Supersymmetrien fremdeles skjev

- Vi er i ferd med å male teorien om supersymmetri inn i et hjørne, sier britisk CERN-forsker. - Det er ingen grunn til å avskrive teorien, sier partikkelfysiker Bjørn H. Samset.

Stjerneklynge tatt av Hubble-teleskopet. (Kilde: NASA, ESA, R. O'Connell (University of Virginia), F. Paresce (National Institute for Astrophysics, Bologna, Italy), E. Young (Universities Space Research Association/Ames Research Center), the WFC3 Science Oversight Committee, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Stjerneklynge tatt av Hubble-teleskopet. (Kilde: NASA, ESA, R. O'Connell (University of Virginia), F. Paresce (National Institute for Astrophysics, Bologna, Italy), E. Young (Universities Space Research Association/Ames Research Center), the WFC3 Science Oversight Committee, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Teorien om supersymmetri løser mange sentrale problemer ved det store regnestykket som forklarer universets fysikk.

Men CERN-forskerne har ennå ikke funnet spor etter partikler som bekrefter teorien. Chris Lester, fra University of Cambridge, er av de som uttrykker pessimisme på teorien vegne, til magasinet Nature.

Den norske partikkelfysikeren, Bjørn H. Samset, er ikke enig i at det er grunn til miste motet, selv om letingen foreløpig er resultatløs.

- Å avskrive supersymmetri nå blir litt som å komme til et åsted for et mord, åpne en skuff og gi opp hvis man ikke finner mordvåpenet der, sier han.

Samset jobbet tidligere på Universitetet i Oslo sitt CERN-prosjekt, og nå ved CICERO Senter for klimaforskning.

Skyggepartikler i kulissene?

- Supersymmetri er en naturlig tanke hvis vi fortsetter på samme måten som partikkelfysikken har vært drevet de siste 50 årene, og det er den peneste teorien vi vet om, sier Samset.

Teorien om supersymmetri (SUSY), går ut på at hver av elementærpartiklene som et atom består av, har en ukjent og tyngre skyggepartikkel.

Det er nettopp massen av disse partiklene, hvis de finnes, som kan balansere den den eksisterende standardmodellens uløste vektproblemer.

Standardmodellen er den nåværende etablerte teorien for vekselvirkningene mellom de fundamentale partiklene i naturen.

Men i dette regnestykket blir en av partiklene, nemlig den mystiske Higgs-partikkelen, nesten uendelig tung.

Hvis man hekter på teorien om supersymmetri, reguleres det hele ned, ifølge Samset.

- En kinderegg-teori

- Det er en kinderegg-teori som løser tre problemer på en gang. Hvis vi legger SUSY oppå standardmodellen, blir det mer sannsynlig at Higgs-partikkelen har en masse som passer inn i totalbildet.

Higgs-partikkelen er den manglende brikken i standardmodellen, som hvis den finnes, forklarer hvordan ting kan ha masse.

I tillegg kan supersymmetrien løse gåten om hva mørk materie er. Ifølge forskernes beregninger, utgjør dette 83 prosent av universets masse. Forskerne tror at den mørke materien kan være bygget opp med den letteste av skyggepartiklene.

- For det tredje bidrar den total sett til en Teori for alt, som forskere gjerne ønsker seg, og som standardmodellen ikke er, sier Samset.

Illustrasjonen viser hvordan Higgs, hvis den finnes, forholder seg til kvarkene, leptonene og bosonene i standardmodellen. (Kilde: Fermilab)
Illustrasjonen viser hvordan Higgs, hvis den finnes, forholder seg til kvarkene, leptonene og bosonene i standardmodellen. (Kilde: Fermilab)

Hva leter man etter?

Forskerne ved CERN leter etter de tunge skyggepartiklene ved å kollidere stråler av partikler mot hverandre i den 27 kilometer lange, sirkelformede akseleratoren, Large Hadron Collider.

På kontrollskjermene kan de se kræsjrestene av kollisjonene fly til alle kanter. De ser etter spesielle kjennetegn i disse restene, og i restene etter restene igjen, som forteller dem hvilke partikler som har vært der i øyeblikkene før.

Et signal på at forskerne har med en skyggepartikkel å gjøre, kan være at de finner en kombinasjon av to kvarker og ett elektron som beveger seg på bestemte måter. De har ikke funnet det til nå.

- Men ut fra det, vet vi bare at under de forutsetningene vi har lett til nå, har vi ikke funnet skyggekvarker, eller såkalte skvarker, med en masse på under 700 gigaelektronvolt.

- Men da har vi fremdeles mange muligheter å lete gjennom, sier Samset.

Ikke blåbær å lete etter superpartikler

Mulighetene for hvordan en supersymmetri kan arte seg, er mange: Teorien innebærer 105 tall man ikke kjenner på forhånd, men må gjette på, for så å prøve dem ut.

Til sammenligning har Higgs-partikkelen bare én ukjent parameter, og denne er heller ingen enkel fyr å finne.

Bjørn H. Samset (Foto: Bjørn H. Samset)
Bjørn H. Samset (Foto: Bjørn H. Samset)

Den eneste måten å lete på er å snevre ned mulighetene, og begynne et sted, ifølge Samset.

- Vi kan redusere de usikre parametrene ned til fem stykker, ved for eksempel å velge å lete etter partikler med en masse som kan passe med ting vi kjenner til fra før.

- Når du ser hvor mange ”hvisser” vi har å gjøre med, blir det for raskt å si at det er spikeren i kista for supersymmetri, når vi ikke finner den på første forsøk, sier Samset.

Hvis supersymmetrien velter..

Men hvis man har snudd hver stein, så har man snudd hver stein - slik er det antakelig også i partikkelfysikken.

- Hvis man ikke finner noe i løpet av 2013 og 2014, må vi begynne å klø oss i hodet og lure på hvorfor det ikke dukker opp noe, sier Samset.

CERN-forsker Chris Lester mener at en uteblivelse av supersymmetriens skyggepartikler ikke nødvendigvis innebærer stor sorg, selv om mange forskere har forsket på beviser for teorien i flere tiår. Å snu kan bli spennende, mener han.

- Teoretiske fysikere må gå tilbake til tegnebordet, og finne en annen løsning på problemene med standardmodellen, sier Chris Lester til Nature.

Kilde:

Beautiful theory collides with smashing particle data. Nyhetsartikkel på naturenews, 28.februar 2011.

Rettigheter til forsidebilde: NASA, ESA, R. O’Connell (University of Virginia), F. Paresce (National Institute for Astrophysics, Bologna, Italy), E. Young (Universities Space Research Association/Ames Research Center), the WFC3 Science Oversight Committee, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Powered by Labrador CMS