Большой адронный коллайдер, самый большой и самый известный в мире ускоритель частиц, вновь откроется в марте после многолетней модернизации. Итак, каков первый порядок бизнеса для перезагрузившегося коллайдера? Не что иное, как поиск частицы, которая заставляет физиков пересмотреть все, что, по их мнению, они знают о том, как работает Вселенная.
Со второй половины двадцатого века физики использовали Стандартную модель физики, чтобы описать, как частицы выглядят и действуют. Но хотя модель объясняет почти все, что ученые наблюдали с использованием ускорителей частиц, она не учитывает всего, что они могут наблюдать во вселенной, включая существование темной материи.
Вот где появляется суперсимметрия, или SUSY. Суперсимметрия предсказывает, что каждая частица имеет то, что физики называют «суперпартнером» - более массивной субатомной партнерской частицей, которая действует как двойник частицы, которую мы можем наблюдать. Каждая наблюдаемая частица будет иметь своего рода суперпартнер, соединяющий бозоны с «фермионами», электроны с «селектронами», кварки с «кварками», фотоны с «фотино» и глюоны с «глюино».
Если бы ученые смогли идентифицировать одну сверхчастицу, они могли бы найти более полную теорию физики элементарных частиц, которая объясняет странные несоответствия между существующим знанием и наблюдаемыми явлениями. Ученые использовали Большой адронный коллайдер для идентификации бозонных частиц Хиггса в 2012 году, но он вел себя не совсем так, как они ожидали. Одним из сюрпризов было то, что его масса оказалась намного легче, чем предполагалось - несоответствие, которое можно объяснить существованием суперсимметричной частицы.
Ученые надеются, что перезагруженный и более мощный LHC обнаружит именно такую частицу. «Более высокие энергии на новом LHC могут увеличить производство гипотетических суперсимметричных частиц, называемых глюино, в 60 раз, увеличивая шансы на его обнаружение», - сообщает Эмили Коновер из Science .
Если бы LHC обнаружил одну сверхчастицу, это не было бы просто победой суперсимметрии как теории - это могло бы стать шагом к пониманию происхождения нашей вселенной. Но это также может создать много работы для ученых - в конце концов, суперсимметричная вселенная - это та, которая будет содержать как минимум вдвое больше частиц. Майкл Уильямс из Массачусетского технологического института говорит Би-би-си, что готов принять вызов, но признает, что это может быть сложно:
Найти любую частицу, которая могла бы стать кандидатом в темную материю, приятно, потому что мы могли бы начать понимать, как она влияет на галактику и эволюцию Вселенной, но она также открывает дверь всему, что находится на другой стороне, что мы понятия не имеем, что есть.
