유럽의 대형 Hadron Collider (LHC)의 물리학 자들은 그 어느 때보 다 높은 에너지에서 자연의 특성을 탐구했으며, 그들은 심오한 것을 발견했습니다. 새로운 것은 없습니다.
.아마도 프로젝트가 처음 고안되었을 때 30 년 전에 아무도 예측하지 못한 것일 것입니다.
12 월에 데이터 플롯에서 발생한 악명 높은 "디포 톤 범프"는 사라졌으며, 이는 혁신적인 새로운 기본 입자보다는 맹렬한 통계적 변동임을 나타냅니다. 그리고 실제로, 기계의 충돌은 지금까지 입자 물리학의 장기적이지만 불완전한 "표준 모델"에서 카탈로그 한 것 이상의 입자를 전혀 불러 일으켰습니다. 충돌 파편에서 물리학 자들은 암흑 물질, iggss 보손의 형제 자매 나 사촌, 여분의 차원의 징후, leptoquarks, 그리고 무엇보다도, 무엇보다도 자연의 법칙을 충족시키고“자연의 자연”을 충족시키는 데 절망적으로 추구 된 대상 입자들 중 어느 것도 일할 수없는 입자를 만족시키지 않는 입자를 발견하지 못했습니다.
N.J.
이 소식은 지난 며칠 동안 Atlas and CMS 실험의 프레젠테이션에서 시카고의 고 에너지 물리학에 관한 국제 회의에서 등장했습니다. 3,000 명 이상의 회원을 보유한 각 팀은 지난 3 개월 동안 열렬히 작업 해 왔으며, 이전 작동 에너지의 거의 두 배로 업그레이드 된 후 최종적으로 전체 스로틀에서 실행되는 기계의 데이터를 분석했습니다. 이제 13 조 전자 볼트 (TEV)의 에너지 (TEV) (양성자의 개별 질량의 13,000 배 이상)로 양성자를 충돌합니다.
지금까지 아무도 구체화되지 않았습니다. 특히 많은 사람들에게 가슴 아픈 것은 작년 13-TEV 데이터의 티저 배치에서 자른 과잉의 광자 쌍이며 이론가들에 의해 약 500 개의 논문의 추측이 된 디포 톤 범프의 손실입니다. 올해의 데이터에서 범프가 사라지는 것에 대한 소문은 6 월에 유출되기 시작하여 지역 사회 전체의“Diphoton Hangover”를 촉발했습니다.
.메릴랜드 대학교의 이론 물리학자인 라만 선 드럼 (Raman Sundrum)은“이것은 입자 실험의 매우 흥미 진진한 미래를 한 손으로 지적했을 것입니다. "부재는 우리를 우리의 위치로 되돌려 놓았습니다."
새로운 물리학의 부족은 LHC의 첫 번째 달리기 동안 2012 년에 시작된 위기를 심화시켜 8-TEV 충돌로 표준 모델을 넘어 새로운 물리학을 생성하지 않을 것이라는 것이 분명해졌습니다. (그해에 발견 된 Higgs Boson은 연장이 아닌 표준 모델의 최종 퍼즐 조각이었다.) 흰 나이트 입자는 올해 또는 내년 말에도 여전히 나타날 수 있거나, 통계가 더 긴 규모에 걸쳐 발생함에 따라, 알려진 입자의 거동에 대한 미묘한 놀라움이 새로운 물리학에서 간접적으로 힌트 될 수있다. 그러나 이론가들은 LHC가 더 완전한 자연 이론을 향한 길을 제시하지 않는“악몽 시나리오”를 위해 점점 더 많은 것을 막고있다.
.일부 이론가들은 전체 분야가 이미 Null 결과의 메시지로 계산을 시작하는 시간이 이미 왔다고 주장합니다. 새로운 입자의 부재는 물리학 자들이 오랫동안 가정 한 방식에서 물리 법칙이 자연스럽지 않다는 것을 의미합니다. Sundrum은“자연은 동기 부여가 잘되어 있습니다.“실제 부재는 큰 발견입니다.”
누락 된 조각
물리학 자들이 표준 모델이 전체 이야기가 될 수 없다고 확신하는 주된 이유는 iggss 보슨 인 린치 핀이 부자연스럽지 않은 질량을 가지고 있기 때문입니다. 표준 모델의 방정식에서, HIGGS는 다른 많은 입자와 결합된다. 이 커플 링은 입자들을 질량으로 부여시켜 줄다리기의 경쟁사처럼 iggs 질량의 가치를 이리저리 러그로, 그리고 fro로 유도 할 수있게한다. 경쟁사 중 일부는 매우 강력합니다. 중력과 관련된 가상의 입자는 Higgs Mass에 1 천만 TEV에 기여할 수 있습니다. 경쟁 팀이 왜 그렇게 균등하게 일치하는지에 대한 합리적인 설명이 없다면 이것은 터무니없는 것 같습니다.
이론가들이 1980 년대 초에 실현했듯이 초대칭은 속임수를한다. 그것은 자연에 존재하는 모든“페르미온”(전자 또는 쿼크와 같은 물질의 입자)에 대해 Higgs 질량에 추가되는 초대칭“보손”또는 힘을 전달하는 입자가있어 Higgs 질량에서 빼냅니다. 이런 식으로, 줄다리드 게임의 모든 참가자는 동등한 힘의 경쟁을 가지고 있으며, iggs는 자연스럽게 안정화됩니다. 이론가들은 자연스도가 어떻게 달성 될 수 있는지에 대한 대안 제안을 고안했지만, 초대칭은 추가 논쟁이 유리하다. 그리고 그것은 어두운 물질이 될 수있는 올바른 질량의 불활성이고 안정적인 입자를 공급했습니다.
California Institute of Technology의 입자 물리학 자이자 CMS 회원 인 Maria Spiropulu는“우리는이 모든 것을 알아 냈습니다. “당신이 내 세대의 사람들에게 물어 보면, 우리는 그것을 발견하지 못하더라도 초대칭이 있다는 것을 거의 배웠습니다. 우리는 그것을 믿었습니다.”
따라서 알려진 입자의 초대칭 파트너가 1990 년대의 대형 전자-포지트론 콜 라이더에서, 1990 년대와 2000 년대 초, 현재 LHC에서 나타나지 않은 경우 놀랍습니다. 콜리드가 더 높은 에너지를 검색함에 따라, 알려진 입자와 그들의 가상의 슈퍼 파더 사이의 격차가 넓어졌으며, 이는 탐지를 피하기 위해 훨씬 더 무겁다. 궁극적으로, 초대칭은 너무 "깨진"되어 Higgs 질량에 대한 입자와 슈퍼 파트너의 효과가 더 이상 취소되지 않으며, 자연 문제에 대한 해결책으로서 초대칭은 실패합니다. 일부 전문가들은 우리가 이미 그 시점을 통과했다고 주장합니다. 다른 요인들이 어떻게 배열되는지에 더 많은 자유를 허용하는 다른 사람들은 지금 당장 일어나고 있다고 말하며, Atlas와 CMS는 스톱 쿼크 (0.173-TEV Top Quark의 가상의 슈퍼 파트너)를 제외하고 최대 1 TEV의 질량입니다. 그것은 이미 Higgs Tug-of-War의 정상과 정지 사이의 거의 6 배의 불균형입니다. 1 TEV보다 무거운 정지가 존재하더라도, 문제를 해결하기 위해 Higgs에서 너무 세게 당겨 질 것입니다.
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LHC를 수용하는 실험실 인 Cern의 선임 연구 과학자 인 Albert de Roeck은“1 TEV가 심리적 한계라고 생각합니다.
어떤 사람들은 충분하다고 말할 것입니다. 그러나 다른 사람들에게는 여전히 달라 붙을 수있는 허점이 있습니다. 표준 모델의 무수한 초대칭 확장 중에, 1 TEV보다 무거운 쿼크가 무거운 쿼크가 추가 대칭 입자와 함께 상단 쿼크를 균형을 맞추고 Higgs 질량을 조정하는 더 복잡한 버전이 있습니다. 이론에는 많은 변형 또는 개별“모델”이있어서 그것을 완전히 죽이는 것은 거의 불가능합니다. 산타 바바라 (Santa Barbara) 캘리포니아 대학교의 물리학자인 조인 칸델라 (Joe Incandela)는 2012 년 CMS 협업을 대신하여 히그 스 보슨 (Higgs Boson)의 발견을 발표했으며 현재 스톱 쿼크 검색 중 하나를 이끌고있는 사람은“무언가를 보면 무언가를 볼 수있는 모델 독립적 진술을 할 수 있습니다. 아무것도 보는 것은 조금 더 복잡합니다.”
입자는 구석 구석에 숨어있을 수 있습니다. 예를 들어, 스톱 쿼크와 가장 가벼운 중립 (SuperSymmetry의 암흑 물질 후보)이 거의 같은 질량을 가졌다면 지금까지 숨겨져 있었을 것입니다. 그 이유는 충돌로 정지 쿼크가 생성되고 붕괴되면 중립을 생성하면 운동의 형태를 취하기 위해 에너지가 거의 없어지기 때문입니다. 아틀라스의 일원 인 뉴욕 대학교 (New York University)의 카일 크랜 머 (Kyle Cranmer)는“정지가 쇠퇴 할 때 어두운 순간 입자가 앉아있다. “당신은 그것을 보지 못합니다. 따라서 그 지역에서는 찾기가 매우 어렵습니다.” 이 경우 0.6 TEV의 질량이 낮은 정지 쿼크는 여전히 데이터에 숨어있을 수 있습니다.
실험가들은 앞으로 몇 년 안에 이러한 허점을 닫거나 숨겨진 입자를 파헤 치기 위해 노력할 것입니다. 한편, 움직일 준비가 된 이론가들은 자연에서 어느 길을 갈 것인지에 대한 겨언스가 없다는 사실에 직면했다. Arkani-Hamed는“매우 혼란스럽고 불확실한 상황입니다
새로운 희망
많은 입자 이론가들은 이제 오랫동안 거짓말을하는 가능성을 인정합니다. iggss boson의 질량은 단순히 부자연스럽지 않다는 것입니다. 이 시나리오에는 각각의 우연한 효과 조합에 의해 형성되는 많은 우주가 많이 있습니다. 이 모든 우주 중에서 우연히 가벼운 iggs 보손을 가진 사람들만이 원자가 형성되어 살아있는 존재를 야기 할 수 있습니다. 그러나이“의인성”주장은 테스트가 아닌 것처럼 보이는 것에 대해 널리 싫어합니다.
지난 2 년 동안, 일부 이론 물리학 자들은 인위적인 추론의 치명주의를 피하고 LHC에 나타나는 새로운 입자에 의존하지 않는 Higgs Mass에 대한 완전히 새로운 자연 설명을 고안하기 시작했습니다. 지난 주 CERN에서, 건물의 실험 동료들은 그러한 입자를 찾아서 바쁜 데이터를 바쁜 데이터를 바쁘게 바꾸는 반면, 이론가들은 이완 가설과 같은 초기 아이디어를 논의하기위한 워크숍을 개최했습니다. 이는 대칭으로 형성되지 않고 히그 스 대량이 우주의 탄생에 의해 역동적으로 조각되었다고 가정합니다. 산타 바바라 (Santa Barbara)라는 캘리포니아 대학교 (University of California)의 나다니엘 크레이그 (Nathaniel Craig)는“중립 자연성”이라는 아이디어를 연구하고있다.
여러 동료들과 함께 최근“Nnaturalness”라는 또 다른 새로운 접근법을 제안한 Arkani-Hamed는 다음과 같이 말했습니다 :“우리가 완전히 독특한 시간에 있다고 생각하는 많은 이론가들이 있습니다. 테이블의 질문이 다음 입자의 세부 사항이 아니라 실제로 거대하고 구조적입니다. 우리는 이런시기에 살게되어 매우 운이 좋다. 평생 동안 중요한 진보가 없더라도.”
.이론가들이 블랙 보드로 돌아 오면서 CMS와 Atlas를 가진 6,000 명의 실험가는 이전에 미지의 영역을 탐험하는 데 방해가되고 있습니다. "악몽, 무슨 뜻입니까?" Spiropulu는 악몽 시나리오에 대한 이론가들의 분노를 언급하면서 말했다. “우리는 자연을 탐구하고 있습니다. 어쩌면 우리는 데이터에 침수되어 매우 흥분하기 때문에 그런 악몽에 대해 생각할 시간이 없을 수도 있습니다.”
.새로운 물리학이 나타나기를 희망합니다. 그러나 스피로풀 루 (Spiropulu)의 견해로는 아무것도 발견하지 못한다는 것은 특히 소중한 아이디어의 죽음을 예고 할 때 발견된다. “실험가들은 종교가 없다”고 그녀는 말했다
일부 이론가들은 동의합니다. 실망에 대한 이야기는“미친 이야기”라고 Arkani-Hamed는 말했다. “실제로 자연입니다! 우리는 답을 배우고 있습니다! 이 6,000 명이 자신의 엉덩이를 파열시키고 있고 당신이 원했던 롤리팝을 얻지 못했기 때문에 작은 아이처럼 삐걱 거리고 있습니까?”
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