Squarks & Neutralinos lauern im Universum, sagt der Physiker

LONDON — Squarks, Selectrons und Neutralinos kann in das Universum lauern sagen Physiker, die Supersymmetrie vorschlagen – die Idee, dass jedes bekannten Teilchen eine Schwester noch entdeckt hat Teilchen – ist nicht tot, trotz fehlender Beweise dafür gefunden, zu seinen Gunsten.

Der weltweit mächtigsten Atom Smasher, der Large Hadron Collider (LHC), noch so Beweise für die Existenz solcher Sparticles (supersymmetrischen Teilchen), finden aber vielleicht Physiker nicht in der richtigen Weise der Interpretation der Daten sind Partikel Theoretiker Ben Allanach der Universität Cambridge.

Sprechen hier bei der Royal Society Conference "Vor, hinter und über die Entdeckung des Higgs-Bosons" am Dienstag (21. Jan.), Allanach vorgeschlagen, dass der LHC die schwer fassbare supersymmetrischen Teilchen, wenn es abgelaufen ist und läuft im nächsten Jahr wieder mit viel höheren Energien erkennen könnte. [Sparticles, Neutrinos: die coolsten kleine Teilchen im Universum]

Die unterirdischen Beschleuniger am CERN-Labor, in der Nähe von Genf, ist derzeit bis Anfang 2015 für ein technisches Upgrade abgeschaltet, was um Protonen zusammen an der Maschine in der Nähe der maximalen Energie von 14 Teraelektronenvolt (TeV) zerschlagen zu können.

Der erste Lauf des LHC auf 7 TeV gipfelte mit der erfolgreichen Erkennung was allgemein geglaubt wird, das Higgs-Boson sein, dachte ein Teilchen zu erklären, wie andere Teilchen ihre Masse. Die Entdeckung des Standardmodells der Teilchenphysik abgeschlossen und verdient die beiden Wissenschaftler, die auf der Theorie der Nobelpreis gearbeitet.

Aber der Collider hat bislang Beweise der Supersymmetrie. Auch bekannt als SUSY, es ist eines der führenden Theorien Physiker haben als eine Erweiterung des Standardmodells der Physik vorgeschlagen.

Eine solche Verlängerung wird benötigt, um die restlichen Geheimnisse des Universums zu erklären, die das Standard-Modell nicht, wie die Natur der dunklen Materie, die unsichtbaren Dinge berücksichtigt, das gedacht wird, um den größten Teil der Materie im Universum zu machen. Es wurde bisher nicht möglich, sie direkt zu beobachten.

Geheimnisvolle Heavy "Partner"

Nach der Theorie der Supersymmetrie, füllte sich das frühe Universum mit sehr schweren supersymmetrischen Teilchen – exakte Kopien der Partikel, die heute existieren, nur viel schwerer. Im Laufe der Zeit verschwanden diese Partikel, verfallenden in dunkle-Materie-Teilchen und sogenannten gewöhnlichen Teilchen wie Quarks und Leptonen.

"Supersymmetrische Teilchen nicht um heute [mit Ausnahme von] vielleicht in dunkle Materie", sagte Allanach. So ist die einzige Möglichkeit, diese schwer fassbaren schweren supersymmetrischen "Partner" zu denen im heutigen Universum finden indem sie im Labor, über Proton-Kollisionen bei sehr hohen Energien produzieren. Wenn mit einander nahe der Lichtgeschwindigkeit Protonen wie sie im Inneren des LHC zu tun, können sie neue, exotische Teilchen neben bekannten Teilchen erzeugen. [Bilder: dunkle Materie im ganzen Universum]

Wenn Sparticles vorhanden sind, sollen sie als Jets von Hadronen erscheinen — zusammengesetzte Teilchen, die aus Quarks – streaming aus Proton-Proton-Kollisionen. Die Dynamik dieser Strahlen würde nicht ausgeglichen werden.

Diese fehlende Dynamik wäre ein Signal eines Neutrinos supersymmetrischen Teilchen, ein hypothetisches Teilchen, die der führende Kandidat für dunkle Materie ist. Die Neutrinos "wirkt wie ein Dieb, Diebstahl auswärts Dynamik ohne Spuren zu hinterlassen, im Detektor," sagte Allanach.

Daten-Lücken

Bisher wurde weder die Neutrinos noch andere supersymmetrischen Teilchen gefunden. Aber Allanach gesagt, dass um sie net, Forscher benötigen, um ein Schlupfloch in der Weise zu berücksichtigen, Las sie die Unfalldaten.

Diese Lücke ist die Existenz von sogenannten Multiple Lösungen oder mehrere Möglichkeiten, um die Ergebnisse der Proton-Proton-Kollisionen zu interpretieren. "Wir haben herausgefunden, wie man diese mehrere Lösungen zu finden, und es ist nun möglich, auf einer Schachtel-durchschachtel Grundlage zu prüfen, ob Ihre Interpretation sicher oder nicht ist," sagte Allanach.

"Zum Beispiel man behebt die Modelldetails und denkt die Massen und Interaktion Stärken der supersymmetrischen Teilchen festgelegt sind," sagte er. "Aber die mehrere Lösungen haben unterschiedliche Massen und Interaktion stärken für die supersymmetrischen Teilchen, was bedeutet, dass sie im Detektor anders aussehen würde."

Beispielsweise kann ein Forscher für Teilchen mit einer bestimmten Masse suchen. Aber es könnte eine andere Lösung – ein, wo die Partikel würde eine etwas andere Masse haben, und sie würde dann auf leicht unterschiedliche Weise zerfallen.

In diesem Fall "das Muster der Kollisionen im LHC tatsächlich unterschiedlicher sein könnten", sagte Allanach.

Sein Team hat bereits die Multiple-Lösungen-Methode, um die Daten vom ersten Lauf der LHC zu überprüfen, die von 2010 bis 2013 dauerte angewendet, aber nach wie vor noch nicht gelungen, keine Anzeichen von Supersymmetrie finden.

Trotzdem bleibt die Allanach Hoffnung. "Mit viel mehr Energie, der LHC werden in der Lage, schwerere supersymmetrische Teilchen so hoffentlich zu produzieren, wir entdecken sie dann," sagte er. "Die eigentliche Aufgabe wird sein, die Daten auseinander nehmen, schauen Sie sich die Messungen, ausprobieren und trainieren Sie genau was vor sich geht, nicht um etwas fehlinterpretiert."

Aufgeben?

Physiker Paris Sphicas von der Universität von Athen, die am CERN arbeitet, sagte, es gibt so viele Parameter, die in der Theorie der Supersymmetrie (SUSY) zu erkunden, die "es nie für tot erklärt werden kann."

"Wir denken wirklich, dass der LHC die Beweise zu sehen; Wir brauchen nur mehr Energie,"sagte Sphicas LiveScience. "Aber SUSY bleibt eine motivierte, erwartete, obwohl-noch-unsichtbare Erweiterung des Standardmodells." "

Renommierten CERN-Physiker John Ellis stimmt mit Allanach und Sphicas.

"Ich denke, dass Physik bei Supersymmetrie hat, wenn überhaupt, verbessert mit dem LHC ersten Lauf, in dem Sinne, dass beispielsweise Supersymmetrie prognostiziert, dass das Higgs [Boson Teilchen] weniger als 130 Gigaelectronvolts, und es wiegen sollte der Fall ist,", sagte Ellis.

"Natürlich haben wir nicht gesehen keine direkten Anzeichen von supersymmetrischen Teilchen, was enttäuschend ist, aber es ist nicht tragisch," Ellis hinzugefügt. "Der LHC wird in Kürze fast das Doppelte seiner Energie – wir erwarten schließlich kommt man vielleicht tausendmal mehr Kollisionen als bisher aufgenommen haben. So sollten wir abwarten und sehen, was passiert, zumindest mit der nächsten Ausführung des LHC."

Und wenn der LHC nächsten Lauf scheitert, Sparticles zu offenbaren, besteht noch kein Grund aufzugeben, auf der Suche nach ihnen, sagte er. In diesem Fall sollten neue Atomwissenschaftler mit noch höheren Energien für Kollisionen bei Energien so hoch wie 100 TeV gebaut werden.

"Ich nicht auf Supersymmetrie aufgeben bin," sagte Ellis LiveScience. "Individuelle Physiker haben, eigene Entscheidungen zu treffen, aber ich gebe nicht auf."

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