Свако ко је проучавао основну науку зна за атом: основни градивни део материје какав га познајемо. Сви ми, заједно са нашом планетом, Сунчевим системом, звездама и галаксијама, направљени смо од атома. Али, атоми су изграђени од много мањих јединица које се зову "субатомске честице" - електрони, протони и неутрони. Истраживање ових и других субатомских честица се назива "физика честица" проучавање природе и интеракција тих честица које чине материју и зрачење.
Једна од најновијих тема у истраживању физике честица је „суперсиметрија“ која попут низа теорија, користи моделе једнодимензионалних низова уместо честица да би објаснио одређене појаве које још увек нису добро разумљиве. Теорија каже да је на почетку свемира, када су се формирале рудиментарне честице, истовремено створен једнак број такозваних "суперчестица" или "суперпартнера". Иако ова идеја још није доказана, физичари је користе инструменте као што је Велики хадронски сударач да претражим ове суперчестице. Да постоје, бар би удвостручио број познатих честица у космосу. Да бисте разумели суперсиметрију, најбоље је почети са погледом на честице које
су позната и схваћена у универзуму.Подјела субатомских честица
Субатомске честице нису најмање јединице материје. Они су састављени од још ситнијих подела које се називају елементарне честице, које физичари сами сматрају узбуђењем квантних поља. У физици су поља подручја у којима на свако подручје или тачку утјече сила, попут гравитације или електромагнетизма. "Квант" се односи на најмању количину било којег физичког ентитета који је укључен у интеракције са другим ентитетима или на које утичу силе. Енергија електрона у атому се квантизира. Честица светлости, која се назива фотон, је један квант светлости. Поље квантна механика или квантна физика је проучавање ових јединица и како физички закони утичу на њих. Или, замислите то као проучавање веома малих поља и дискретних јединица и како на њих утичу физичке силе.
Честице и теорије
Описане су све познате честице, укључујући честице субатома и њихове интеракције теорија која се зове Стандардни модел. Има 61 елементарна честица која се могу комбиновати и формирати композитне честице. То још није потпуни опис природе, али даје довољно за физичаре честица и разумеју нека основна правила о начину на који се саставља материја, посебно у раним временима универзум.
Стандардни модел описује три од четири основне силе у свемиру: електромагнетна сила (која се бави интеракцијама између електрично набијених честица), слаба сила (која се бави интеракцијом између субатомских честица које резултирају радиоактивним распадом), и јака сила (која честице држи на малим удаљеностима). Не објашњава гравитациона сила. Као што је већ поменуто, у њему су описане и до сада познате 61 честице.
Честице, силе и суперсиметрија
Проучавање најмањих честица и сила које утичу на њих и управља њима довело је физичаре до идеје о супер-симетрији. Она тврди да су све честице у свемиру подељене у две групе: бозони (који су подкласификовани у мерне бозоне и један скаларни бозон) и фермиони (који се подкласификују као кваркови и антикваркови, лептони и антилептони и њихове различите „генерације“). Хадрони су композити из више кваркова. Теорија суперперсиметрије тврди да постоји веза између свих ових врста и подтипова честица. Тако, на пример, суперсиметрија каже да фермион мора постојати за сваки бозон, или, за сваки електрон, претпоставља да постоји суперпартнер који се назива „селектрон“ и обрнуто. Ови суперпартнери повезани су на неки начин.
Суперсиметрија је елегантна теорија и ако се докаже да је истинита, требало би да се помогне физичари у потпуности објашњавају градивне материје унутар Стандардног модела и уносе гравитацију у пресавити. До сада, међутим, честице суперпартнера нису откривене у експериментима на којима су коришћене Велики хадронски сударач. То не значи да не постоје, али да још нису откривени. То такође може помоћи физичарима честица да утврде масу врло основне субатомске честице: Хиггсов бозон (који је манифестација нешто што се назива Хиггсово поље). Ово је честица која целој материји даје своју масу, тако да је важно добро је разумети.
Зашто је суперсиметрија важна?
Концепт суперсиметрије, иако изузетно сложен, у основи је начин да се дубље удубимо у темељне честице које чине универзум. Иако физичари честица мисле да су пронашли основне основне материје у субатомском свету, још увек их је доста далеко од разумевања. Дакле, истраживање природе субатомских честица и њихових могућих суперпартнера ће се наставити.
Суперсиметрија такође може помоћи физичарима који се нису укључили природа тамне материје. То је (до сада) невидљив облик материје који се може индиректно детектирати његовим гравитационим утицајем на редовну материју. Добро би се могло утврдити да исте честице које су тражене у истраживањима суперсиметрије могу имати траг у природи тамне материје.