Може Ли Lhc Да Докаже Теория На Струните?

{h1}

Теорията на струните е основната идея, че всичко във вселената е съставено основно от вибриращи струни. Може ли lhc да докаже, че е истина?

Когато Големият адронов сблъсък беше включен за първи път през 2008 г., имаше привидно безкрайни възможности - и идеи - за това, което може да намери. Може би ще забележи неуловимия бог на Хигс, който ще помогне на учените да потвърдят как другите частици печелят маса. Може би това ще разкрие множество нови частици, които ще дадат на физиците не само потвърждение на свръхсиметрия, но и бонана на новата наука за изучаване. Може би щеше да създаде нова вселена, в която беше добре да ядем чети за вечеря, а протоните изглеждаха като Froot Loops.

Някои от тези възможности бяха по-вероятни от други. И няколко от тях (аха) всъщност не бяха в обхвата на LHC. Докато наисайърите прогнозираха, че мини Big Bangs на LHC ще създадат черни дупки, които ще унищожат света и ще изядат Вселената като толкова много чети за вечеря, истината е, че нямаше толкова много теории, които LHC биха могли да докажат или опровергаят.

И от гледна точка на този обхват: Не, LHC няма да доказва теория на струните - но може да предостави доказателства в подкрепа на идеи, които са от централно значение за теорията на струните.

Помислете за това така: разхождам се и виждам тунел. Мисля, че в тунела може да има някаква рекичка, която да минава през него, затова хвърлям топче и да видя какво ще стане, когато излезе от другата страна. Ако топката излезе намокряща мокра, бих могъл да кажа, че напълно подкрепя теорията ми, че тунелът съдържа поток. Но някой друг би могъл да каже, че подкрепя теорията, че в тунела има спринклер. Друг може да каже, че в тунела всъщност вали, а мокра топка е само това, което го доказва.

Единственото, което можем да кажем със сигурност, е, че мократа топка поддържа всички тези теории и може би изключва теорията, че тунелът е сух до кости. В LHC физиците с много различни идеи търсят изявления „топката е мокра“, за да подкрепят - или опровергаят - теориите за това как работят частиците (и Вселената). Една от тези теории е теорията на струните.

Теорията на струните основно казва, че частиците са съставени от енергии, които приличат на вибриращи струни. Отличителните вибрации на струните създават всички различни частици и сили. И така, по същество цялата материя и сили във Вселената са изградени от тези вибриращи струни [източник: Грийн]. Но ето един забавен факт: Теорията на струните всъщност не се превръща в обединяваща теория - тази, която може да обясни същността на всяка сила и частици във Вселената - освен ако не се окаже, че Вселената също има повече от три измерения. Което, знаете, е трудно да накарате много физици да се ръкуват.

И то с добра причина. Това не е Хогуортс, ние не можем просто да се включим в друго измерение, за да проверим дали наистина е там. Можем само да се огледаме и да видим три наблюдателни измерения пред себе си. Но може би ще успеете да накарате сами да го повярвате, ако мислите за измеренията като наистина, наистина мънички... може би са просто твърде малки, за да ги видите.

Това създава проблем: Ако необходимите измерения са прекалено мънички, за да се види, как по дяволите можем да очакваме да наблюдаваме - или дори да тестваме хипотеза за теорията на струните?

Това е мястото, където идва LHC. Има няколко идеи, за да се тестват някои от характеристиките на теорията на струните. Едната е доста проста: Най-простият модел на теорията на струните предсказва съществуването на частици на суперпартнер. По принцип това са много по-тежки партньори на кварците и лептоните на Стандартния модел, които физиците вече са наблюдавали и биха обединили сила и материя. Физиците очакваха да намерят суперпартъри в същата маса като Хигс, но все още не са. И така, LHC прави всичко най-странно, за да се опита да намери онези частици на суперпартнер, както в последните им сблъсъци с протони, така и в бъдещи експерименти с още по-високи енергии. "Мократа топка" в този случай - частиците на суперпартнер, също би подкрепила теорията за свръхсиметрията, която е свързана с, но отделно от теорията на струните.

LHC също може да скочи в лов за онези свръхмалки измерения, които би трябвало да съществуват, за да може теорията на струните да работи като единна теория. Ако тези измерения съществуват, ние бихме много плували в тях. LHC може да удари протони заедно, за да произведе нови частици - точно както се е случвало. Като прибавим енергията на частиците, образувани при сблъсъците и я изваждаме от енергията, която частиците имат пред сблъсъка, можем да кажем дали част от енергията е MIA. Ако е така, тогава може би ще можем да кажем: „Ей, не знаем къде отиде тази енергия - но може би е в друго измерение“.

Този път мократа топка е разликата в енергията преди и след сблъсъка. Отново, това не би било "доказване" на теория на струните или дори допълнителни измерения. Но би било научно откритие, което подкрепя някои от нещата, необходими, за да работи теорията на струните.

Това, което не можем да предвидим, е дали теорията на струните ще прерасне в научна хипотеза, която можем да тестваме или наблюдаваме. В момента една от причините, които са толкова противоречиви, е, че много физици не смятат, че е възможно да се тестват, и по-важното е, че не смятат, че е възможно да се докаже, че е невярно. Някои от физическата общност са удобни да кажат, че теорията на струните не може да бъде фалшифицирана [източник: Природа физика]. (Това означава, че трябва да можете да опровергаете хипотезата, а не просто да я потвърждавате.)

Така че, докато можем да бъдем сигурни, че не, LHC няма да докаже, че теорията на струните е вярна, използвайки протонни сблъсъци, физиците могат да намерят някои доказателства, които не доказват грешно.

Бележка на автора: Може ли LHC да докаже теория на струните?

Слушай, аз съм толкова ужасен, колкото следващият човек, който казва, че теорията на струните е добра или лоша. Физиците са ядки за това, от двете страни на монетата. За да научите повече за теорията на струните или полемиката около нея, разгледайте източниците за по-нататъшно четене.

Източници:

  • Брумфиел, Джеф. „Теоретиците пират по данни на Хигс.“ Nature. 18 юли 2012. (25 юли 2014 г.) //nature.com/news/theorists-feast-on-higgs-data-1.11018
  • Бътъруърт, Джон. "Първи доказателства за теория на струните при Големия адронов колайдер." Пазителят. 1 април 2012. (25 юли 2014 г.) //theguardian.com/science/life-and-physics/2012/apr/01/1
  • Грант, Андрю. "Човекът, който скубе всички струни." Открийте списание. 9 март 2010 г. (25 юли 2014 г.) //discovermagazine.com/2010/extreme-universe/08-discover-interview-man-who-plucks-all-the-strings
  • Джоунс, Андрю Цимерман. „Може ли теорията на струните да бъде тествана?“ NOVA. 24 септември 2012 г. (25 юли 2014 г.) //pbs.org/wgbh/nova/blogs/physics/2012/09/can-string-theory-be-ested/
  • Ливио, Марио. „Как да разберем дали съществува мултиверс?“ Huffington Post. 13 декември 2012 г. (25 юли 2014 г.) //huffingtonpost.com/mario-livio/how-can-we-tell-if-a-multiverse-exists_b_2285406.html
  • Природа физика. „Обвързана с връв?“ 2006. (25 юли 2014 г.) //nature.com/nphys/journal/v2/n11/full/nphys460.html
  • Щраслер, Мат. "LHC просто изключи теорията на струните ?!" От особено значение. 17 септември 2013 г. (25 юли 2014 г.) //profmattstrassler.com/2013/09/17/did-the-lhc-just-rule-out-string-theory/
  • Икономистът. „Живот след Хигс“. 19 юли 2012. (25 юли 2014 г.) //economist.com/blogs/babbage/2012/07/qa-brian-greene
  • Приключението на частиците. „Неразрешени мистерии“. Националната лаборатория на Лорънс Беркли. (25 юли 2014 г.) //particleadventure.org/extra_dim.html
  • Чакай, Питър. Не е дори грешен блог. (25 юли 2014 г.) //math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=533
  • Вълчовър, Натали. "Неестествена ли е природата?" Списание Quanta. 24 май 2013. (25 юли 2014 г.) //simonsfoundation.org/quanta/20130524-is-nature-unnatural/


Видео Добавка: Have we reached the end of physics? | Harry Cliff.




Изследване


По-Бърз От Самолет Или Влак: Транспорт „Hyperloop“
По-Бърз От Самолет Или Влак: Транспорт „Hyperloop“

Галерия: Използване На Енергията На Океанските Течения
Галерия: Използване На Енергията На Океанските Течения

Наука Новини


Някои Антибиотици Могат Да Променят Чревните Бактерии При Деца
Някои Антибиотици Могат Да Променят Чревните Бактерии При Деца

Кой Е Най-Големият Паяк В Света?
Кой Е Най-Големият Паяк В Света?

Творчески Гений: Най-Големите Умове В Света
Творчески Гений: Най-Големите Умове В Света

Новооткрити Видове Лишеи, Назовани За Обама
Новооткрити Видове Лишеи, Назовани За Обама

Гледайте Учени Да Взривяват Фалшив Астероид В Фалшива Земя
Гледайте Учени Да Взривяват Фалшив Астероид В Фалшива Земя


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com