Oricine a studiat știința de bază știe despre atom: blocul de bază al materiei, așa cum îl cunoaștem. Cu toții, împreună cu planeta noastră, sistemul solar, stelele și galaxiile, suntem făcuți din atomi. Dar, atomii înșiși sunt construiți din unități mult mai mici numite „particule subatomice” - electroni, protoni și neutroni. Studiul acestor și al altor particule subatomice se numește "Fizica particulelor" studiul naturii și interacțiunilor dintre aceste particule, care formează materia și radiațiile.
Unul dintre cele mai recente subiecte în cercetarea fizică a particulelor este „supersimetria” care, precum șirul teorie, folosește modele de șiruri unidimensionale în locul particulelor pentru a ajuta la explicarea anumitor fenomene care încă nu sunt bine înțelese. Teoria spune că la începutul universului când s-au format particulele rudimentare, au fost create în același timp un număr egal de așa-numite „superparticule” sau „superparticule”. Deși această idee nu este încă dovedită, fizicienii folosesc
instrumente precum Colibrul de Hadroni Mari să caute aceste superparticule. Dacă există, ar cel puțin dubla numărul de particule cunoscute din cosmos. Pentru a înțelege supersimetria, cel mai bine este să începeți cu o privire asupra particulelor care sunt cunoscut și înțeles în univers.Împărțirea particulelor subatomice
Particulele subatomice nu sunt cele mai mici unități de materie. Sunt alcătuite din divizii chiar mai minuscule numite particule elementare, care în sine sunt considerate de către fizicieni drept excitații ale câmpurilor cuantice. În fizică, câmpurile sunt regiuni în care fiecare zonă sau punct este afectat de o forță, cum ar fi gravitația sau electromagnetismul. „Quantum” se referă la cea mai mică cantitate a oricărei entități fizice care este implicată în interacțiuni cu alte entități sau afectate de forțe. Energia unui electron dintr-un atom este cuantificată. O particulă de lumină, numită foton, este un singur cuant de lumină. Campul de mecanica cuantică sau fizica cuantică este studiul acestor unități și modul în care legile fizice le afectează. Sau gândiți-vă la acest lucru ca la studiul unor câmpuri foarte mici și al unor unități discrete și la modul în care acestea sunt afectate de forțele fizice.
Particule și teorii
Sunt descrise toate particulele cunoscute, inclusiv particulele sub-atomice și interacțiunile lor o teorie numită Modelul standard. Are 61 de particule elementare care se pot combina pentru a forma particule compozite. Nu este încă o descriere completă a naturii, dar oferă suficient pentru încercarea fizicienilor de particule și să înțelegem câteva reguli fundamentale cu privire la modul în care este formată materia, în special la început univers.
Modelul standard descrie trei din cele patru forțe fundamentale din univers: forța electromagnetică (care tratează interacțiunile dintre particulele încărcate electric), forța slabă (care se ocupă de interacțiunea dintre particulele subatomice care are ca rezultat o degradare radioactivă) și forta puternica (care ține particulele la distanțe scurte). Nu explică forța gravitațională. După cum am menționat mai sus, descrie și cele 61 de particule cunoscute până acum.
Particule, forțe și supersimetrie
Studiul celor mai mici particule și a forțelor care le afectează și le guvernează i-a dus pe fizicieni la ideea supersimetriei. Susține că toate particulele din univers sunt împărțite în două grupuri: bosoni (care sunt subclasificate în bosoni de ecartament și un boson scalar) și fermioni (care sunt subclasificate ca quarks și antiquarks, leptons și anti-leptons și diferitele lor „generații). Hadronii sunt compoziti cu mai multe quark-uri. Teoria supersimetriei afirmă că există o legătură între toate aceste tipuri de particule și subtipuri. Așadar, de exemplu, supersimetria spune că trebuie să existe un fermion pentru fiecare boson sau, pentru fiecare electron, sugerează că există un superpartner numit „selectron” și invers. Acești superpartenți sunt conectați între ei într-un fel.
Supersimetria este o teorie elegantă și, dacă se dovedește a fi adevărată, s-ar merge mult spre ajutoare fizicienii explică pe deplin blocurile de materie din Modelul Standard și aduc gravitația în ori. Până în prezent, totuși, nu au fost detectate particule de superparten în experimentele care utilizează Colizor mare de Hadron. Asta nu înseamnă că nu există, dar că nu au fost încă detectate. De asemenea, îi poate ajuta pe fizicienii de particule să depășească masa unei particule subatomice foarte de bază: bosonul Higgs (care este o manifestare a ceva numit Câmpul Higgs). Aceasta este particula care dă tuturor materiei masa sa, deci este important să înțelegeți bine.
De ce este importantă Supersimetria?
Conceptul de supersimetrie, deși extrem de complex, este, în centrul său, o modalitate de a adânci în profunzime în particulele fundamentale care alcătuiesc universul. În timp ce fizicienii cu particule consideră că au găsit unitățile foarte de bază ale materiei în lumea sub-atomică, acestea sunt încă departe de a le înțelege complet. Așadar, cercetările asupra naturii particulelor subatomice și a posibilelor lor partide vor continua.
Supersimetria poate ajuta, de asemenea, fizicienii la zero în continuare natura materiei întunecate. Este o formă (până acum) nevăzută a materiei care poate fi detectată indirect prin efectul său gravitațional asupra materiei obișnuite. S-ar putea foarte bine că aceleași particule căutate în cercetarea de supersimetrie ar putea ține un indiciu asupra naturii materiei întunecate.