Στη φυσική, τι είναι η απομάκρυνση;

Στο πλαίσιο της φυσικής, η απομάκρυνση είναι ένα προτεινόμενο μέσο με τα οποία ορισμένα σωματίδια και δυνάμεις μπορούν να περιοριστούν σε επιπλέον διαστάσεις, στην πρόληψη ή την ελαχιστοποίηση της αλληλεπίδρασής τους με τα σωματίδια και τις δυνάμεις που περιλαμβάνουν το πρότυπο μοντέλο.Η ιδέα, η οποία έχει ιδιαίτερη σημασία για τη θεωρία των συμβολοσειρών, την θεωρία και την υπερυμετρία (SUSY), αναπτύχθηκε από τους θεωρητικούς φυσικούς Lisa Randall και Raman Sundrum.Η απομάκρυνση μπορεί να λύσει μερικά σημαντικά προβλήματα στη φυσική των σωματιδίων.Συγκεκριμένα, προσφέρει μια λύση σε αυτό που είναι γνωστό ως το "πρόβλημα της ιεραρχίας" μέσω του σπασίματος της υπερσυμμετρίας, αποφεύγοντας παράλληλα ένα άλλο πρόβλημα γνωστό ως "παραβίαση της γεύσης".Τέσσερις δυνάμεις της φύσης mdash;η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, οι ισχυρές και αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις και η βαρύτητα mdash.καθώς και εξηγώντας τις ιδιότητες όλων των στοιχειωδών σωματιδίων.Το μεγάλο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπίσει οποιαδήποτε τέτοια θεωρία είναι η φαινομενική ασυμβατότητα της γενικής σχετικότητας με την κβαντική θεωρία και το πρότυπο μοντέλο.Η θεωρία των συμβολοσειρών, στην οποία οι πιο θεμελιώδεις μονάδες της ύλης, όπως τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ, θεωρούνται ως εξαιρετικά μικροσκοπικές, μονοδιάστατες οντότητες που μοιάζουν με χορδές, είναι μια προσπάθεια σε μια τέτοια θεωρία.Αυτό έχει εξελιχθεί σε M-θεωρία, στην οποία οι χορδές μπορούν να επεκταθούν σε δύο και τρισδιάστατα "πίτουρες" που επιπλέουν σε έναν υψηλότερο χώρο διαστάσεων, γνωστό ως "χύμα".Η εικόνα, υπάρχει ένα πρόβλημα με το ίδιο το πρότυπο μοντέλο, γνωστό ως πρόβλημα ιεραρχίας.Για να το πούμε απλά, το πρόβλημα της ιεραρχίας επικεντρώνεται στο γιατί η βαρυτική δύναμη είναι εξαιρετικά ασθενέστερη από τις άλλες δυνάμεις της φύσης, αλλά περιλαμβάνει επίσης προβλεπόμενες τιμές για τις μάζες ορισμένων υποθετικών σωματιδίων που μεταφέρουν δύναμη που διαφέρουν τεράστια μεταξύ τους.Ένα υποθετικό σωματίδιο ειδικότερα, το σωματίδιο Higgs, προβλέπεται να είναι σχετικά ελαφρύ, ενώ φαίνεται ότι οι κβαντικές συνεισφορές από εικονικά σωματίδια πρέπει να το καθιστούν εξαιρετικά πιο μαζικό, τουλάχιστον χωρίς εξαιρετικό βαθμό τελειοποίησης.Αυτό θεωρείται εξαιρετικά απίθανο από τους περισσότερους φυσικούς, οπότε κάποια υποκείμενη αρχή επιδιώκεται να εξηγήσει τις ανισότητες.

Η θεωρία της υπερμετρίας (SUSY) παρέχει μια πιθανή εξήγηση.Αυτό δηλώνει ότι για κάθε fermion mdash;ή σωματίδια σχηματισμού ουσιών mdash;Υπάρχει ένα boson mdash;ή σωματίδιο μεταφοράς δύναμης mdash;και αντίστροφα, έτσι ώστε κάθε σωματίδιο στο πρότυπο μοντέλο να έχει υπερμετρικό συνεργάτη ή "superpartner".Δεδομένου ότι δεν έχουν παρατηρηθεί αυτοί οι superpartners, σημαίνει ότι η συμμετρία είναι σπασμένη και ότι η υπερμετρία υπάρχει μόνο σε πολύ υψηλές ενέργειες.Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, το πρόβλημα της ιεραρχίας επιλύεται από το γεγονός ότι οι μαζικές συνεισφορές των εικονικών σωματιδίων και των υπερπαρμητών τους ακυρώνουν, αφαιρώντας τις φαινομενικές αποκλίσεις στο πρότυπο μοντέλο.Υπάρχει, ωστόσο, ένα πρόβλημα με την υπερμετρία.

Θεμελιώδη ύλη που σχηματίζουν σωματίδια όπως κουάρκ έρχονται σε τρεις γενιές ή "γεύσεις", με διαφορετικές μάζες.Όταν η υπερμετρία είναι σπασμένη, φαίνεται ότι μπορεί να συμβεί μια σειρά από αλληλεπιδράσεις, μερικές από τις οποίες θα άλλαζαν τις γεύσεις αυτών των σωματιδίων.Δεδομένου ότι αυτές οι αλληλεπιδράσεις δεν παρατηρούνται πειραματικά, οποιαδήποτε θεωρία της υπερπολεμικής θραύσης πρέπει να περιλαμβάνει με κάποιο τρόπο έναν μηχανισμό που εμποδίζει αυτό που είναι γνωστό ως παραβιάσεις γεύσης.Χύμα, είναι δυνατόν να απομονωθεί η υπερσυμμετρία που σπάει σε ένα ξεχωριστό brane από εκείνο στο οποίο βρίσκονται τα σωματίδια και οι δυνάμεις του τυποποιημένου μοντέλου.Τα αποτελέσματα θραύσης υπερσυμετρίας θα μπορούσαν να κοινοποιηθούν στο πρότυπο μοντέλο BRANE από σωματίδια μεταφοράς δύναμης που είναι σε θέση να κινούνται μέσα στο χύμα, αλλά διαφορετικά, τα πρότυπα σωματίδια μοντέλου woUld συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο όπως στην αδιάσπαστη υπερμετρία.Τα σωματίδια στο χύμα που θα μπορούσαν να αλληλεπιδρούν τόσο με τη συμμετρία-σπάσιμο του Brane όσο και με το πρότυπο μοντέλο BRANE θα καθορίζουν ποιες αλληλεπιδράσεις μπορούν να συμβούν και θα μπορούσαν να αποκλείσουν τις αλληλεπιδράσεις που αλλάζουν τη γεύση που δεν παρατηρούμε.Η θεωρία λειτουργεί καλά εάν το Graviton Mdash;το υποθετικό σωματίδιο μεταφοράς δύναμης βαρύτητας mdash;Παίζει αυτό το ρόλο.

Σε αντίθεση με πολλές άλλες ιδέες που σχετίζονται με τη θεωρία των συμβολοσειρών και την θεωρία M, φαίνεται δυνατό να δοκιμαστούν η απομονωμένη υπερμετρία.Κάνει προβλέψεις για τις μάζες των υπερπαρμητών των Bosons Mdash.σωματίδια μεταφοράς δύναμης mdash;που βρίσκονται εντός του εύρους των ενεργειών που επιτυγχάνονται από τον μεγάλο επιταγή Hadron (LHC).Εάν τα σωματίδια αυτά παρατηρούνται από το LHC, οι μάζες τους μπορούν να συνδυαστούν με αυτό που προβλέπεται.Από το 2011, ωστόσο, τα πειράματα στο LHC δεν κατάφεραν να ανιχνεύσουν αυτούς τους υπερπαρμιακούς στις ενέργειες στις οποίες αναμενόταν να εμφανιστούν, αποτέλεσμα που φαίνεται να αποκλείει την απλούστερη εκδοχή του Susy, αν και όχι κάποιες πιο πολύπλοκες εκδόσεις.Ακόμη και αν η Susy έχει αποδειχθεί λανθασμένη, η ιδέα της απομάκρυνσης μπορεί να έχει ακόμα χρήσιμες εφαρμογές σε σχέση με άλλα προβλήματα και μυστήρια στη φυσική.