סופרסימטריה

[Schrodingers Dog]

סופרסימטריה

מאמר נחמד שמדבר על סופרסימטריה, מה היא, למה לא ראינו אותה עדיין במאיץ החלקיקים בשוויץ ולמה לא כדאי לוותר עליה עדיין.
http://live.iop-pp01.agh.sleek.net/2014/09/25/sticking-with-susy/

 

[guprnds]

ובכל זאת...

מה יהיה השלב שבו תאמר: "עד כאן!"?

 

[Schrodingers Dog]

עוד קצת

ניתן לזה עוד כמה שנים. לפחות עד שיפעילו את המאיץ LHC בתחילת שנה הבאה לשלב השני עם אנרגיה גדולה פי 2 מהאנרגיה כיום. כמובן שייקח כמה שנים לקבל תוצאות חדשות וגם לעבד את הנתונים הנוכחיים - המאיץ שפעל בשנים האחרונות צבר כמות עצומה של נתונים, רק חלק מהנתונים נותחו ברמות שונות של ידע, יש עדיין עבודה רבה גם עם הנתונים הקיימים. בכל מקרה אני חושב שעשור מעכשיו זה זמן סביר להתקדם בנושא הזה, עד שימצאו ראיה לכאן או לכאן או עד שתגיע תאוריה טובה יותר (זה תמיד נכון בכל תחום).

 

[guprnds]

לא מפריע לך

מספר הפרמטרים החופשיים בתורה? מה גורם לך לסבור שסוזי מתגשמת במציאות?

 

[Schrodingers Dog]

סופרסימטריה

המון אנשים מתעניינים בסופרסימטריה מסיבות שונות ומשונות. אני אציין את הסיבות שאנחנו מתעניינים בזה.

דבר ראשון בתורות סופרסימטריות הווקום הקוונטי מוגדר היטב. זה דבר אדיר. אם נבין את זה לעומק אולי נוכל להשתמש בזה כדי להבין את הווקום של QCD שאינו מובן כלל - אין לו תיאור תאורטי.

זה מוביל אותי לכך שסופרסימטריה יכולה לסגור חלק מהחורים הגדולים במודל הסטנדרטי שזאת גם מוטיבציה אדירה. אנחנו מדברים על חלקיקים שהם מועמדים לחומר אפל. אנחנו מדברים על הסבר משכנע לטבעיות של המסה של ההיגס - מדוע אינו מקבל תיקונים קוונטיים בתורת הפרעות - רק לסופרסימטריה יש הסבר משכנע.

סופרסימטריה זאת מסגרת תאורטית שבה כותבים תאוריות ומודלים. ספציפית אני לא מאלה שכותבים מודלים אז פרמטרים זה לא משהו שמטריד אותי. גם 19 הפרמטרים במודל הסטנדרטי נמדדו בניסוי, התאוריה לא מנבאת אותם, אז מדוע להיות מוטרד ממספר גדול של פרמטרים? אם ימצאו סופרסימטריה אז ימדדו אותם.

אלו הן חלק מהסיבות שאנשים ממשיכים לעבוד על זה. חשוב לציין שלא כולם עובדים על זה, יש כיוונים אחרים אבל לא מבטיחים כמו זה.

 

[guprnds]

כמה שאלות ברשותך

1) מדוע במקרה של חופש אסימפטוטי הואקום לא מוגדר היטב?
2) למה הואקום הסופר סימטרי מוגדר טוב יותר?
3) בכל זאת, היינו מצפים מתורת איחוד שתאפשר לנו לחשב את הפרמטרים, לא למדוד אותם, לא?
4) סופרסימטריה לא פותרת את בעית הקבוע הקוסמולוגי, לא?
5) מהו מנגנון השבירה של סוזי?

 

[דניאל החכם]

הדברים שמצפים מתורת איחוד

(או מכל תורה פיזיקלית שהיא לפי דעתי)
1. מאפשרת לחשב גדלים פיזיקליים, ניתנים למדידה.
2. מחשבת דברים שלא חושבו בתאוריות אחרת.
3. (במקום 2) מאפשרת לחשב גדלים שחושבו בשתי תאוריות שונות, לא תלויות זו בזו (למשל המודל הסטנדרטי + מודל אחיד), בלי שתהיה "איחוד פשוט" של שתי התאוריות.
&nbsp
או בקיצור "ניתנת להפרכה" (בלי שיופרכו תאוריות קיימות).
&nbsp
עד כמה ששמעתי תורת המיתרים לא עונה על הקריטריון הזה, האם SuSy עונה עליו

 

[Schrodingers Dog]

נכון

בגדול אתה צודק. אבל סופרסימטריה היא לא תורת איחוד והיא לא תאוריה פיזיקלית חדשה. זאת למעשה תורת שדות קוונטית עם סימטריה נוספת שגורמת לכל מיני אילוצים. כל החישובים הם על פי הכללים הרגילים של תורת שדות קוונטיות - כל הגדלים הפיזיקליים המחושבים, הכל על פי אותו ״מתכון״, הכל נעשה באותה דרך.

האילוצים החדשים נותנים תשובות לשאלות שלא היו להן תשובות לפני זה - כמו הטבעיות של המסה של ההיגס ויציבות הווקום הקוונטי. החסרון הוא שאנחנו צריכים לראות חלקיקים סופרסימטריים שעדיין לא ראינו אותם. זאת לא סיבה לפסול את הרעיון כי הם יכולים להמצא באנרגיות שאינן נגישות כיום ואולי תהיינה נגישות בעתיד.

בקשר לתורת המיתרים, איני מומחה בתחום. אני רק יכול לומר שתורת המיתרים לא נשפטת ע״פ האם ראינו מיתרים בטבע או לא אלא על פי כמות רעיונות חדשים בפיזיקה התאורטית ובמתמטיקה שהיא סיפקה - המון. בנוסף היא תאוריה של הטבע שמבחינה מתמטית היא עקבית (קונסיסטנטית). אי אפשר להגיד את זה על אף תאוריה פיזיקלית אחרת. במילים אחרות, אין כרגע שום תאוריה יסודית של הטבע חוץ ממנה.

 

[guprnds]

לעניות דעתי

כדי שתאוריה תוכל להיקרא "תאוריה של הטבע" צריך שיהיו לה תימוכין בתצפית או בניסוי. אני חושב שהתכוונת לומר שתורת המיתר היא התאוריה היחידה שיש בנמצא שנועדה לתאר את הטבע, שהיא גם עקבית לחלוטין עם גרביטציה. אני מכיר לפחות עוד תאוריה אחת שהיא עקבית לחלוטין עם גרביטציה אבל למרבה הצער אין לה (לפי שעה) כוח חישובי. הזכרתי אותה כאן בעבר. זוהי אמנם תאוריה אולטרא-מתמטית אבל עד כמה שאני מבין אין לה תורת הפרעות... לכן (אולי) יש מעט מאוד ששמעו עליה.

 

[Schrodingers Dog]

אנסה לענות

1. בתורות כאלה, קבועי הצימוד - החוזק של האינטרקציה - גדלים באנרגיות נמוכות - כתוצאה מזרימת RG. אי לכך לא ניתן לסמוך על חישובים בתורת הפרעות אם הפרמטרים האלה לא קטנים.
2. כתוצאה מהסימטריה החדשה הזאת בין בוזונים לפרמיונים יש אילוצים נוספים. הם גורמים לכך שעבור מודלים מסוימים אין תיקונים קוונטים לווקום הקלאסי שהוא פתרון של משוואות התנועה, להבדיל מתורות לא סופרסימטריות בהם יש תיקונים הפרעתיים שמשנים את הווקום.
3. זאת לא תורת איחוד. זאת הכללה טבעית לסימטריות שיכולות להיות לתורת שדות קוונטית שהיא בעצמה כלי לניסוח תאוריות פיזיקליות.
4. למיטב ידיעתי לא.
5. שבירה ספונטנית של סוזי קורית כאשר יש תיקונים קוונטים לפוטנציאל בסקלת אנרגיה מסוימת ואז אנחנו אומרים שסוזי נשברת באנרגיות נמוכות מהאנרגיה הזאת.

 

[guprnds]

מחשבות...

למה בעצם זה הכרחי שלסקטור מסויים של אינטראקציות תהיה תורת הפרעות? אם אין תורת הפרעות זה עדיין לא אומר שאין כוח חישובי שהרי תמיד יתכן שקיימת העתקה שתיקח אותנו לתורה שכן יש לה כוח חישובי...
במובן מסויים סופרסימטריה היא סוג של איחוד משום שהיא שמה את דרגות החופש החומריות ואת נשאי הכוח באותה סירה. זאת ועוד: אם הסופרסימטריה לוקלית מקבלים סופרגרביטציה ויש פה סוג של איחוד של כבידה עם יאנג-מילס.