនយើងមានអ្វីខ្លះ? ពិភពលោករបស់យើងដូចជាផ្ទះមួយមានឥដ្ឋតូចៗជាច្រើនដែលនៅពេលដែលរួមបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងវិធីពិសេសមួយនឹងបង្កើតអ្វីដែលថ្មីមិនត្រឹមតែនៅក្នុងរូបរាងប៉ុណ្ណោះទេថែមទាំងនៅក្នុងទ្រព្យសម្បត្តិរបស់ពួកគេផងដែរ។ តាមពិតទៅ ប្រសិនបើអ្នកក្រឡេកមើលពួកវាឱ្យជិត អ្នកអាចដឹងថាប្លុកប្រភេទផ្សេងគ្នាមិនច្រើននោះទេ វាគ្រាន់តែថារាល់ពេលដែលពួកវាភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមកតាមរបៀបផ្សេងៗគ្នា បង្កើតទម្រង់ និងបាតុភូតថ្មី។ ប្លុកនីមួយៗគឺជាភាគល្អិតបឋមដែលមិនអាចបំបែកបាន ដែលនឹងត្រូវបានពិភាក្សានៅក្នុងរឿងរបស់ខ្ញុំ។

ជាឧទាហរណ៍ ចូរយើងយកសារធាតុខ្លះ ទុកវាជាធាតុទីពីរនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់របស់ Mendeleev ដែលជាឧស្ម័នអសកម្ម។ អេលីយ៉ូម. ដូចសារធាតុផ្សេងទៀតនៅក្នុងសកលលោកដែរ អេលីយ៉ូមត្រូវបានបង្កើតឡើងពីម៉ូលេគុល ដែលនៅក្នុងវេនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយចំណងរវាងអាតូម។ ប៉ុន្តែ​នៅ​ក្នុង​ករណី​នេះ សម្រាប់​យើង អេលីយ៉ូម​គឺ​មាន​លក្ខណៈ​ពិសេស​បន្តិច ព្រោះ​វា​ជា​អាតូម​មួយ​ប៉ុណ្ណោះ។

តើអាតូមធ្វើពីអ្វី?

អាតូមអេលីយ៉ូម មាននឺត្រុងពីរ និងប្រូតុងពីរ ដែលបង្កើតជាស្នូលអាតូម ជុំវិញដែលអេឡិចត្រុងពីរបង្វិល។ អ្វីដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតនោះគឺថាតែមួយគត់ដែលមិនអាចបំបែកបាននៅទីនេះគឺ អេឡិចត្រុង.

ពេលវេលាដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍នៃពិភពកង់ទិច

ម៉េច តិចម៉ាស់នៃភាគល្អិតបឋមមួយ ច្រើនទៀតនាងយកកន្លែងទំនេរ។ វាគឺសម្រាប់ហេតុផលនេះ ដែលអេឡិចត្រុងដែលស្រាលជាងប្រូតុង 2000 ដង យកចន្លោះច្រើនជាងស្នូលនៃអាតូមមួយ។

នឺត្រុង និងប្រូតុង ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមនៃអ្វីដែលគេហៅថា ហាដរ៉ុន(ភាគល្អិតដែលមានអន្តរកម្មខ្លាំង) និងដើម្បីឱ្យកាន់តែច្បាស់លាស់ បារីយ៉ុង.

Hadrons អាចត្រូវបានបែងចែកជាក្រុម

• Baryons ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ quarks បី
• Mesons ដែលមានគូ : particle-antiparticle

នឺត្រុង ដូចដែលឈ្មោះរបស់វាបង្កប់ន័យ គឺត្រូវបានចោទប្រកាន់ដោយអព្យាក្រឹត ហើយអាចបែងចែកទៅជា quarks ពីរចុះក្រោម និងមួយឡើងលើ quark ។ ប្រូតុង ដែលជាភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ត្រូវបានបែងចែកទៅជា quark ចុះក្រោម និង 2 ឡើងលើ quark ។

បាទ បាទ ខ្ញុំ​មិន​និយាយ​លេង​ទេ គេ​ពិត​ជា​គេ​ហៅ​ថា ខាងលើ និង​ក្រោម។ វាហាក់បីដូចជាប្រសិនបើយើងរកឃើញ quarks ខាងលើ និងខាងក្រោម និងសូម្បីតែអេឡិចត្រុង យើងនឹងអាចពិពណ៌នាអំពីសកលលោកទាំងមូលជាមួយនឹងជំនួយរបស់ពួកគេ។ ប៉ុន្តែសេចក្តីថ្លែងការណ៍នេះនឹងនៅឆ្ងាយពីការពិត។

បញ្ហាចំបងគឺថា ភាគល្អិតត្រូវតែមានអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមក។ ប្រសិនបើពិភពលោកមានតែព្រះត្រៃឯកនេះទេ (នឺត្រុង ប្រូតុង និងអេឡិចត្រុង) នោះភាគល្អិតនឹងគ្រាន់តែហោះកាត់តាមលំហដ៏ធំទូលាយ ហើយនឹងមិនប្រមូលផ្តុំទៅជាទ្រង់ទ្រាយធំដូចជាហារុនទេ។

Fermions និង Bosons

តាំងពីយូរយារណាស់មកហើយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតទម្រង់ងាយស្រួល និងសង្ខេបនៃការតំណាងនៃភាគល្អិតបឋម ដែលហៅថាគំរូស្តង់ដារ។ វាប្រែថាភាគល្អិតបឋមទាំងអស់ត្រូវបានបែងចែកទៅជា fermionsដែលបញ្ហាទាំងអស់ត្រូវបានផ្សំឡើង និង បូសុនដែលផ្ទុកនូវអន្តរកម្មជាច្រើនប្រភេទរវាង fermion ។

ភាពខុសគ្នារវាងក្រុមទាំងនេះគឺច្បាស់ណាស់។ ការពិតគឺថា យោងទៅតាមច្បាប់នៃពិភពលោក quantum fermions ត្រូវការកន្លែងខ្លះដើម្បីរស់រានមានជីវិត ខណៈពេលដែលដៃគូរបស់ពួកគេគឺ bosons អាចរស់នៅបានយ៉ាងងាយស្រួលនៅលើកំពូលនៃគ្នាទៅវិញទៅមករាប់ពាន់លាន។

ហ្វឺមេន

ក្រុមនៃ fermions ដូចដែលបានរៀបរាប់រួចហើយ បង្កើតវត្ថុដែលអាចមើលឃើញនៅជុំវិញយើង។ អ្វីក៏ដោយដែលយើងឃើញ កន្លែងណាក៏ដោយ ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ fermions ។ Fermions ត្រូវបានបែងចែកទៅជា quarksដែលមានអន្តរកម្មយ៉ាងខ្លាំងជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយជាប់នៅក្នុងភាគល្អិតស្មុគស្មាញដូចជា ហាដរ៉ុន និង ឡេបតុនដែលមាននៅក្នុងលំហដោយសេរី ដោយឯករាជ្យពីសមភាគីរបស់ពួកគេ។

ឃ្វាកត្រូវបានបែងចែកជាពីរក្រុម។

• ប្រភេទកំពូល។ Up quarks ជាមួយនឹងការគិតថ្លៃ +23 រួមមាន: ឡើង ភាពទាក់ទាញ និង quarks ពិត
• ប្រភេទទាប។ ប្រភេទ quarks ក្រោមដែលមានបន្ទុក -13 រួមមាន: ចុះក្រោម ចម្លែក និងទាក់ទាញ quarks

ពិតនិងគួរឱ្យស្រឡាញ់គឺជា quarks ដ៏ធំបំផុតខណៈពេលដែលឡើងនិងចុះគឺតូចបំផុត។ ហេតុអ្វីបានជា quarks ត្រូវបានផ្តល់ឈ្មោះមិនធម្មតាបែបនេះ ហើយត្រឹមត្រូវជាងនេះទៅទៀត "រសជាតិ" នៅតែជាប្រធានបទនៃភាពចម្រូងចម្រាសសម្រាប់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ។

ឡេបតុនក៏ត្រូវបានបែងចែកជាពីរក្រុមផងដែរ។

• ក្រុមទីមួយដែលមានបន្ទុក "-1" រួមមានៈ អេឡិចត្រុង មូន (ភាគល្អិតធ្ងន់ជាង) និងភាគល្អិតតាវ (ដ៏ធំបំផុត)
• ក្រុមទី 2 ដែលមានបន្ទុកអព្យាក្រឹតមាន៖ អេឡិចត្រុងនឺត្រេណូ មូនណឺត្រេណូ និងតានឺត្រេណូ

Neutrino គឺជាភាគល្អិតតូចមួយនៃរូបធាតុ ដែលស្ទើរតែមិនអាចរកឃើញបាន។ ការគិតថ្លៃរបស់វាតែងតែ 0 ។

សំណួរកើតឡើងថាតើអ្នករូបវិទ្យានឹងរកឃើញភាគល្អិតជាច្រើនជំនាន់ទៀត ដែលនឹងកាន់តែធំជាងជំនាន់មុនៗ។ វាពិបាកក្នុងការឆ្លើយ ប៉ុន្តែអ្នកទ្រឹស្តីជឿថាជំនាន់នៃ lepton និង quarks ត្រូវបានកំណត់ត្រឹមបី។

រកមិនឃើញភាពស្រដៀងគ្នាទេ? ទាំង quarks និង lepton ចែកចេញជាពីរក្រុម ដែលខុសគ្នាពីគ្នាក្នុងបន្ទុកក្នុងមួយឯកតា? ប៉ុន្តែក្រោយមកទៀត...

បូសុន

បើគ្មានពួកវាទេ fermions នឹងហោះហើរជុំវិញសកលលោកក្នុងស្ទ្រីមជាបន្តបន្ទាប់។ ប៉ុន្តែការផ្លាស់ប្តូរ bosons, fermions ប្រាប់គ្នាទៅវិញទៅមកប្រភេទនៃអន្តរកម្មមួយចំនួន។ បូសុនខ្លួនឯងមិនទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកទេ។

អន្តរកម្មដែលបញ្ជូនដោយបូសុនគឺ៖

• អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច, ភាគល្អិត - ហ្វូតុន។ ភាគល្អិតគ្មានម៉ាសទាំងនេះបញ្ជូនពន្លឺ។
• នុយក្លេអ៊ែរខ្លាំង, ភាគល្អិតគឺជា gluons ។ ដោយមានជំនួយរបស់ពួកគេ quarks ពីស្នូលនៃអាតូមមិនរលួយទៅជាភាគល្អិតដាច់ដោយឡែកនោះទេ។
• នុយក្លេអ៊ែរខ្សោយ, ភាគល្អិត - W និង Z bosons ។ ដោយមានជំនួយរបស់ពួកគេ fermions ត្រូវបានផ្ទេរដោយម៉ាស់ ថាមពល និងអាចប្រែទៅជាគ្នាទៅវិញទៅមក។
• ទំនាញ , ភាគល្អិត - gravitons. កម្លាំងខ្សោយខ្លាំងនៅលើមាត្រដ្ឋានមីក្រូកូស។ អាចមើលឃើញតែនៅលើសាកសពដ៏ធំ។

ការកក់ទុកអំពីអន្តរកម្មទំនាញ។
អត្ថិភាពនៃ graviton មិនទាន់ត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍នៅឡើយ។ ពួកវាមាននៅក្នុងទម្រង់នៃកំណែទ្រឹស្តីប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងគំរូស្តង់ដារក្នុងករណីភាគច្រើនពួកគេមិនត្រូវបានពិចារណាទេ។

នោះហើយជាវា គំរូស្តង់ដារត្រូវបានផ្គុំ។

បញ្ហាទើបតែចាប់ផ្តើម

ទោះបីជាមានតំណាងដ៏ស្រស់ស្អាតនៃភាគល្អិតនៅក្នុងដ្យាក្រាមក៏ដោយក៏សំណួរពីរនៅតែមាន។ តើភាគល្អិតទទួលបានម៉ាស់របស់ពួកគេនៅឯណា និងអ្វីទៅ Higgs bosonដែលលេចធ្លោចេញពីបូសុនដែលនៅសល់។

ដើម្បីយល់ពីគំនិតនៃការប្រើប្រាស់ Higgs boson យើងត្រូវងាកទៅរកទ្រឹស្តីវាលកង់ទិច។ បើនិយាយឱ្យសាមញ្ញ គេអាចប្រកែកបានថា ពិភពលោកទាំងមូល សកលលោកទាំងមូល មិនមែនមានភាគល្អិតតូចបំផុតនោះទេ ប៉ុន្តែមានផ្នែកផ្សេងៗគ្នាជាច្រើនដូចជា៖ gluon, quark, electronic, electromagnetic ។ល។ នៅក្នុងវិស័យទាំងអស់នេះ ការប្រែប្រួលបន្តិចបន្តួចកើតឡើងជានិច្ច។ ប៉ុន្តែយើងយល់ឃើញថា ខ្លាំងបំផុតនៃពួកវាជាភាគល្អិតបឋម។ បាទ/ចាស ហើយនិក្ខេបបទនេះគឺមានភាពចម្រូងចម្រាសយ៉ាងខ្លាំង។ តាមទស្សនៈនៃ corpuscular-wave dualism វត្ថុដូចគ្នានៃមីក្រូកូសក្នុងស្ថានភាពផ្សេងៗគ្នាមានឥរិយាបទដូចជារលក ជួនកាលដូចជាភាគល្អិតបឋម វាអាស្រ័យតែលើរបៀបដែលវាងាយស្រួលជាងសម្រាប់អ្នករូបវិទ្យាដែលសង្កេតមើលដំណើរការដើម្បីធ្វើគំរូស្ថានភាព។ .

វាល Higgs

វាប្រែថាមានវាល Higgs ដែលជាមធ្យមមិនចង់ទៅសូន្យ។ ជាលទ្ធផល វាលនេះព្យាយាមយកតម្លៃដែលមិនមែនជាសូន្យថេរនៅទូទាំងសកលលោក។ វាលនេះបង្កើតផ្ទៃខាងក្រោយដែលនៅគ្រប់ទីកន្លែង និងថេរ ដែលជាលទ្ធផលដែល Higgs Boson លេចឡើងជាលទ្ធផលនៃការប្រែប្រួលខ្លាំង។
ហើយវាគឺជាអរគុណដល់វាល Higgs ដែលភាគល្អិតត្រូវបានផ្តល់ដោយម៉ាស។
ម៉ាស់នៃភាគល្អិតបឋមអាស្រ័យទៅលើរបៀបដែលវាមានប្រតិកម្មខ្លាំងជាមួយវាល Higgsហោះហើរជានិច្ចនៅក្នុងវា។
ហើយវាគឺដោយសារតែ Higgs boson និងជាពិសេសដោយសារតែវាលរបស់វា ដែលគំរូស្តង់ដារមានក្រុមភាគល្អិតស្រដៀងគ្នាជាច្រើន។ វាល Higgs បានបង្ខំឱ្យបង្កើតភាគល្អិតបន្ថែមជាច្រើន ដូចជានឺត្រេណូស។

លទ្ធផល

អ្វី​ដែល​ខ្ញុំ​ត្រូវ​បាន​គេ​ប្រាប់​គឺ​ជា​ការ​យល់​ដឹង​បែប​ស្រើបស្រាល​បំផុត​អំពី​លក្ខណៈ​នៃ​គំរូ​ស្តង់ដារ និង​មូលហេតុ​ដែល​យើង​ត្រូវ​ការ Higgs Boson។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រខ្លះនៅតែសង្ឃឹមយ៉ាងមុតមាំថា ភាគល្អិតដែលរកឃើញក្នុងឆ្នាំ 2012 ដែលមើលទៅដូចជា Higgs boson នៅ LHC គឺគ្រាន់តែជាកំហុសស្ថិតិប៉ុណ្ណោះ។ យ៉ាងណាមិញ វាល Higgs បំបែកភាពស៊ីមេទ្រីដ៏ស្រស់ស្អាតជាច្រើននៃធម្មជាតិ ដែលធ្វើឱ្យការគណនារបស់អ្នករូបវិទ្យាកាន់តែយល់ច្រឡំ។
អ្នកខ្លះថែមទាំងជឿថា Standard Model កំពុងរស់នៅប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ដោយសារតែភាពមិនល្អឥតខ្ចោះរបស់វា។ ប៉ុន្តែនេះមិនត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយពិសោធន៍ទេ ហើយគំរូស្តង់ដារនៃភាគល្អិតបឋមនៅតែជាគំរូត្រឹមត្រូវនៃទេពកោសល្យនៃការគិតរបស់មនុស្ស។

ការយល់ដឹងសម័យទំនើបនៃរូបវិទ្យាភាគល្អិតមាននៅក្នុងអ្វីដែលគេហៅថា គំរូស្តង់ដារ . គំរូស្តង់ដារ (SM) នៃរូបវិទ្យាភាគល្អិតគឺផ្អែកលើអេឡិចត្រូឌីណាមិកកង់ទិច ក្រូម៉ូឌីណាមិកកង់ទិច និងគំរូ quark-parton ។
Quantum electrodynamics (QED) - ទ្រឹស្ដីដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ - ពិពណ៌នាអំពីដំណើរការដែលកើតឡើងក្រោមឥទិ្ធពលនៃកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដែលត្រូវបានសិក្សាជាមួយនឹងកម្រិតខ្ពស់នៃភាពជាក់លាក់។
Quantum chromodynamics (QCD) ដែលពិពណ៌នាអំពីដំណើរការនៃអន្តរកម្មខ្លាំងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយ QED ប៉ុន្តែចំពោះវិសាលភាពធំជាងនេះ គឺជាគំរូពាក់កណ្តាលអាណាចក្រ។
គំរូ quark-parton រួមបញ្ចូលគ្នានូវលទ្ធផលទ្រឹស្តី និងពិសោធន៍នៃការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃភាគល្អិត និងអន្តរកម្មរបស់វា។
រហូតមកដល់ពេលនេះ មិនទាន់រកឃើញគម្លាតពីគំរូស្តង់ដារទេ។
ខ្លឹមសារសំខាន់នៃគំរូស្តង់ដារត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 1, 2, 3 ។ ធាតុផ្សំនៃរូបធាតុគឺ 3 ជំនាន់នៃ fermions មូលដ្ឋាន (I, II, III) ដែលលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាត្រូវបានរាយក្នុងតារាង។ 1. បូសុនជាមូលដ្ឋាន - ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៃអន្តរកម្ម (តារាងទី 2) ដែលអាចត្រូវបានតំណាងដោយប្រើដ្យាក្រាម Feynman (រូបភាព 1) ។

តារាងទី 1: Fermions − (ពាក់កណ្តាលចំនួនគត់បង្វិលជាឯកតានៃ ћ) ធាតុផ្សំនៃរូបធាតុ

	Lepton, បង្វិល = 1/2			Quarks, បង្វិល = 1/2
	ក្លិនក្រអូប	ទម្ងន់ GeV/s ២	អគ្គិសនី គិតថ្លៃ, អ៊ី	ក្លិនក្រអូប	ទម្ងន់ GeV/s ២	អគ្គិសនី គិតថ្លៃ, អ៊ី
ខ្ញុំ	v អ៊ី	< 7·10 -9	0	ឡើង	0.005	2/3
	អ៊ី, អេឡិចត្រុង	0.000511	-1	d, ចុះ	0.01	-1/3
II	ν μ	< 0.0003	0	c, មន្តស្នេហ៍	1.5	2/3
	μ, muon	0.106	-1	s, ចម្លែក	0.2	-1/3
III	ν τ	< 0.03	0	t, កំពូល	170	2/3
	τ, តា	1.7771	-1	b, បាត	4.7	-1/3

តារាងទី 2៖ បូសុន - ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនអន្តរកម្ម (បង្កើនបន្ថយ = 0, 1, 2 ... ក្នុងឯកតានៃ ћ)

ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន អន្តរកម្ម	ទម្ងន់ GeV/s2	អគ្គិសនី គិតថ្លៃ, អ៊ី
អន្តរកម្មអេឡិចត្រូនិច
γ, ហ្វូតុន, បង្វិល = 1	0	0
W - , បង្វិល = 1	80.22	-1
W + , បង្វិល = 1	80.22	+1
Z 0, បង្វិល = 1	91.187	0
អន្តរកម្មខ្លាំង (ពណ៌)
5, gluons, បង្វិល = 1	0	0
បូសុនដែលមិនបានរកឃើញ
H 0 , Higgs, បង្វិល = 0	> 100	0
G, graviton, បង្វិល = 2	?	0

តារាងទី 3: លក្ខណៈប្រៀបធៀបនៃអន្តរកម្មជាមូលដ្ឋាន

ភាពខ្លាំងនៃអន្តរកម្មត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញទាក់ទងនឹងភាពខ្លាំង។

អង្ករ។ 1: ដ្យាក្រាម Feynman: A + B = C + D, a គឺជាអន្តរកម្មថេរ Q 2 = -t - 4-momentum ដែលភាគល្អិត A ផ្ទេរទៅភាគល្អិត B ដែលជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មមួយក្នុងចំណោមបួនប្រភេទនៃអន្តរកម្ម។

1.1 មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃគំរូស្តង់ដារ

• Hadrons ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ quarks និង gluons (partons) ។ Quarks គឺជា fermions ជាមួយ spin 1/2 និង mass m 0; gluons គឺជា bosons ដែលមាន spin 1 និង mass m = 0 ។
• Quarks ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់តាមពីរវិធី: រសជាតិនិងពណ៌។ មាន 6 រសជាតិនៃ quarks និង 3 ពណ៌សម្រាប់ quark នីមួយៗ។
• រសជាតិ​គឺជា​លក្ខណៈ​ដែល​ត្រូវ​បាន​រក្សា​ទុក​ក្នុង​អន្តរកម្ម​ខ្លាំង។
• gluon ត្រូវបានបង្កើតឡើងពីពណ៌ពីរ - ពណ៌មួយ និងពណ៌ប្រឆាំង ហើយលេខ quantum ផ្សេងទៀតទាំងអស់សម្រាប់វាគឺស្មើសូន្យ។ នៅពេលដែល gluon ត្រូវបានបញ្ចេញ quark ផ្លាស់ប្តូរពណ៌ ប៉ុន្តែមិនមានរសជាតិទេ។ សរុបមាន 8 gluons ។
• ដំណើរការបឋមនៅក្នុង QCD ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយ QED៖ bremsstrahlung នៃ gluon ដោយ quark ការផលិតគូ quark-antiquark ដោយ gluon ។ ដំណើរការនៃការផលិត gluon ដោយ gluon មិនមាន analogue នៅក្នុង QED ទេ។
• វាល gluon ឋិតិវន្តមិនមានទំនោរទៅសូន្យនៅភាពគ្មានទីបញ្ចប់, i.e. ថាមពលសរុបនៃវាលបែបនេះគឺគ្មានកំណត់។ ដូច្នេះ quarks មិនអាចហោះចេញពី hadrons បានទេ ការបង្ខាំងកើតឡើង។
• កម្លាំងទាក់ទាញធ្វើសកម្មភាពរវាង quarks ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិមិនធម្មតាពីរ: ក) សេរីភាព asymptotic នៅចម្ងាយតូចបំផុត និង b) អន្ទាក់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ - ការបង្ខាំងដោយសារតែការពិតដែលថាថាមពលសក្តានុពលនៃអន្តរកម្ម V (r) លូតលាស់ដោយគ្មានកំណត់ជាមួយនឹងការបង្កើនចម្ងាយរវាង quarks r ។ , V(r) = -α s / r + ær, α s និង æ ជាថេរ។
• អន្តរកម្ម Quark-quark មិនមែនជាការបន្ថែមទេ។
• មានតែពណ៌តែមួយប៉ុណ្ណោះដែលអាចមានជាភាគល្អិតឥតគិតថ្លៃ៖
  meson singlet ដែលមុខងាររលកត្រូវបានផ្តល់ដោយ

និង baryon singlet ជាមួយមុខងាររលក

ដែល R មានពណ៌ក្រហម B មានពណ៌ខៀវ G មានពណ៌បៃតង។

• មាន quarks បច្ចុប្បន្ន និងធាតុផ្សំ ដែលមានម៉ាស់ខុសៗគ្នា។
• ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃដំណើរការ A + B = C + X ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរមួយនៃ gluon រវាង quarks ដែលបង្កើតបានជា hadrons ត្រូវបានសរសេរជា:

ŝ = x a x b s, = x a t/x c .

និមិត្តសញ្ញា a, b, c, d តំណាងឱ្យ quarks និងអថេរដែលទាក់ទងនឹងពួកវា និមិត្តសញ្ញា А, В, С បង្ហាញពី hadrons, ŝ, , , , បរិមាណដែលទាក់ទងនឹង quarks បង្ហាញពីមុខងារចែកចាយរបស់ quarks a ក្នុង hadron A (ឬរៀងគ្នា, - quarks b in hadron B) គឺជាមុខងារបំបែកនៃ quark c ទៅជា hadrons C, d/dt គឺជាផ្នែកឆ្លងកាត់បឋម qq នៃអន្តរកម្ម។

1.2 ស្វែងរកគម្លាតពីគំរូស្តង់ដារ

នៅថាមពលដែលមានស្រាប់នៃភាគល្អិតបង្កើនល្បឿន ការផ្តល់ទាំងអស់នៃ QCD និងសូម្បីតែច្រើនទៀតនៃ QED រក្សាបានល្អ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ដែលបានគ្រោងទុកជាមួយនឹងថាមពលភាគល្អិតខ្ពស់ ភារកិច្ចចម្បងមួយគឺស្វែងរកគម្លាតពីគំរូស្តង់ដារ។
ការអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតនៃរូបវិទ្យាថាមពលខ្ពស់ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយនៃបញ្ហាដូចខាងក្រោម:

1. ស្វែងរកភាគល្អិតកម្រនិងអសកម្មដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធខុសពីអ្វីដែលទទួលយកនៅក្នុងគំរូស្តង់ដារ។
2. ស្វែងរកលំយោលនឺត្រុងណូយ ν μ ↔ ν τ និងបញ្ហាពាក់ព័ន្ធនៃម៉ាស់នឺត្រុងណូ (ν m ≠ 0) ។
3. ស្វែងរកការពុកផុយនៃប្រូតុងដែលអាយុកាលត្រូវបានប៉ាន់ស្មានថាជា τ exp > 10 33 ឆ្នាំ។
4. ស្វែងរករចនាសម្ព័ន្ធនៃភាគល្អិតជាមូលដ្ឋាន (ខ្សែអក្សរ, preons នៅចម្ងាយ ឃ< 10 -16 см).
5. ការរកឃើញសារធាតុ hasronic ដែលមិនត្រូវបានកំណត់ (ប្លាស្មា quark-gluon) ។
6. ការសិក្សាអំពីការរំលោភបំពាន CP ក្នុងការបំបែកនៃ K-mesons អព្យាក្រឹត D-mesons និង B-particles ។
7. ការសិក្សាអំពីធម្មជាតិនៃសារធាតុងងឹត។
8. ការសិក្សាអំពីសមាសភាពនៃម៉ាស៊ីនបូមធូលី។
9. ស្វែងរក Higgs boson ។
10. ស្វែងរកភាគល្អិត supersymmetric ។

1.3 សំណួរដែលមិនអាចដោះស្រាយបាននៃគំរូស្តង់ដារ

ទ្រឹស្តីរូបវិទ្យាជាមូលដ្ឋាន គំរូស្តង់ដារនៃអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច អន្តរកម្មខ្សោយ និងខ្លាំងនៃភាគល្អិតបឋម (quarks និង lepton) គឺជាសមិទ្ធិផលដែលត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាទូទៅនៃរូបវិទ្យានៃសតវត្សទី XX ។ វាពន្យល់ពីការពិតពិសោធន៍ដែលគេស្គាល់ទាំងអស់នៅក្នុងរូបវិទ្យានៃពិភពមីក្រូ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានសំណួរមួយចំនួនដែល Standard Model មិនឆ្លើយ។

1. ធម្មជាតិនៃយន្តការនៃការរំលោភបំពានដោយឯកឯងនៃភាពប្រែប្រួលនៃរង្វាស់ electroweak មិនត្រូវបានគេដឹងនោះទេ។

• ការពន្យល់អំពីអត្ថិភាពនៃម៉ាស់សម្រាប់ W ± - និង Z 0 -bosons តម្រូវឱ្យមានការណែនាំទៅក្នុងទ្រឹស្ដីនៃវាលមាត្រដ្ឋានជាមួយនឹងស្ថានភាពដី កន្លែងទំនេរ ដែលមិនមានភាពប្រែប្រួលទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូររង្វាស់។
• លទ្ធផល​នៃ​ការ​នេះ​គឺ​ជា​ការ​កើត​ឡើង​នៃ​ភាគល្អិត​មាត្រដ្ឋាន​ថ្មី​មួយ​គឺ Higgs boson ។

1. SM មិនបានពន្យល់ពីធម្មជាតិនៃលេខ Quantum ទេ។

• តើបន្ទុកអ្វីខ្លះ (អគ្គិសនី; បារីយ៉ុង; ឡេបតុន៖ ឡឺ, អិល μ, អិល τ: ពណ៌៖ ខៀវ, ក្រហម, បៃតង) ហើយហេតុអ្វីបានជាគេធ្វើបរិមាណ?
• ហេតុអ្វីបានជាមាន 3 ជំនាន់នៃ fermion មូលដ្ឋាន (I, II, III)?

1. SM មិនរាប់បញ្ចូលទំនាញផែនដីទេ ដូចនេះវិធីនៃការរួមបញ្ចូលទំនាញនៅក្នុង SM គឺជាសម្មតិកម្មថ្មីមួយអំពីអត្ថិភាពនៃវិមាត្របន្ថែមនៅក្នុងលំហនៃ microworld ។
2. មិនមានការពន្យល់ថាហេតុអ្វីបានជាមាត្រដ្ឋាន Planck ជាមូលដ្ឋាន (M ~ 10 19 GeV) មកទល់ពេលនេះឆ្ងាយពីមាត្រដ្ឋានមូលដ្ឋាននៃអន្តរកម្ម electroweak (M ~ 10 2 GeV) ។

បច្ចុប្បន្ននេះមានវិធីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ។ វាមាននៅក្នុងការអភិវឌ្ឍនៃគំនិតថ្មីនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃភាគល្អិតជាមូលដ្ឋាន។ វាត្រូវបានសន្មត់ថាភាគល្អិតជាមូលដ្ឋានគឺជាវត្ថុដែលត្រូវបានគេហៅថា "ខ្សែអក្សរ" ។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃខ្សែអក្សរត្រូវបានពិចារណានៅក្នុងគំរូ Superstring ដែលកំពុងរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលអះអាងថាបង្កើតទំនាក់ទំនងរវាងបាតុភូតដែលកើតឡើងនៅក្នុងរូបវិទ្យាភាគល្អិត និងក្នុងរូបវិទ្យាតារាសាស្ត្រ។ ការតភ្ជាប់នេះបាននាំឱ្យមានការបង្កើតវិន័យថ្មីមួយ - លោហធាតុវិទ្យានៃភាគល្អិតបឋម។

គំរូស្តង់ដារនៃភាគល្អិតបឋមត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសមិទ្ធិផលដ៏អស្ចារ្យបំផុតនៃរូបវិទ្យានៅក្នុងពាក់កណ្តាលទីពីរនៃសតវត្សទី 20 ។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលលើសពីវា?

គំរូស្តង់ដារ (SM) នៃភាគល្អិតបឋមផ្អែកលើស៊ីមេទ្រីរង្វាស់ គឺជាការបង្កើតដ៏អស្ចារ្យរបស់ Murray Gell-Mann, Sheldon Glashow, Steven Weinberg, Abdus Salam និងកាឡាក់ស៊ីទាំងមូលនៃអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដ៏អស្ចារ្យ។ SM ពិពណ៌នាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះអំពីអន្តរកម្មរវាង quarks និង lepton នៅចម្ងាយនៃលំដាប់ 10-17 m (1% នៃអង្កត់ផ្ចិតប្រូតុង) ដែលអាចត្រូវបានសិក្សានៅឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនទំនើប។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយវាចាប់ផ្តើមរអិលរួចទៅហើយនៅចម្ងាយ 10-18 ម៉ែត្រហើយសូម្បីតែច្រើនទៀតវាមិនផ្តល់នូវការរីកចម្រើនដល់មាត្រដ្ឋាន Planck ដែលចង់បានពី 10-35 ម៉ែត្រទេ។

វាត្រូវបានគេជឿថាវានៅទីនោះដែលអន្តរកម្មជាមូលដ្ឋានទាំងអស់បញ្ចូលគ្នានៅក្នុងការរួបរួមនៃកង់ទិច។ នៅថ្ងៃណាមួយ SM នឹងត្រូវបានជំនួសដោយទ្រឹស្ដីពេញលេញជាងនេះ ដែលភាគច្រើនទំនងជានឹងមិនមែនជារឿងចុងក្រោយ និងចុងក្រោយនោះទេ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងព្យាយាមស្វែងរកការជំនួសគំរូស្តង់ដារ។ មនុស្សជាច្រើនជឿថាទ្រឹស្ដីថ្មីមួយនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការពង្រីកបញ្ជីនៃស៊ីមេទ្រីដែលបង្កើតជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ SM ។ វិធីសាស្រ្តដ៏ជោគជ័យបំផុតមួយក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហានេះត្រូវបានដាក់ចេញមិនត្រឹមតែមិនទាក់ទងនឹងបញ្ហារបស់ SM ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែសូម្បីតែមុនពេលបង្កើតរបស់វាក៏ដោយ។

ភាគល្អិតដែលគោរពតាមស្ថិតិ Fermi-Dirac (fermions ជាមួយការបង្វិលពាក់កណ្តាលចំនួនគត់) និង Bose-Einstein (បូសុនជាមួយនឹងការបង្វិលចំនួនគត់) ។ នៅក្នុងអណ្តូងថាមពល bosons ទាំងអស់អាចកាន់កាប់កម្រិតថាមពលទាបដូចគ្នា បង្កើតបានជា Bose-Einstein condensate ។ ម៉្យាងវិញទៀត Fermions គោរពតាមគោលការណ៍មិនរាប់បញ្ចូល Pauli ដូច្នេះហើយ ភាគល្អិតពីរដែលមានលេខ Quantum ដូចគ្នា (ជាពិសេស វិលជុំទិស) មិនអាចកាន់កាប់កម្រិតថាមពលដូចគ្នាបានទេ។

ល្បាយនៃការផ្ទុយ

នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 លោក Yury Golfand អ្នកស្រាវជ្រាវជាន់ខ្ពស់នៅនាយកដ្ឋានទ្រឹស្ដី FIAN បានផ្តល់យោបល់ដល់និស្សិតបញ្ចប់ការសិក្សារបស់គាត់ឈ្មោះ Evgeny Likhtman ថាគាត់ធ្វើទូទៅនូវឧបករណ៍គណិតវិទ្យាដែលប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីស៊ីមេទ្រីនៃពេលវេលាលំហរបួនវិមាត្រនៃទំនាក់ទំនងពិសេស (លំហ Minkowski) ។

Lichtman បានរកឃើញថាស៊ីមេទ្រីទាំងនេះអាចត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងស៊ីមេទ្រីខាងក្នុងនៃវាលកង់ទិចជាមួយនឹងការបង្វិលមិនសូន្យ។ ក្នុងករណីនេះ គ្រួសារ (ច្រើន) ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលបង្រួបបង្រួមភាគល្អិតដែលមានម៉ាស់ដូចគ្នា ដោយមានការបង្វិលចំនួនគត់ និងពាក់កណ្តាលចំនួនគត់ (និយាយម្យ៉ាងទៀត បូសុន និងហ្វឺម៉ុន)។ នេះ​គឺ​ជា​ទាំង​ថ្មី​និង​មិន​អាច​យល់​បាន​ដោយ​សារ​តែ​ទាំង​ពីរ​គឺ​ជា​កម្មវត្ថុ​នៃ​ប្រភេទ​ផ្សេង​គ្នា​នៃ​ស្ថិតិ quantum ។ Bosons អាចកកកុញនៅក្នុងស្ថានភាពដូចគ្នា ហើយ fermions អនុវត្តតាមគោលការណ៍ Pauli ដែលហាមឃាត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងសូម្បីតែសហជីពនៃប្រភេទនេះ។ ដូច្នេះ ការកើតឡើងនៃពហុគុណ bosonic-fermion មើលទៅដូចជាកម្រនិងអសកម្មគណិតវិទ្យាដែលមិនមានជាប់ទាក់ទងនឹងរូបវិទ្យាពិតនោះទេ។ នេះជារបៀបដែលវាត្រូវបានគេយល់ឃើញនៅក្នុង FIAN ។ ក្រោយមកនៅក្នុងសៀវភៅអនុស្សាវរីយ៍របស់គាត់ Andrei Sakharov បានហៅការបង្រួបបង្រួមនៃ bosons និង fermions ថាជាគំនិតដ៏អស្ចារ្យមួយ ប៉ុន្តែនៅពេលនោះ វាហាក់ដូចជាមិនគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់គាត់។

លើសពីស្តង់ដារ

តើព្រំដែនរបស់ SM នៅឯណា? "គំរូស្តង់ដារគឺស្របជាមួយនឹងទិន្នន័យស្ទើរតែទាំងអស់ដែលទទួលបាននៅឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនថាមពលខ្ពស់។ - ពន្យល់អ្នកស្រាវជ្រាវឈានមុខគេនៃវិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវនុយក្លេអ៊ែរនៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ី Sergey Troitsky ។ “ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ដែលផ្តល់សក្ខីកម្មចំពោះវត្តមាននៃម៉ាស់នៅក្នុងនឺត្រុងណូតពីរប្រភេទ និងអាចនៅក្នុងទាំងបីនោះ មិនសមទៅនឹងក្របខ័ណ្ឌរបស់វានោះទេ។ ការ​ពិត​នេះ​មាន​ន័យ​ថា SM ត្រូវ​ពង្រីក ហើយ​ក្នុង​មួយ​ណា​ក៏​គ្មាន​នរណា​ដឹង​ដែរ។ ទិន្នន័យតារាសាស្ត្រក៏ចង្អុលបង្ហាញពីភាពមិនពេញលេញនៃ SM ផងដែរ។ រូបធាតុងងឹតដែលមានច្រើនជាងមួយភាគប្រាំនៃម៉ាសនៃចក្រវាឡ មានភាគល្អិតធ្ងន់ដែលមិនសមនឹង SM ។ ដោយវិធីនេះ វានឹងកាន់តែត្រឹមត្រូវក្នុងការហៅបញ្ហានេះថាមិនងងឹត ប៉ុន្តែមានតម្លាភាព ព្រោះវាមិនត្រឹមតែមិនបញ្ចេញពន្លឺប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏មិនស្រូបផងដែរ។ លើសពីនេះ SM មិនបានពន្យល់ពីអវត្តមានស្ទើរតែទាំងស្រុងនៃវត្ថុធាតុពិតនៅក្នុងសកលលោកដែលអាចសង្កេតបាននោះទេ»។
មានការជំទាស់ផ្នែកសោភ័ណភាពផងដែរ។ ដូចដែល Sergei Troitsky កត់សំគាល់ SM គឺអាក្រក់ណាស់។ វាមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រចំនួន 19 ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយការពិសោធន៍ ហើយតាមទស្សនៈនៃសុភវិនិច្ឆ័យ ទទួលយកតម្លៃកម្រនិងអសកម្ម។ ឧទាហរណ៍ មធ្យមខ្វះចន្លោះនៃវាល Higgs ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះម៉ាស់នៃភាគល្អិតបឋមគឺ 240 GeV ។ វាមិនច្បាស់ថាហេតុអ្វីបានជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះតិចជាង 1017 ដងនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលកំណត់អន្តរកម្មទំនាញ។ ខ្ញុំចង់បានទ្រឹស្តីពេញលេញបន្ថែមទៀត ដែលនឹងធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់ទំនាក់ទំនងនេះពីគោលការណ៍ទូទៅមួយចំនួន។
SM ក៏​មិន​ពន្យល់​ពី​ភាព​ខុស​គ្នា​ដ៏​សម្បើម​រវាង​ម៉ាស​នៃ​ដុំ​ថ្ម​ស្រាល​បំផុត​ដែល​បង្កើត​ជា​ប្រូតុង និង​នឺត្រុង និង​ម៉ាស​នៃ​ដុំ​ថ្ម​កំពូល​ដែល​មាន​លើស​ពី 170 GeV (ក្នុង​គ្រប់​ទិដ្ឋភាព​ផ្សេង​ទៀត វា​មិន​ខុស​ពី u-quark ទេ។ ដែលស្រាលជាង 10,000 ដង)។ កន្លែងដែលភាគល្អិតដែលហាក់ដូចជាដូចគ្នាបេះបិទជាមួយនឹងម៉ាស់ផ្សេងគ្នានោះ មកពីណានោះ នៅតែមិនទាន់ច្បាស់នៅឡើយ។

Lichtman ការពារនិក្ខេបបទរបស់គាត់នៅឆ្នាំ 1971 ហើយបន្ទាប់មកបានទៅ VINITI ហើយស្ទើរតែបោះបង់ចោលទ្រឹស្ដីរូបវិទ្យា។ Golfand ត្រូវបានបណ្តេញចេញពី FIAN ដោយសារតែការលែងត្រូវការតទៅទៀត ហើយអស់រយៈពេលជាយូរគាត់មិនអាចរកការងារធ្វើបាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បុគ្គលិកនៃវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យាអ៊ុយក្រែន Dmitry Volkov និង Vladimir Akulov ក៏បានរកឃើញស៊ីមេទ្រីរវាង bosons និង fermions ហើយថែមទាំងប្រើវាដើម្បីពណ៌នានឺត្រុយណូស។ ពិតហើយ ទាំង Muscovites និង Kharkovites មិនបានទទួលបានឡូរ៉លណាមួយនៅពេលនោះទេ។ មានតែនៅក្នុងឆ្នាំ 1989 ដែល Golfand និង Likhtman ទទួលបាន I.E. តាំម ក្នុងឆ្នាំ 2009 Volodymyr Akulov (ឥឡូវបង្រៀនរូបវិទ្យានៅមហាវិទ្យាល័យបច្ចេកទេសនៃសាកលវិទ្យាល័យទីក្រុងញូវយ៉ក) និង Dmitry Volkov (ក្រោយខ្នង) បានទទួលរង្វាន់ជាតិនៃអ៊ុយក្រែនសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ។

ភាគល្អិតបឋមនៃគំរូស្តង់ដារត្រូវបានបែងចែកទៅជា bosons និង fermions យោងតាមប្រភេទនៃស្ថិតិ។ ភាគល្អិតសមាសធាតុ - hadrons - អាចគោរពតាមស្ថិតិ Bose-Einstein (ដូចជា mesons - kaons, pions) ឬស្ថិតិ Fermi-Dirac (baryons - protons, neutrons) ។

កំណើតនៃ supersymmetry

នៅភាគខាងលិច ល្បាយនៃរដ្ឋ bosonic និង fermionic បានបង្ហាញខ្លួនជាលើកដំបូងនៅក្នុងទ្រឹស្ដីចាប់ផ្តើមដែលតំណាងឱ្យភាគល្អិតបឋមមិនមែនជាវត្ថុចង្អុលនោះទេ ប៉ុន្តែជាការរំញ័រនៃខ្សែ Quantum មួយវិមាត្រ។

នៅឆ្នាំ 1971 គំរូមួយត្រូវបានសាងសង់ដែលក្នុងនោះរំញ័រប្រភេទ bosonic នីមួយៗត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងការរំញ័រ fermion គូរបស់វា។ ពិតហើយ គំរូនេះមិនដំណើរការនៅក្នុងលំហរបួនវិមាត្ររបស់ Minkowski ទេ ប៉ុន្តែនៅក្នុងលំហអវកាសពីរវិមាត្រនៃទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ។ ទោះយ៉ាងណានៅឆ្នាំ 1973 ជនជាតិអូទ្រីស Julius Wes និងជនជាតិអ៊ីតាលី Bruno Zumino បានរាយការណ៍ទៅ CERN (ហើយបានបោះពុម្ពអត្ថបទមួយឆ្នាំក្រោយមក) លើគំរូ supersymmetric បួនវិមាត្រជាមួយ boson និង fermion មួយ។ នាង​មិន​បាន​អះអាង​ថា​នឹង​ពិពណ៌នា​អំពី​ភាគល្អិត​បឋម​ទេ ប៉ុន្តែ​បាន​បង្ហាញ​ពី​លទ្ធភាព​នៃ​ភាព​ស៊ីមេទ្រី​ខ្ពស់​ក្នុង​ឧទាហរណ៍​ជាក់ស្តែង និង​ខ្លាំង​បំផុត។ មិនយូរប៉ុន្មានអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដូចគ្នាទាំងនេះបានបង្ហាញថាស៊ីមេទ្រីដែលពួកគេបានរកឃើញគឺជាកំណែបន្ថែមនៃស៊ីមេទ្រីរបស់ Golfand និង Lichtman ។ ដូច្នេះវាបានប្រែក្លាយថាក្នុងរយៈពេលបីឆ្នាំ ភាពស៊ីមេទ្រីខ្ពស់នៅក្នុងលំហ Minkowski ត្រូវបានរកឃើញដោយឯករាជ្យដោយអ្នករូបវិទ្យាបីគូ។

លទ្ធផលនៃ Wess និង Zumino បានជំរុញឱ្យមានការវិវឌ្ឍន៍នៃទ្រឹស្តីជាមួយនឹងល្បាយ boson-fermion ។ ដោយសារទ្រឹស្ដីទាំងនេះទាក់ទងនឹងស៊ីមេទ្រីរង្វាស់ទៅនឹងស៊ីមេទ្រីនៃពេលវេលាអវកាស ពួកវាត្រូវបានគេហៅថា supergauge ហើយបន្ទាប់មក supersymmetric ។ ពួកគេព្យាករណ៍ពីអត្ថិភាពនៃភាគល្អិតជាច្រើន ដែលមិនទាន់ត្រូវបានរកឃើញនៅឡើយ។ ដូច្នេះ supersymmetry នៃពិភពពិតនៅតែជាសម្មតិកម្ម។ ប៉ុន្តែទោះបីជាវាមានក៏ដោយ ក៏វាមិនអាចតឹងរ៉ឹងបានដែរ បើមិនដូច្នេះទេ អេឡិចត្រុងនឹងបានសាកថ្ម បូសូនិក ជាមួយនឹងម៉ាស់ដូចគ្នា ដែលអាចត្រូវបានរកឃើញយ៉ាងងាយស្រួល។ វានៅតែត្រូវបានសន្មត់ថាដៃគូ supersymmetric នៃភាគល្អិតដែលគេស្គាល់គឺមានទំហំធំខ្លាំងណាស់ ហើយនេះអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែ supersymmetry ត្រូវបានខូច។

មនោគមវិជ្ជា supersymmetric បានចូលជាធរមាននៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 នៅពេលដែលគំរូស្តង់ដារមានរួចហើយ។ តាមធម្មជាតិ អ្នករូបវិទ្យាបានចាប់ផ្តើមបង្កើតផ្នែកបន្ថែមស៊ីមេទ្រីរបស់វា ម្យ៉ាងវិញទៀត ដើម្បីណែនាំស៊ីមេទ្រីរវាង បូសុន និង ហ្វឺម៉ុន ចូលទៅក្នុងវា។ កំណែប្រាកដនិយមដំបូងនៃគំរូស្តង់ដារ Supersymmetric ហៅថា Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) ត្រូវបានស្នើឡើងដោយ Howard Georgi និង Savas Dimopoulos ក្នុងឆ្នាំ 1981។ តាមពិតនេះគឺជាគំរូស្តង់ដារដូចគ្នាជាមួយនឹងស៊ីមេទ្រីទាំងអស់របស់វា ប៉ុន្តែភាគល្អិតនីមួយៗមានដៃគូបន្ថែម ដែលការបង្វិលរបស់វាខុសពីការបង្វិលរបស់វាដោយ½ បូសុនទៅ fermion និង fermion ទៅ boson ។

ដូច្នេះ អន្តរកម្មរបស់ SM ទាំងអស់នៅតែមាននៅនឹងកន្លែង ប៉ុន្តែត្រូវបានពង្រឹងដោយអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតថ្មីជាមួយវត្ថុចាស់ និងគ្នាទៅវិញទៅមក។ កំណែស្មុគ្រស្មាញបន្ថែមនៃ SM ក៏បានកើតឡើងនៅពេលក្រោយ។ ពួកគេទាំងអស់ប្រៀបធៀបភាគល្អិតដែលគេស្គាល់រួចហើយជាមួយនឹងដៃគូដូចគ្នា ប៉ុន្តែពួកគេពន្យល់ពីការរំលោភលើភាពស៊ីមេទ្រីតាមវិធីផ្សេងៗគ្នា។

ភាគល្អិតនិងភាគល្អិត

ឈ្មោះរបស់ fermion superpartners ត្រូវបានសាងសង់ដោយប្រើបុព្វបទ "s" - អេឡិចត្រុង, smuon, squark ។ ដៃគូកំពូលនៃ bosons ទទួលបានចុងបញ្ចប់ "ino": photon - photino, gluon - gluino, Z-boson - zino, W-boson - ស្រា, Higgs boson - higgsino ។

ការបង្វិលរបស់ superpartner នៃភាគល្អិតណាមួយ (លើកលែងតែ Higgs boson) គឺតែងតែ ½ តិចជាងការបង្វិលរបស់វាផ្ទាល់។ អាស្រ័យហេតុនេះ ដៃគូនៃអេឡិចត្រុង ក្វាក និងហ្វឺមម៉ុនផ្សេងទៀត (ក៏ដូចជាអង់ទីភាគល្អិតរបស់វា) មានការបង្វិលសូន្យ ខណៈពេលដែលដៃគូនៃហ្វូតុង និងវ៉ិចទ័រ បូសុន ដែលមានការបង្វិលឯកតាមានពាក់កណ្តាល។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាចំនួននៃរដ្ឋនៃភាគល្អិតមួយគឺកាន់តែច្រើន, ការបង្វិលរបស់វាកាន់តែច្រើន។ ដូច្នេះ ការជំនួសការដកដោយការបូកនឹងនាំទៅរកការលេចចេញនូវដៃគូដែលលែងត្រូវការតទៅទៀត។

នៅខាងឆ្វេងគឺជាគំរូស្តង់ដារ (SM) នៃភាគល្អិតបឋម៖ fermions (quarks, lepton) និង bosons (អ្នកផ្តល់អន្តរកម្ម) ។ នៅខាងស្តាំគឺជាដៃគូសហការរបស់ពួកគេនៅក្នុងម៉ូដែល Minimal Supersymmetric Standard Model, MSSM: bosons (squarks, sleepons) និង fermions (superpartners of force carriers)។ Higgs bosons ទាំងប្រាំ (សម្គាល់ដោយនិមិត្តសញ្ញាពណ៌ខៀវតែមួយនៅក្នុងដ្យាក្រាម) ក៏មានដៃគូកំពូលរបស់ពួកគេដែរគឺ Higgsino quintuple ។

ចូរយើងយកអេឡិចត្រុងធ្វើជាឧទាហរណ៍។ វាអាចស្ថិតនៅក្នុងរដ្ឋពីរ - នៅក្នុងមួយ ការបង្វិលរបស់វាត្រូវបានដឹកនាំស្របទៅនឹងសន្ទុះ ហើយមួយទៀត វាគឺជាការប្រឆាំងនឹងប៉ារ៉ាឡែល។ តាមទស្សនៈរបស់ SM ទាំងនេះគឺជាភាគល្អិតខុសៗពីគ្នា ដោយហេតុថាពួកគេមិនបានចូលរួមដោយស្មើភាពគ្នាក្នុងអន្តរកម្មខ្សោយ។ ភាគល្អិត​ដែល​មាន​ឯកតា​វិល និង​ម៉ាស់​មិន​សូន្យ​អាច​មាន​ក្នុង​ស្ថានភាព​បី​ផ្សេង​គ្នា (ដូច​អ្នក​រូបវិទ្យា​និយាយ​ថា វា​មាន​សេរីភាព​បី​ដឺក្រេ) ដូច្នេះ​ហើយ​មិន​ស័ក្តិសម​សម្រាប់​ដៃគូ​ជាមួយ​អេឡិចត្រុង​ទេ។ មធ្យោបាយតែមួយគត់ដែលចេញគឺត្រូវចាត់តាំង superpartner spin-zero មួយទៅរដ្ឋនីមួយៗនៃអេឡិចត្រុង ហើយចាត់ទុកអេឡិចត្រុងទាំងនេះជាភាគល្អិតផ្សេងៗគ្នា។

Superpartners នៃ bosons នៅក្នុង Standard Model គឺពិបាកជាង។ ដោយសារម៉ាស់នៃហ្វូតុងគឺស្មើនឹងសូន្យ សូម្បីតែការបង្វិលឯកតា វាមិនមានបីទេ ប៉ុន្តែពីរដឺក្រេនៃសេរីភាព។ ដូច្នេះ photino ដែលជាដៃគូបង្វិលពាក់កណ្តាល ដែលដូចជាអេឡិចត្រុង មានសេរីភាពពីរដឺក្រេ អាចត្រូវបានកំណត់យ៉ាងងាយស្រួលទៅវា។ Gluinos លេចឡើងតាមគ្រោងការណ៍ដូចគ្នា។ ជាមួយ Higgs ស្ថានភាពកាន់តែស្មុគស្មាញ។ MSSM មានពីរពីរដងនៃ Higgs bosons ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹង 4 superpartners - ពីរអព្យាក្រឹត និង 2 Higgsinos ចោទប្រកាន់ផ្ទុយគ្នា។ អព្យាក្រឹត លាយបញ្ចូលគ្នាតាមរបៀបផ្សេងៗជាមួយ photino និង zino ហើយបង្កើតបានជាភាគល្អិតដែលអាចសង្កេតបានទាំងបួនដែលមានឈ្មោះទូទៅថា neutralino ។ ល្បាយស្រដៀងគ្នាដែលមានឈ្មោះ chargino ដែលចម្លែកសម្រាប់ត្រចៀករុស្សី (ជាភាសាអង់គ្លេស - chargino) បង្កើតជាដៃគូរនៃ W-bosons វិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន និងគូនៃ Higgs ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់។

ស្ថានភាពជាមួយដៃគូនឺត្រេណូក៏មានចំណុចជាក់លាក់របស់វាដែរ។ ប្រសិនបើភាគល្អិតនេះមិនមានម៉ាសទេ ការបង្វិលរបស់វាតែងតែស្ថិតនៅក្នុងទិសដៅផ្ទុយនៃសន្ទុះ។ ដូច្នេះ នឺត្រេណូដែលមិនមានម៉ាសនឹងមានដៃគូមាត្រដ្ឋានតែមួយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នឺត្រុងហ្វាលពិតប្រាកដ នៅតែមិនធំដុំ។ វាអាចទៅរួចដែលថាមាននឺត្រុងណូសដែលមានសន្ទុះស្របគ្នា និងវិល ប៉ុន្តែវាមានទម្ងន់ធ្ងន់ណាស់ ហើយមិនទាន់ត្រូវបានរកឃើញនៅឡើយ។ ប្រសិនបើនេះជាការពិត នឺត្រេណូប្រភេទនីមួយៗមានដៃគូរផ្ទាល់ខ្លួន។

យោងតាមសាស្ត្រាចារ្យរូបវិទ្យានៃសាកលវិទ្យាល័យ Michigan លោក Gordon Kane យន្តការសកលបំផុតសម្រាប់ការបំបែកភាពស៊ីមេទ្រីគឺទាក់ទងនឹងទំនាញផែនដី។

ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទំហំនៃការរួមចំណែករបស់វាចំពោះម៉ាស់នៃ superparticles មិនទាន់ត្រូវបានបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់លាស់ទេ ហើយការប៉ាន់ស្មានរបស់អ្នកទ្រឹស្តីគឺផ្ទុយគ្នា។ លើស​ពី​នេះ​ទៅ​ទៀត គាត់​មិន​សូវ​មាន​តែ​ម្នាក់​ទេ។ ដូច្នេះ គំរូស្តង់ដារ Supersymmetric Next-to-Minimal NMSSM ណែនាំពីរទៀត Higgs bosons ដែលរួមចំណែកដល់ម៉ាស់នៃ superparticles (ហើយក៏បង្កើនចំនួន neutralinos ពី 4 ទៅ 5)។ ស្ថានភាពបែបនេះ កត់ចំណាំ Kane គុណនឹងចំនួនប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានបញ្ចូលក្នុងទ្រឹស្តី supersymmetric ។

សូម្បីតែផ្នែកបន្ថែមតិចតួចបំផុតនៃគំរូស្តង់ដារតម្រូវឱ្យមានប៉ារ៉ាម៉ែត្របន្ថែមប្រហែលមួយរយ។ នេះមិនគួរជារឿងគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលនោះទេ ចាប់តាំងពីទ្រឹស្ដីទាំងអស់នេះណែនាំពីភាគល្អិតថ្មីៗជាច្រើន។ នៅពេលដែលគំរូពេញលេញ និងស៊ីសង្វាក់គ្នាលេចឡើង ចំនួននៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រគួរតែថយចុះ។ ដរាបណាឧបករណ៍រាវរកនៃ Large Hadron Collider ចាប់យកភាគល្អិតល្អិតល្អន់ ម៉ូដែលថ្មីនឹងមិនធ្វើឱ្យអ្នករង់ចាំឡើយ។

ឋានានុក្រមភាគល្អិត

ទ្រឹស្តី Supersymmetric ធ្វើឱ្យវាអាចលុបបំបាត់ចំណុចខ្សោយមួយចំនួននៅក្នុងគំរូស្តង់ដារ។ សាស្រ្តាចារ្យ Kane នាំមកជូននូវ riddle នៃ Higgs boson ដែលត្រូវបានគេហៅថាបញ្ហាឋានានុក្រម។.

ភាគល្អិតនេះទទួលបានម៉ាស់ក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មជាមួយ lepton និង quarks (ដូចដែលពួកគេខ្លួនឯងទទួលបានម៉ាស់នៅពេលមានអន្តរកម្មជាមួយវាល Higgs) ។ នៅក្នុង SM ការរួមចំណែកពីភាគល្អិតទាំងនេះត្រូវបានតំណាងដោយស៊េរីផ្សេងគ្នាជាមួយនឹងផលបូកគ្មានកំណត់។ ពិតមែន ការរួមចំណែករបស់បូសុន និងហ្វឺម៉ុន មានសញ្ញាផ្សេងគ្នា ហើយជាគោលការណ៍អាចលុបចោលគ្នាទៅវិញទៅមកស្ទើរតែទាំងស្រុង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការផុតពូជបែបនេះគួរតែស្ទើរតែល្អឥតខ្ចោះ ចាប់តាំងពីម៉ាស់ Higgs ឥឡូវនេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាត្រឹមតែ 125 GeV ប៉ុណ្ណោះ។ វាមិនអាចទៅរួចនោះទេ ប៉ុន្តែទំនងជាមិនអាចទៅរួចនោះទេ។

សម្រាប់ទ្រឹស្តី supersymmetric មិនមានអ្វីដែលត្រូវព្រួយបារម្ភនោះទេ។ ជាមួយនឹង supersymmetry ពិតប្រាកដការរួមចំណែកនៃភាគល្អិតធម្មតានិង superpartner របស់ពួកគេត្រូវតែទូទាត់សងគ្នាទៅវិញទៅមកទាំងស្រុង។ ចាប់តាំងពី supersymmetry ត្រូវបានខូច សំណងប្រែទៅជាមិនពេញលេញ ហើយ Higgs boson ទទួលបានកំណត់ ហើយសំខាន់បំផុតគឺម៉ាស់ដែលអាចគណនាបាន។ ប្រសិនបើម៉ាស់របស់ superpartner មិនធំពេកនោះវាគួរតែត្រូវបានវាស់ក្នុងចន្លោះពីមួយទៅពីររយ GeV ដែលជាការពិត។ ដូចដែល Kane សង្កត់ធ្ងន់ រូបវិទូបានចាប់ផ្តើមយក supersymmetry យ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលវាត្រូវបានបង្ហាញដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាឋានានុក្រម។

លទ្ធភាពនៃ supersymmetry មិនបញ្ចប់នៅទីនោះទេ។ វាធ្វើតាមពី SM ដែលថានៅក្នុងតំបន់នៃថាមពលខ្លាំង អន្តរកម្មខ្លាំង ខ្សោយ និងអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ទោះបីជាពួកគេមានកម្លាំងប្រហាក់ប្រហែលគ្នាក៏ដោយ មិនដែលបញ្ចូលគ្នាទេ។ ហើយនៅក្នុងម៉ូដែល supersymmetric នៅថាមពលនៃលំដាប់នៃ 1016 GeV សហជីពបែបនេះកើតឡើងហើយវាមើលទៅធម្មជាតិជាង។ ម៉ូដែលទាំងនេះក៏ផ្តល់នូវដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហានៃសារធាតុងងឹតផងដែរ។ ភាគល្អិតល្អិតល្អន់ក្នុងអំឡុងពេលនៃការពុកផុយផ្តល់ការកើនឡើងដល់ទាំងភាគល្អិតទំនើប និងភាគល្អិតធម្មតា - ជាការពិតណាស់នៃម៉ាស់តូចជាង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ supersymmetry ផ្ទុយទៅនឹង SM អនុញ្ញាតឱ្យមានការពុកផុយយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃប្រូតុង ដែលជាសំណាងល្អសម្រាប់យើង វាមិនកើតឡើងនោះទេ។

ប្រូតុង និងជាមួយវា ពិភពលោកជុំវិញទាំងមូលអាចត្រូវបានរក្សាទុកដោយសន្មតថានៅក្នុងដំណើរការដែលពាក់ព័ន្ធនឹងភាគល្អិតកំពូល លេខ R-parity quantum ត្រូវបានរក្សាទុក ដែលស្មើនឹងមួយសម្រាប់ភាគល្អិតធម្មតា ហើយដកមួយសម្រាប់ superpartner ។ ក្នុងករណីបែបនេះ ភាគល្អិតស្រាលបំផុតត្រូវតែមានស្ថេរភាពទាំងស្រុង (និងអព្យាក្រឹតអគ្គិសនី)។ តាមនិយមន័យ វាមិនអាចបំបែកទៅជា superparticles ហើយការអភិរក្សនៃ R-parity ហាមឃាត់វាពីការបំបែកទៅជាភាគល្អិត។ រូបធាតុងងឹតអាចមានយ៉ាងជាក់លាក់នៃភាគល្អិតបែបនេះដែលលេចឡើងភ្លាមៗបន្ទាប់ពី Big Bang និងជៀសវាងការបំផ្លាញគ្នាទៅវិញទៅមក។

កំពុងរង់ចាំការពិសោធន៍

"មិនយូរប៉ុន្មានមុនពេលការរកឃើញរបស់ Higgs boson ដោយផ្អែកលើទ្រឹស្តី M (កំណែកម្រិតខ្ពស់បំផុតនៃទ្រឹស្តីខ្សែអក្សរ) ម៉ាស់របស់វាត្រូវបានព្យាករណ៍ដោយមានកំហុសត្រឹមតែពីរភាគរយប៉ុណ្ណោះ! សាស្ត្រាចារ្យ Kane និយាយ។ - យើងក៏បានគណនាម៉ាស់អេឡិចត្រុង ស្មូន និងដុំគីស ដែលប្រែទៅជាធំពេកសម្រាប់ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនទំនើប - តាមលំដាប់នៃ TeV ជាច្រើនដប់។ ដៃគូសំខាន់នៃ photon, gluon និង bosons រង្វាស់ផ្សេងទៀតគឺស្រាលជាងច្រើន ដូច្នេះហើយមានឱកាសត្រូវបានរកឃើញនៅ LHC ។

ជាការពិតណាស់ភាពត្រឹមត្រូវនៃការគណនាទាំងនេះមិនត្រូវបានធានាដោយអ្វីនោះទេ: ទ្រឹស្តី M គឺជាបញ្ហាដែលឆ្ងាញ់។ ហើយនៅឡើយទេ តើវាអាចរកឃើញដាននៃភាគល្អិតល្អិតនៅលើឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនដែរឬទេ? “ភាគល្អិតដ៏ធំគួរតែរលួយភ្លាមៗបន្ទាប់ពីកំណើត។ ការពុកផុយទាំងនេះកើតឡើងប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃការបំបែកនៃភាគល្អិតធម្មតា ហើយវាជាការលំបាកខ្លាំងណាស់ក្នុងការបំបែកពួកវាដោយគ្មានភាពច្បាស់លាស់” លោក Dmitry Kazakov ប្រធានអ្នកស្រាវជ្រាវនៃមន្ទីរពិសោធន៍ទ្រឹស្តីរូបវិទ្យានៅ JINR ក្នុងទីក្រុង Dubna ពន្យល់។ “វានឹងជាការល្អ ប្រសិនបើភាគល្អិតខ្ពស់បង្ហាញខ្លួនឯងតាមរបៀបពិសេស ដែលមិនអាចច្រឡំជាមួយអ្វីផ្សេងទៀតបាន ប៉ុន្តែទ្រឹស្តីមិនបានព្យាករណ៍អំពីរឿងនេះទេ។

មនុស្សម្នាក់ត្រូវវិភាគដំណើរការផ្សេងៗគ្នាជាច្រើន ហើយរកមើលក្នុងចំណោមពួកវា សម្រាប់អ្នកដែលមិនត្រូវបានពន្យល់យ៉ាងពេញលេញដោយគំរូស្តង់ដារ។ រហូតមកដល់ពេលនេះការស្វែងរកទាំងនេះមិនជោគជ័យទេ ប៉ុន្តែយើងមានដែនកំណត់លើភាពជាដៃគូធំៗរួចទៅហើយ។ អ្នកដែលចូលរួមក្នុងអន្តរកម្មខ្លាំងគួរតែទាញយ៉ាងហោចណាស់ 1 TeV ខណៈពេលដែលម៉ាស់នៃភាគល្អិតផ្សេងទៀតអាចប្រែប្រួលចន្លោះពីដប់ទៅរាប់រយ GeV ។

នៅក្នុងខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ 2012 នៅឯសន្និសីទមួយនៅទីក្រុងក្យូតូ លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍នៅ LHC ត្រូវបានរាយការណ៍ ក្នុងអំឡុងពេលនោះជាលើកដំបូងដែលវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីចុះបញ្ជីការបំបែកដ៏កម្រនៃ Bs meson ទៅជា muon និង antimuon ។ ប្រូបាប៊ីលីតេរបស់វាគឺប្រហែល 3 ពាន់លានដែលជាការព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយនឹងការព្យាករណ៍របស់ SM ។ ដោយសារប្រូបាប៊ីលីតេដែលរំពឹងទុកនៃការពុកផុយនេះ គណនាពី MSSM អាចនឹងធំជាងច្រើនដង អ្នកខ្លះបានសម្រេចចិត្តថាការស៊ីមេទ្រីលើសត្រូវចប់ហើយ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រូបាប៊ីលីតេនេះអាស្រ័យលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលមិនស្គាល់មួយចំនួន ដែលអាចធ្វើឱ្យមានការរួមចំណែកធំ និងតូចដល់លទ្ធផលចុងក្រោយ វានៅតែមានភាពមិនច្បាស់លាស់ជាច្រើននៅទីនេះ។ ហេតុដូច្នេះហើយ គ្មានអ្វីគួរឱ្យភ័យខ្លាចកើតឡើងនោះទេ ហើយពាក្យចចាមអារ៉ាមអំពីការស្លាប់របស់ MSSM គឺជាការបំផ្លើសយ៉ាងខ្លាំង។ ប៉ុន្តែ​នោះ​មិន​មាន​ន័យ​ថា​នាង​មិន​អាច​ទទួល​យក​បាន។ LHC មិន​ទាន់​ដំណើរការ​ពេញ​លេញ​នៅឡើយ​ទេ វា​នឹង​ទៅដល់​វា​ត្រឹមតែ​ពីរ​ឆ្នាំ​ប៉ុណ្ណោះ នៅពេលដែល​ថាមពល​ប្រូតុង​នឹង​ត្រូវបាន​នាំមក​ដល់ 14 TeV ។ ហើយប្រសិនបើមិនមានការបង្ហាញនៃ superparticles ទេនោះ MSSM ទំនងជានឹងស្លាប់ដោយធម្មជាតិ ហើយពេលវេលានឹងមកដល់សម្រាប់ម៉ូដែល supersymmetric ថ្មី។

លេខ Grassmann និងទំនាញខ្លាំង

សូម្បីតែមុនពេលបង្កើត MSSM ក៏ដោយក៏ supersymmetry ត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងទំនាញផែនដី។ ការអនុវត្តម្តងហើយម្តងទៀតនៃការបំប្លែងដែលភ្ជាប់បូសុន និង fermions ផ្លាស់ទីភាគល្អិតនៅក្នុងពេលវេលាលំហ។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចភ្ជាប់ supersymmetries និង deformations នៃ space-time metric ដែលយោងទៅតាមទ្រឹស្តីទូទៅនៃ relativity គឺជាមូលហេតុនៃទំនាញផែនដី។ នៅពេលដែលអ្នករូបវិទ្យាបានដឹងរឿងនេះ ពួកគេបានចាប់ផ្តើមបង្កើត supersymmetric generalizations នៃទំនាក់ទំនងទូទៅ ដែលត្រូវបានគេហៅថា supergravity ។ វិស័យរូបវិទ្យាទ្រឹស្តីនេះកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងសកម្មឥឡូវនេះ។
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វាច្បាស់ណាស់ថាទ្រឹស្តី supersymmetric ត្រូវការលេខកម្រ និងអសកម្ម ដែលត្រូវបានបង្កើតនៅសតវត្សទី 19 ដោយគណិតវិទូអាល្លឺម៉ង់ Hermann Günter Grassmann ។ ពួកវាអាចត្រូវបានបន្ថែម និងដកដូចធម្មតា ប៉ុន្តែផលគុណនៃលេខបែបនេះផ្លាស់ប្តូរសញ្ញានៅពេលដែលកត្តាត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញ (ហេតុដូច្នេះហើយ ការ៉េ និងជាទូទៅ អំណាចចំនួនគត់នៃលេខ Grassmann គឺស្មើនឹងសូន្យ)។ តាមធម្មជាតិ មុខងារនៃលេខបែបនេះមិនអាចត្រូវបានបែងចែក និងរួមបញ្ចូលដោយយោងតាមច្បាប់ស្តង់ដារនៃការវិភាគគណិតវិទ្យាទេ ត្រូវការវិធីសាស្រ្តផ្សេងគ្នាទាំងស្រុង។ ហើយជាសំណាងល្អសម្រាប់ទ្រឹស្តី supersymmetric ពួកគេត្រូវបានរកឃើញរួចហើយ។ ពួកគេត្រូវបានបង្កើតក្នុងទស្សវត្សឆ្នាំ 1960 ដោយគណិតវិទូសូវៀតឆ្នើមមកពីសាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋម៉ូស្គូ Felix Berezin ដែលបានបង្កើតទិសដៅថ្មី - គណិតវិទ្យាដ៏អស្ចារ្យ។

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានយុទ្ធសាស្ត្រមួយទៀតដែលមិនទាក់ទងនឹង LHC ទេ។ ខណៈពេលដែល LEP electron-positron collider កំពុងដំណើរការនៅ CERN ពួកគេកំពុងស្វែងរកធាតុដែលស្រាលបំផុតនៃ superparticles ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ ដែលការពុកផុយរបស់វាគួរតែកើនឡើងដល់ superpartners ស្រាលបំផុត។ ភាគល្អិត​មុនគេ​ទាំងនេះ​ងាយ​ស្រួល​ក្នុង​ការ​រក​ឃើញ​ព្រោះ​វា​ត្រូវ​បាន​សាក​ថ្ម ហើយ​ដៃគូ​ដែល​ស្រាល​បំផុត​គឺ​អព្យាក្រឹត។ ការពិសោធន៍នៅ LEP បានបង្ហាញថាម៉ាស់នៃភាគល្អិតបែបនេះមិនលើសពី 104 GeV ទេ។ នេះមិនច្រើនទេ ប៉ុន្តែពួកគេពិបាកក្នុងការរកឃើញនៅ LHC ដោយសារតែផ្ទៃខាងក្រោយខ្ពស់។ ហេតុដូច្នេះហើយ ឥឡូវនេះមានចលនាមួយដើម្បីបង្កើតការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងអេឡិចត្រុង-positron ដែលមានថាមពលខ្លាំងសម្រាប់ការស្វែងរករបស់ពួកគេ។ ប៉ុន្តែ​នេះ​ជា​រថយន្ត​ថ្លៃ​ណាស់ ហើយ​វា​ប្រាកដ​ណាស់​ថា​នឹង​មិន​ត្រូវ​បាន​គេ​ផលិត​ក្នុង​ពេល​ឆាប់​ៗ​នេះ​ទេ»។

ការបិទនិងបើក

ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យោងតាមសាស្រ្តាចារ្យផ្នែកទ្រឹស្តីរូបវិទ្យានៅសាកលវិទ្យាល័យ Minnesota លោក Mikhail Shifman ម៉ាស់ដែលបានវាស់នៃ Higgs boson គឺធំពេកសម្រាប់ MSSM ហើយគំរូនេះទំនងជាត្រូវបានបិទរួចហើយ៖

“ពិតហើយ ពួកគេកំពុងព្យាយាមជួយសង្គ្រោះនាង ដោយមានជំនួយពីរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងៗ ប៉ុន្តែពួកគេមានភាពល្ងង់ខ្លៅ ដែលពួកគេមានឱកាសជោគជ័យតិចតួច។ វាអាចទៅរួចដែលផ្នែកបន្ថែមផ្សេងទៀតនឹងដំណើរការ ប៉ុន្តែនៅពេលណា និងដោយរបៀបណា នៅតែមិនទាន់ដឹងនៅឡើយ។ ប៉ុន្តែសំណួរនេះហួសពីវិទ្យាសាស្ត្រសុទ្ធ។ ការផ្តល់មូលនិធិបច្ចុប្បន្នសម្រាប់រូបវិទ្យាថាមពលខ្ពស់ស្ថិតនៅលើក្តីសង្ឃឹមនៃការរកឃើញអ្វីដែលថ្មីពិតប្រាកដនៅ LHC ។ ប្រសិនបើរឿងនេះមិនកើតឡើងទេ មូលនិធិនឹងត្រូវកាត់បន្ថយ ហើយនឹងមិនមានប្រាក់គ្រប់គ្រាន់សម្រាប់សាងសង់ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនជំនាន់ថ្មីនោះទេ ប្រសិនបើវិទ្យាសាស្ត្រនេះមិនអាចអភិវឌ្ឍបានពិតប្រាកដនោះទេ»។ ដូច្នេះ ទ្រឹស្ដី supersymmetric នៅតែបង្ហាញពីការសន្យា ប៉ុន្តែពួកគេមិនអាចរង់ចាំសាលក្រមរបស់អ្នកពិសោធន៍បានទេ។