g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Nihai Bilim Teorisi: Büyük Birleşik Teori? Her şeyin teorisinden ne kadar uzaktayız?

(Yukarıdaki resim, her şeyin teorisinin temel modelini kısaca açıklamaktadır. Doğada dört temel kuvvet vardır: güçlü nükleer kuvvet, zayıf nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve evrensel yerçekimi. 100GeV enerji altında, elektromanyetik kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet elektriksel zayıf olarak birleştirilir. Bu nokta kanıtlanmıştır. 10 ^ 15 GeV enerjisi altında, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf elektrik kuvveti, büyük birleşik teorik model olan elektrik nükleer kuvvetinde birleştirilir. 10 ^ 19 GeV enerjisi altında, evrensel çekim ve elektrik nükleer kuvvet birleştirilir. , Her şeyin teorisini oluşturan, tüm parçacıkları ve kuvvetleri tek bir denklemle tanımlayabilen)

Örnek: Evrensel Teori Higgs bozonunun Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki kompakt müon bobini tarafından üretildiği sahne. Bu, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki kompakt müon bobini tarafından üretilen Higgs bozonunun sahnesidir. Hadron jetlerine bozunan protonların ve elektronların çarpışmasıyla oluşur. Hadron jetlerine bozunan protonların ve elektronların çarpışmasıyla oluşur.

1970'lerin ortalarında Steven Weinberg, Abdus Salam ve Sheldon Glashaw tarafından yapılan araştırmanın sonuçları bilim adamlarına ilham verdi, elektromanyetik kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet yarattılar. Birleşik Devletler'in birleşik teorisi, yani birleşik elektrik zayıflığı teorisi. Fizikçiler Glasow, George ve diğerleri, "grup teorisi" adı verilen bir algoritma kullanarak, zayıf nükleer kuvvet ve elektromanyetik kuvvetin "SU (5)" simetrisi aracılığıyla gluonların aracılık ettiği güçlü nükleer kuvvet ile birleştirilebileceğini öne sürdüler. Kombine. Bu teori daha sonra fizik camiasında iyi bilinen Büyük Birleşik Teori veya "GUT" haline geldi ve "Süper Simetri Büyük Birleşik Teori (SUSY-GUTs)", "Süper Yerçekimi Teorisi" ve "Sahip Olma Ekstra Boyutlu Süpersimetri Büyük Birleşik Teorisi ". 1980'lerin başına kadar Büyük Birleşik Teorinin yerini sicim teorisi aldı.

1970'lerin sonlarında ve 1980'lerin başlarında, Büyük Birleşme Teorisi çok heyecan vericiydi çünkü genel matematik dilindeki güçlü nükleer gücü, zayıf nükleer gücü ve elektromanyetik kuvveti açıklayabiliyor gibiydi. Ana sonuç, 100 * 1 milyar * 1 milyar voltluk (10 ^ 15 gigaelectron volt) devasa enerji altında, güçlü nükleer kuvvetin elektromanyetik zayıf nükleer kuvvete benzer (veya birleşik) olacağıdır. Bu fikirleri kozmolojiye uygulamak, aynı zamanda enflasyonist kozmolojiyi de doğurdu.

Günümüzde, Parçacık Fiziğinin Standart Modeli, fiziksel büyüklükleri (yerçekimi hariç) birleştirmek için Büyük Birleşik Teorinin bazı temel kavramlarını uygulamaktadır. Fizikçiler Higgs bozonunu bulmak için çok çalıştılar, Büyük Birleşik Teoride "kendiliğinden simetri kırılması" gibi birkaç temel fikri kanıtlamaya çalıştılar. Bilim adamları, Higgs bozonunun varlığını tahmin ettikten 50 yıl sonra 2012'de, bu zor parçacığı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda keşfettiler. Bu çağlar arası bir keşiftir çünkü spontan simetri kırılması kavramının tümünün geçerli olması gerektiğini kanıtlamaktadır. 1970'lerin ortasında Steven Weinberg, Abs Salam ve Sheldon Glashaw, elektrozayıf birleşik teori için Nobel Ödülü'nü kazandı ve spontan simetri kırılması teorinin özüdür. Aynı zamanda Büyük Birleşik Teorinin matematiksel hesaplamasında önemli bir kavramdır.

1970'lerde, Büyük Birleşme Teorisi üzerine araştırmalar patlama yaşıyordu.Fizik camiası, doğada yeni bir "süpersimetri" keşfetti, ancak bu tür bir süpersimetri o zamanlar henüz bulunmamıştı. Ama aynı zamanda, tatmin edici olmayan şeyler de var.O zamanlar standart modelin düzinelerce ayarlanabilir deneysel sabiti vardı ve bu sabitlerin maddi dünyamızda bulunan sabitlerle aynı kalması için ince ayarlanması gerekiyordu. Bu sabitler, yerçekimi sabiti, ışık hızı, ince yapı sabiti ve leptonlar ile kuarklar arasındaki etkileşim derecesini belirleyen sabitleri içerir. Fizikçiler bunun çok zor olduğunu düşünüyorlar, bu yüzden daha az özel sabit kullanabilen daha iyi bir teori arıyorlar Diğer bir sorun da yer çekiminin Standart Modele dahil edilmemesidir.

O zamanlar insanlar kütle çekiminin bir şekilde Büyük Birleşik Teoriye entegre edilebileceğini ummuşlardı, ancak bu umut nihayetinde sicim teorisinin ortaya çıkması nedeniyle gerçekleşmedi. Çünkü sicim teorisi bize yerçekimini bir "kuantum alanı" olarak ele almak için yeni bir yöntem sağlar. Sicim teorisinin en popüler versiyonları süpersimetri içerdiğinden, bunlara süper sicim teorisi denir.

Süpersimetri, yerçekimi de dahil olmak üzere dört etkileşim kuvvetinin tümünü birleştirebilen birçok teoride anahtar bir kavram haline geldi. Bununla birlikte, CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı beş yıl boyunca işaretlerini aradıktan sonra, Hâlâ izi yok. Standart model oradadır, ancak güçlü nükleer ve elektro-zayıf kuvvetler daha fazla birleştirilemeyebilir.

Büyük birleşik teori

Büyük Birleşik Teori, parçacık fiziğinin standart bir modelidir.Bu standart model, yüksek enerji altında, üç temel kuvvet-güçlü kuvvet, zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvetin tek bir kuvvet halinde birleşeceğini açıklar. Bu birlik kuvveti doğrudan gözlemlenmemiş olsa da, birçok büyük birleşik model teorik olarak varlığını kanıtladı. Bu üç etkileşim gerçekten birleştirilebilirse, bu aynı zamanda, evrenin ilk günlerinde, bu üç temel gücün farklı olmadığı zamanlarda, büyük bir birleşme dönemi olduğu anlamına gelir.

Deneyler, yüksek enerji altında elektromanyetik etkileşim ve zayıf etkileşimin elektrozayıf etkileşimde birleşeceğini kanıtladı. Büyük birleşik model, daha yüksek enerjilerde, güçlü etkileşimlerin ve zayıf manyetik etkileşimlerin elektrik nükleer etkileşimlerinde birleştiğini öngörür. Bu etkileşim, birkaç kuvvet taşıyıcısı olan daha büyük bir simetri ile karakterize edilir, ancak yalnızca tek tip bir bağlantı sabiti. Yerçekimi ve elektrik çekirdekleri arasındaki etkileşimi birleştirmek, Her Şeyin Teorisini (TOE) üretecektir. Büyük Birleşik Teori, genellikle her şeyin teorisinde bir ara adım olarak kabul edilir.