В Фермилабе прочитаны лекции о сценарии «скрытой долины» в физике элементарных частиц
На прошедшей неделе в Фермиевской национальной лаборатории в Чикаго Мэттью Стрэсслер (Matthew Strassler) прочитал две лекции, посвященные новому направлению исследований в физике элементарных частиц — так называемому сценарию «скрытой долины». Место и тема подобраны очень удачно — работающий в Фермилабе протон-антипротонный коллайдер Тэватрон заявил недавно об обнаружении загадочных многомюоных событий, а гипотеза «скрытой долины» может как раз привести к такого типа явлениям. Сами доклады подробные и простые, ориентированные прежде всего на физиков-экспериментаторов. Файлы с презентациями доступны онлайн: Hidden Valley Scenarios at the LHC — 1 (PDF, 1,3 Мб) и Hidden Valley Scenarios at the LHC — 2 (PDF, 1,4 Мб).
Суть гипотезы «скрытой долины», которую Стрэсслер с коллегами начали разрабатывать в 2006 году, состоит в следующем. Сейчас большинство теоретиков убеждены, что наблюдаемые в нашем мире частицы и их взаимодействия не были изначально «задуманы природой» в том виде, в каком мы их наблюдаем, а как бы сформировались сами по себе, когда остывающая Вселенная скатилась в минимум некоторого потенциала. Но у этого потенциала может существовать и другой минимум («долина»), не тот, в котором мы живем сейчас, причем набор частиц и взаимодействий в том минимуме может быть совсем иной. Эти два мира связаны друг с другом, благодаря чему новые частицы из того мира нестабильны и распадаются на разнообразные известные частицы. При низких энергиях эта связь очень слаба, и именно поэтому мы до сих пор не обнаружили эту «скрытую долину» в предыдущих экспериментах. Однако при высокой энергии столкновений на LHC частицы из той «долины» смогут рождаться в больших количествах.
Описанию разнообразия возникающих при этом явлений с точки зрения экспериментов на адронных коллайдерах и были посвящены лекции Стрэсслера. Ожидаются такие типичные эффекты, как существование новых нейтральных долгоживущих частиц с необычными каналами распада, рождение необычно большого числа «нормальных» мезонов, но с необычной группировкой по направлениям вылета и т. д. Также не исключено особенно сильное влияние на свойства хиггсовского бозона. Докладчик рассказал, на что экспериментаторам следует обращать внимание в первую очередь при поиске таких явлений, и подчеркнул, что перспектив для их открытия больше не у многоцелевых детекторов ATLAS и CMS, а у специализированного и чуть более скромного по масштабам детектора LHCb.
Подробности см. в лекциях, а также в оригинальных работах автора, ссылки на которые имеются в лекциях. Отдельно стоит упомянуть его же недавнюю статью Flesh and Blood, or Merely Ghosts? Some Comments on the Multi-Muon Study at CDF с рассуждениями об аномальном открытии коллаборации CDF.
-
А чем, собственно, идея "скрытой долины" отличается от идеи наличия суперсимметричных массивных аналогов для известных частиц? Разве это фактически не одно и то же? В обоих случаях численные параметры и обитателей "скрытой долины", и суперсимметричных частиц на данный момент неизвестны, и можно лишь надеяться, что эксперимент на коллайдерах позволит их обнаружить - и лишь затем можно будет решать, являются новые частицы суперсимметриями или чем-то другим.
Может и вообще ничего не найдут коме Хиггса, а мюонные струи объяснят-таки взаимодействием с "тёмной материей" - но эта тёмная материя к "скрытой долине" никак не относится.-
Скрытая долина -- это очень широкая концепция, которая может реализовываться в самых разных теориях. Суперсимметрия -- только одна частная возможность. В общем случае в скрытой долине может быть свой набор новых взаимодействий, могут существовать легкие частицы (гораздо легче чем суперсимметричные) и т.д.
> ...и лишь затем можно будет решать, являются новые частицы суперсимметриями или чем-то другим.
Вот как раз для того, чтобы _потом_ решить, кем являются новые частицы, надо _вначале_ подробно изучить самые разные модели и выяснить, чем они гарантированно друг от друга отличаются. Именно в этом смысл теоретического исследования разнообразных теорий вне Стандартной модели с прицелом на будущие коллайдеры.
> Может и вообще ничего не найдут коме Хиггса, а мюонные струи объяснят-таки взаимодействием с "тёмной материей" - но эта тёмная материя к "скрытой долине" никак не относится.
Конечно может быть. Никто никаких гарантий на этот счет не дает. Кстати, Стрэсслер и не утверждает, что обнаруженная на CDF аномалия объясняется в рамках этой модели. Скорее, она послужила поводом для того, чтобы внимательнее посмотреть на то, какие в принципе необычные сигналы можно ожидать.
-
-
Это широкий класс теорий, который имеет право на существование и который имеет некие типичные экспериментальные проявления. Их полезно изучить, по возможности, не привязываясь к каким-то конкретным теориям, чтобы лучше понимать, на что именно смотреть при анализе данных LHC.
На русском языке вряд ли что-то есть -- это же прямо сейчас разрабатывается, по-моему даже всеохватывающего обзора на английском еще нет.
-
А каких именно констант?
Существуют константы, связанные со взаимодействием, например, постоянная тнкой структуры. Но если частицы в скрытой долине не чувствуют ЭМ взаимодействие, то к ним эта константа вообще не относится. Однако у них могут быть свои константы, связанные с их собственными взаимодействиями. Аналогичное замечание и про константы, связанные с массами частиц.
Если же речь идет о более фундаментальных константах, как скорость света или гравитационная постоянная, то там они такие же. Ведь это не другая вселенная, это тот же самый мир, только другие частицы и другие взаимодействия.
Последние новости
