Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе

Суперсимметрия

Мы уже говорили о том, как физики любят симметрию. Она придаёт красоту уравнениям, лежит в основе законов сохранения, проясняет общую картину Вселенной. Оказывается, существует особая симметрия, лежащая в основе стандартной модели физики частиц: шесть видов кварков сопряжены с шестью видами лептонов, каждый из которых представлен парами частиц в порядке увеличения массы[64]. Физики привыкли описывать их свойства в математических терминах теории групп, которая охватывает такие виды симметрии.

Некоторые физики задались вопросом, не можем ли мы расширить стандартную модель, накладывая на неё дополнительную симметрию, в результате чего в ней появятся добавочные частицы. При этих условиях у электрона будет суперсимметричный двойник, сэлектрон, а у каждого кварка – скварк. Суперсимметричные партнёры есть и у других частиц: например, у W- и Z-бозонов они называются ви́но и зи́но. Где-то в этой мешанине частиц, возможно, скрывается и гравитон, частица, ответственная за перенос силы гравитации.

Эта теория математически элегантна, она связывает висящие концы, устраняет нестыковки стандартной модели – и, тем не менее, она неверна. Доказательств существования сэлектронов и скварков не обнаружено: эксперименты на Большом Адронном Коллайдере CERN, крупнейшей в истории научной установке, построенной для тестирования границ применимости стандартной модели, не дали никаких намёков на их реальность. Физики, отчаянно пытающиеся спасти эту теорию, предположили, что суперсимметричные частицы настолько массивны, что их трудно получить при энергиях, обеспечиваемых Коллайдером. Но чтобы оправдать это допущение, приходится отказаться от некоторых лежащих в основе модели видов симметрии. Для теории, которая предполагается суперсимметричной, это большой удар. И хоть ещё есть те, кто корпит над изобретением математических приёмов, которые заставили бы суперсимметрию работать, многие убеждены, что этот путь не ведёт к свету.