В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность (Гриббин) - страница 161

Рис. Э.6. Нарушение магнитной симметрии, изображенное на рисунке Э.5, можно понять, воспользовавшись примером мяча во впадине. Если впадина только одна, мяч находится в стабильном, симметричном состоянии. Если существует две впадины, симметричная позиция нестабильна и мяч должен скорее рано, чем поздно скатиться в одну из впадин, нарушив тем самым симметрию.

Идея появилась из работ Юлиуса Весса из университета Карлсруэ и Бруно Зумино из университета Калифорнии в Беркли. Они оттолкнулись от предположения о том, как должны выглядеть вещи в идеально симметричном мире – что каждый фермион должен обладать бозоном-двойником с такой же массой. Вообще-то такой симметрии в природе не наблюдается, но объяснение может заключаться в том, что симметрия нарушена, как и симметрия, задействованная в электромагнитном и слабом взаимодействии. Само собой, проведя математические расчеты, вы обнаружите, что существуют способы описать суперсимметрии, которые существуют во время Большого взрыва, но затем нарушаются таким образом, что обычные частицы физики получают небольшую массу, в то время как их суперпартнеры обретают огромную массу. После этого суперчастицы могут существовать только короткий период времени, вскоре распадаясь каскадом менее крупных частиц. Чтобы создать суперчастицы сегодня, нам необходимо воссоздать условия Большого взрыва на крайне высоких энергиях, поэтому не стоит удивляться, если даже столкновение пучков протонов и антипротонов в ЦЕРНе не сможет создать их.

Все это очень «ненадежно». Но есть и большой плюс. До сих пор существуют разные версии суперсимметричной теории поля, разные вариации на тему, но ограничения симметрии означают, что каждая версия теории позволяет существование только определенного числа разных типов частиц. Некоторые версии предполагают наличие сотен различных типов фундаментальных частиц, что несколько пугает, но другие указывают на существование гораздо меньшего их числа. При этом ни одна из теорий не предсказывает возможность существования бесконечного числа «фундаментальных» частиц. Более того, в каждой из теорий суперсимметрии частицы организовываются в семейства. В самой простой версии существует всего один бозон с нулевым спином и его пара со спином 1/2; более сложная версия предполагает наличие двух бозонов со спином 1, одного фермиона со спином 1/2 и одного фермиона со спином 3/2 – и так далее. Но впереди нас ждет кое-что получше. В суперсимметриях не всегда приходится заниматься перенормировкой. В ряде таких теорий бесконечности автоматически отменяются, не в ситуативном порядке, а следуя должным математическим правилам и оставляя после себя разумные конечные числа.