素粒子物理学の支配理論は、素粒子の世界についてのすべてを説明します…そうでない部分を除いて。残念ながら、いわゆる標準モデルに適用できる見栄えのする形容詞はあまりありません。何十年にもわたって少しずつ構築されてきたこの基本的な物理学の理論は、紐やチューインガムの破片と一緒に、手に負えないほど、ホッジポッジとMacGyverで書かれていると最もよく説明されています。
それでも、非常に多様な相互作用とプロセスを正確に予測する、非常に強力なモデルです。
しかし、それにはいくつかの明白な欠点があります。重力を取り入れていない。さまざまな粒子の質量を説明することはできず、その一部は力を与えます。特定のニュートリノの振る舞いについての説明はありません。そして、正直なところ、暗黒物質の存在に対する答えはありません。
だから、私たちは何かを理解する必要があります。宇宙をよりよく理解するには、標準モデルを超える必要があります。
残念ながら、超対称性理論と呼ばれるこの偉大な先を説明する主要な候補者の多くは、近年排除されているか、厳しく制限されています。ただし、標準モデルではカバーされない宇宙の神秘的な部分を説明できるあられメリーの概念があります。長寿命の超対称粒子、略して粒子と呼ばれることもあります。しかし憂鬱なことに、最近のこれらのオッドボールパーティクルの検索は手ぶらで戻ってきました。
それほど超対称ではない
現在の標準モデルの限界を超えた最もトレンディな一連の理論は、超対称性と呼ばれるクラスのアイデアにまとめられます。これらのモデルでは、自然界の2つの主要な粒子群（お馴染みの光子などの「ボソン」と、電子、クォーク、ニュートリノなどの「フェルミオン」）には、実際には奇妙な兄弟関係があります。すべてのボソンにはフェルミオンの世界にパートナーがあり、同様に、すべてのフェルミオンにはボソンの友人がいます。
これらのパートナー（またはより適切には、粒子物理学の混乱した専門用語では「スーパーパートナー」）は、既知の粒子の通常のファミリーに属していません。代わりに、それらは通常、はるかに重く、見知らぬ人であり、一般的に奇妙に見えます。
既知の粒子とそのスーパーパートナー間の質量の違いは、対称性の破れと呼ばれるものの結果です。これは、高エネルギー（粒子加速器の内部など）では、粒子とそのパートナー間の数学的関係が均一なキールにあり、質量が等しいことを意味します。ただし、低エネルギー（通常の日常生活で経験するエネルギーレベルなど）では、この対称性が失われ、パートナー粒子の質量が急上昇します。このメカニズムは重要です。たとえば、重力が他の力よりもはるかに弱い理由を説明する可能性もあるからです。数学はほんの少し複雑ですが、短いバージョンはこれです：宇宙で何かが壊れ、通常の粒子がスーパーパートナーよりも大幅に軽くなった。その同じ破壊行為は、他の力と比較してその強さを減少させ、重力を罰した可能性があります。気の利いた。
長く生きると繁栄
超対称性を探すために、多数の物理学者がチップを打ち込み、ラージハドロンコライダーと呼ばれる原子マッシャーを構築しました。これは、長年にわたる困難な調査の結果、ほとんどすべての超対称性モデルが間違っていたという驚くべきしかし残念な結論に至りました。
おっと。
簡単に言うと、パートナーパーティクルは見つかりません。ゼロ。ジルチ。なだ。世界で最もパワフルなコライダーでは、超対称性のヒントはありません。粒子が互いに衝突する前に、粒子が光速に近い速度で円形の仕掛けの周りを圧縮され、新しい粒子が生成される場合があります。それ自体が必ずしも超対称性が間違っていることを意味するわけではありませんが、最も単純なモデルはすべて除外されています。超対称性を放棄する時が来ましたか？たぶん、しかし、あられメアリーがあるかもしれません：長命の粒子。
通常、素粒子物理学の国では、質量が大きいほど不安定になり、より速く、より単純で軽い粒子に崩壊します。それは物事のあり方です。パートナーの粒子はすべて重いことが予想されるため（そうでなければ、今までにそれらを見たことがあるでしょう）、我々は、それらが私たちが認識する可能性のある他のもののシャワーに急速に崩壊することを期待し、その後、それに応じて検出器を構築しました。
しかし、パートナーパーティクルが長寿命である場合はどうでしょうか。エキゾチックな物理学の癖によって（理論家にそれを考えるために数時間与えると、それを実現するのに十分な癖があれば）、これらの粒子は、忠実に崩壊する前に、検出器の境界から脱出できたとしたらどうでしょう。少し変わったものに？このシナリオでは、十分に遠くを見ていなかったという理由だけで、検索が完全に空になります。また、当社の検出器は、これらの長寿命の粒子を直接探すことができるように設計されていません。
救助へのATLAS
プレプリントサーバーarXivで2月8日オンラインで公開された最近の論文では、Large Hadron ColliderでのATLAS（A Toroidal LHC ApparatuSのやや扱いにくい省略形）のメンバーがそのような長寿命の粒子の調査を報告しました。現在の実験設定では、可能な長寿命粒子をすべて検索することはできませんでしたが、陽子の質量の5〜400倍の質量を持つ中性粒子を検索することができました。
ATLASチームは、検出器の中心ではなく、その端で長寿命の粒子を検索しました。これにより、粒子が数センチメートルから数メートルまで移動することが可能になります。それは人間の基準の点ではそれほど遠くないように見えるかもしれませんが、巨大で基本的な粒子の場合、それは既知の宇宙の端でもあるかもしれません。
もちろん、これは長寿命の粒子の最初の検索ではありませんが、ラージハドロンコライダーでの実験記録のほぼすべての負荷を使用して、最も包括的です。
そして大きな結果：何もない。ゼロ。ジルチ。なだ。
長寿命の粒子の単一の兆候ではありません。
これは、そのアイデアも廃止されたことを意味しますか？不正解です。これらの楽器は、実際にはこの種の野生の獣を狩るために設計されたものではありません。実際に粒子を捕らえる前に、長寿命の粒子をトラップするように特別に設計された別の世代の実験が必要になる場合があります。
または、もっと憂鬱なことに、それらは存在しません。そして、それは、これらの生き物が超対称的なパートナーと一緒に、熱狂的な物理学者によって夢想された単なる幽霊であることを意味します。
