Il 21 Mag 2007, 11:49, p4w_at_libero.it (popinga) ha scritto:
> Il 21 Mag 2007, 10:17, Michele ha scritto:
>
> > > Due elementi portanti della teoria delle superstirnghe sono:
> > >
> > > 1) la supersimmetria;
> >
> > Ok. Ma quali sono i limiti di massa di queste particelle?
>
> Non � un discorso semplice. In generale esistono molte realizzazione
> fenomenologiche nel panorama (qualcuno direbbe "workframe")
supersimmetrico,
> cio� varie versioni della teoria basate sulla supersimmetria (cio�
> sull'invarianza per trasformazioni di supersimmetria) e definite da un
certo
> numero di parametri input (addizionali a quelli del modello standard)
ignoti
> ma legati a quantit� potenzialmente osservabili (masse, sezioni d'urto).
> Gli intervalli di massa delle particelle SUSY dipendono dunque dalle
> possibili configurazioni assunte dai parametri che definiscono un
> particolare teoria SUSY (e lo stesso vale, ad esempio, per le sezioni
> d'urto). La mancata rivelazione di particelle SUSY al LEP ha prodotto una
> notevole quantit� vincoli sperimentali sulle possibili configurazioni di
> questi parametri, con il risultato di escludere particolari configurazioni
e
> lasciarne accessibili altre.
Vediamo un poco in dettaglio.
Sul particle data book del 2004, ed ancora sulla versione on-line
della full-review si legge per� quanto segue:
Le teorie di grande unificazione supersimmetriche [SUSY GUT]
sono un'estensione delle [non-SUSY GUT]. La differenza chiave
sta nella teoria effettiva di bassa energia, che in una SUSY GUT,
verifica anche la supersimmetria N=1 alla scala dell'ordine
delle interazioni deboli. Quindi, lo spettro include tutte le particelle
del modello standard pi� i loro partner supersimmetrici, ed
include anche una coppia (o pi�) di doppietti di Higgs; uno per
dare massa ai quark di tipo up, e l'altro per i quark down e
le particelle leptoniche cariche. Due doppietti con ipercarica opposta
sono inoltre richiesti per cancellare l'anomalia dei triangoli fermionici
(violazione della regola di Furry o cosa? ndr) Nota, una bassa energia
della rottura di supersimmetria (ovvero la scala a cui i partner
supersimmetrici
del modello standard ottengono massa) � necessaria per risolvere il problema
della gerarchia delle masse.
La semplice non-SUSY SU(5) � esclusa; inzialmente per la crescente
accuratezza della misura del parametro di asimmetria dell'interazione
debole, e per i primi limiti alla vita media del protone (ottenuti gi� nei
primi anni ottanta, n.d.r.). Comunque per ora i dati del LEP hanno
conclusivamente mostrato che le SUSY-GUTs sono il nuovo modello
standard; per cui noi intendiamo la teoria usata per guidare la ricerca
di nuova fisica oltre il presente. L'estensione supersimmetrica del
modello standard ha la propriet� che i loro effetti si disaccoppiano tanto
meglio quanto pi� la scala a cui avviene la rottura di simmetria viene
aumentata. Qualsiasi teoria che superi il modello standard deve avere
questa propriet� per il semplice fatto che il modello standard funziona
benone. Comunque, la scala di disaccoppiamento della SUSY non pu�
essere aumentata impunemente, giacch� questo reintrodurrebbe un
problema con la gerarchia di gauge (ovvero l'osservazione, supportata
dalle osservazioni, che il parametro di asimmetria del modello standard
pu� essere calcolato dai parametri di accoppiamento del settore
elettromagnetico e forte, visivamente si tratta di quel grafico che mostra
come le running coupling constants convergono ad alta energia, ndr)
Sfortunatamente non c'� una risposta netta che dica quando � che la
scala di disaccoppiamento della SUSY � troppo alta. Un limite conservativo
suggerirebbe che la terza generazione di quarks e leptoni debbano
essere pi� leggeri di circa 1 TeV, in modo che le correzioni ad un loop
allla massa del bosone di Higgs da parte delle interazioni di Yukawa
rimangano dell'ordine dei limiti alla massa del bosone di Higgs stesso.
(quindi si capisce che gli effetti di bassa energia della supersimmetria
sul settore debole dovrebbero essere accessibili nella finestra di LHC.
Tuttavia a questo punto segue una parte tecnica che in sintesi dice due
cose, la prima � che questa conclusione � affrettata, perch� ci sono una
quantit� di regole di selezione molto ben verificate, se non esattamente,
per effetto della stessa supersimmetria, da tenere in considerazione, ma
secondo, che nonostante questo qualche effetto sarebbe osservabile o
addirittura avrebbe gi� dovuto essere stato osservato, a meno che il
gruppo di gauge non sia SO(10) oppure la fisica dei bosone di Higgs non
sia pi� ricca di quella finora comunemente ammessa.
Infatti: siccome
le masse dei partner supersimmetrici regolano i tempi di decadimento
che violano la conservazione del numero barionico, i limiti ottenuti per
il decadimento dei taoni al Super-Kamiokande, sebbene molto severi
non permettono di escludere un modello minimale di supersimmetria
SU(5). Comunque sia modelli con settore di Higgs non minimale e
gruppo di gauge SU(5) o con Higgs minimale e gruppo di gauge SO(10)
rimarrebbero ben solide. I limiti superiori alla vita media del protone
che derivano da queste teorie sono approssimativamente un fattore 5
sopra i limiti sperimentali. Quindi se le SUSY sono corrette il decadimento
dei nucleoni dovrebbe essere visto molto presto, all'incirca entro 5 volte
il tempo trascorso dall'inizio degli esperimenti di osservazione
ultrasensibile
del gran Sasso et al. dopo la parte che ho qui sintetizzato si prosegue,
ndr)
[...]
C'� una via d'uscita a queste conclusioni? Le teorie di stringa, e
recenti costruzioni di teoria dei campi, contengono simmetrie di
grande unificazione realizzate in dimensione pi� alta. A seguito
della compattificazione a quattro dimensioni (quella per cui la
Randall non tifa per nulla ndr) la simmetrie di grande unificazione
� tipicamente rotta in un modello standard supersimmetrico. Una
propriet� vantaggiosa di questo approccio � che la tripletta di colore
degli stati di Higgs sono proiettati fuori dallo spettro di bassa energia.
Allo stesso tempo quark e leptoni ora emanano da differenti multipletti
di grande unificazione. Come conseguenza, il decadimento del protone
dovuto ad operatori 5 e 6 dimensionali pu� essere severamente
escluso, eliminato del tutto o talvolta anche aumentato. Quindi,
l'osservazione
del decadimento di un protone pu� discriminare fra extra-dimensioni e
quattro dimensioni.
> E poi le particelle sono tante:)
> Comunque qui trovi il sommario completo delle ricerche SUSY dei vari
> esperimenti a LEP:
> http://lepsusy.web.cern.ch/lepsusy/
>
> > Anche se LHC
> > non ne vede nessuna si potra' dire che sono ancora piu' pesanti?
>
> La vedo dura. LHC copre larga parte dello spazio dei parametri di gran
parte
> dei modelli SUSY.
> Insomma, se da LHC non arriveranno segnali di supersimmetria, bisogner�
fare
> i salti mortali per difenderla:)
Non di supersimmetria ma di SUSY-GUT, ovvero modelli di gauge con
gruppo di gauge di grande unificazione (SU(5) o SO(10)) e supersimmetria
N=1 (le altre eventualit� non sono state mai prese in considerazione per
scansare un'inflazione di particelle, ma cosa succederebbe se con un
numero di operatori supersimmetrici infinito? Alcuni pensano che
ricadremmo negli schemi efficaci di string theory) Nell'articolo che ho
citato c'� una parte che dice, espressamente:
La grande unificazione delle interazioni forti ed elettrodeboli ad un'unica
scala di energia (circa 3 x 10^16 GeV, altro che i 7 TeV di LHC, ndr)
richiede
l'unificazione delle costanti di accoppiamento, supersimmetria di bassa
energia
(ma con un ampio deserto supersimmetrico), decadimento dei nucleoni. La
prima predizione � gi� stata verificata e __forse___ le altre due lo saranno
a breve.
Non di meno la rappresentazione 16 dimensionale di quarks e leptoni � molto
efficace e pu� ancora guidare ad una comprensione delle masse dei fermioni
e degli angoli di mixing, oltre a fornire un riferimento naturale per le
masse
dei neutrini e gli angoli di mixing relativi, i monopoli, la bariogenesi,
etc.
In ogni evenienza la verifica sperimentale dei primi tre pilastri della
SUSY cambierebbe per sempre la nostra visione della natura. Inoltre
la concomitante evidenza di un vasto deserto supersimmetrico provocherebbe
una enorme levata di braccia per la possibilit� di scoperta. (su questo
punto devo ammettere che non mi � chiaro se la levata di braccia sarebbe
in segno di resa rispetto alla possibilit� di evidenziare queste masse ad
LHC oppure il contrario una levata di braccia di entusiasmo perch� dopo
il deserto ricomincerebbero le oasi?)
> > > 2) il numero di dimensioni necessariamente maggiori di 4.
>
> > Qui mi pare che non ci sia molto accordo su come si debbano
> > manifestare queste dimensioni in piu'. Ho sentito una conferenza di
> > Lisa Randall che sostiene che LHC potrebbe gia' dare una prova
> > indiretta dell'esistenza di dimensioni extra. Ovviamente non ho capito
> > come.
>
> Cerca qui il thread di oggetto "Lisa Randall, fisica teorica".
>
> --
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Received on Tue May 22 2007 - 20:03:17 CEST