Физика без частиц - Википедия - Unparticle physics

В теоретическая физика, нечастичная физика это спекулятивная теория, которая предполагает форму иметь значение это не может быть объяснено с точки зрения частицы с использованием Стандартная модель физики элементарных частиц, потому что ее компоненты масштабный инвариант.

Говард Джорджи предложил эту теорию в двух статьях 2007 г., "Unparticle Physics"[1]и «Еще одна странная вещь о физике нечастиц».[2] За его статьями последовала дальнейшая работа других исследователей по свойствам и феноменологии физики нечастичных частиц и ее потенциальному влиянию на физика элементарных частиц, астрофизика, космология, Нарушение CP, лептон вкус нарушение, мюонный распад, осцилляции нейтрино, и суперсимметрия.

Фон

Все частицы существуют в государствах, которые могут характеризоваться определенным энергия, импульс и масса. В большинстве Стандартная модель физики элементарных частиц, частицы одного и того же типа не могут существовать в другом состоянии со всеми этими свойствами, увеличенными или уменьшенными общим множителем - электроны например, всегда имеют одинаковую массу независимо от их энергии или количества движения. Но это не всегда так: безмассовые частицы, такие как фотоны, могут существовать с одинаково масштабируемыми свойствами. Эта невосприимчивость к масштабированию называется «масштабной инвариантностью».

Идея нечастиц исходит из предположения, что может существовать «вещество», которое не обязательно имеет нулевую массу, но все же масштабно-инвариантно, с той же самой физикой, независимо от изменения длины (или, что эквивалентно энергии). Этот материал не похож на частицы и описывается как нечастичный. Нечастичное вещество эквивалентно частицам с непрерывным спектром масс.[3]

Такой нечастичный материал не наблюдался, что предполагает, что, если он существует, он должен слабо взаимодействовать с нормальной материей при наблюдаемых энергиях. Поскольку Большой адронный коллайдер (LHC) команда объявила, что начнет исследовать более высокий энергетический рубеж в 2009 году, некоторые физики-теоретики начали рассматривать свойства нечастичного вещества и то, как оно может проявляться в экспериментах на LHC. Одна из больших надежд на LHC состоит в том, что он может сделать некоторые открытия, которые помогут нам обновить или заменить наше лучшее описание частиц, составляющих материю, и сил, которые их склеивают.

Характеристики

Нечастицы будут иметь общие свойства с нейтрино, которые имеют почти нулевую массу и поэтому почти масштабный инвариант. Нейтрино практически не взаимодействуют с веществом - в большинстве случаев физики могут сделать вывод об их присутствии, только вычислив «недостающие» энергию и импульс после взаимодействия. Посмотрев на одно и то же взаимодействие много раз, распределение вероятностей построен, который более конкретно сообщает, сколько и какого типа нейтрино задействовано. Они очень слабо взаимодействуют с обычным веществом при низких энергиях, и эффект взаимодействия усиливается с увеличением энергии.

Аналогичный метод можно использовать для поиска доказательств наличия нечастиц. Согласно масштабной инвариантности, распределение, содержащее нечастицы, стало бы очевидным, потому что оно напоминало бы распределение для дробного числа безмассовых частиц.

Этот масштабно-инвариантный сектор будет очень слабо взаимодействовать с остальной частью Стандартной модели, позволяя наблюдать доказательства наличия нечастичного материала, если он существует. Теория нечастиц - это теория высоких энергий, которая включает как поля Стандартной модели, так и Банки – Закс Филдс, которые имеют масштабно-инвариантное поведение в инфракрасной точке. Эти два поля могут взаимодействовать посредством взаимодействия обычных частиц, если энергия взаимодействия достаточно высока.

Эти взаимодействия частиц, по-видимому, имеют «недостающую» энергию и импульс, которые не могут быть обнаружены экспериментальным оборудованием. Определенные отчетливые распределения недостающей энергии означали бы производство нечастичного вещества. Если такие сигнатуры не наблюдаются, можно установить и уточнить границы модели.

Экспериментальные показания

Физика нечастиц была предложена как объяснение аномалий в сверхпроводящих купратных материалах.[4] где заряд измеряется ARPES похоже, превышает прогнозы Теорема Латтинжера для количества электронов.[5]

Рекомендации

  1. ^ Ховард Георги (2007). «Физика без частиц». Письма с физическими проверками. 98 (22): 221601. arXiv:hep-ph / 0703260. Bibcode:2007PhRvL..98v1601G. Дои:10.1103 / PhysRevLett.98.221601. PMID  17677831. S2CID  14734493.
  2. ^ Ховард Георги (2007). «Еще одна странность в физике нечастиц». Письма по физике B. 650 (4): 275–278. arXiv:0704.2457. Bibcode:2007ФЛБ..650..275Г. Дои:10.1016 / j.physletb.2007.05.037. S2CID  17824418.
  3. ^ Николич, Хрвое (10 октября 2008 г.). «Нечастица как частица с произвольной массой». Буквы A по современной физике. 23 (31): 2645–2649. arXiv:0801.4471. Bibcode:2008MPLA ... 23.2645N. Дои:10.1142 / S021773230802820X. ISSN  0217-7323. S2CID  374948.
  4. ^ Джеймс П. Ф. ЛеБлан, Адольфо Г. Грушин, препринт Arxiv: Нечастичная сверхпроводимость; см. блог Arxiv, «Нечастицы» могут быть ключом к сверхпроводимости, говорят физики (по состоянию на 8 августа 2014 г.)
  5. ^ «Электронов недостаточно: купратные сверхпроводники нарушают правила». Получено 25 марта 2013.

внешняя ссылка