普朗克的痛苦可能是LHC的收获

 作者:颛孙棼     |      日期:2017-08-10 01:02:07
作者:Anil Ananthaswamy星期一,欧洲航天局公布了宇宙微波图,这是普朗克卫星前10个月观测的结果当普朗克明年完成任务时,它将在大爆炸之后提供宇宙中最好的画面但它发现的可能会对大型强子对撞机造成严重影响今天物理学中最大的两个奖项 - 引力波的检测(普朗克的目标之一)和一组新的粒子(大型强子对撞机之后)的发现 - 可能是不一致的一个人的成功可能意味着对另一个人的失望新科学家解释了原因普朗克如何探测引力波间接的影响普朗克正在研究构成宇宙微波背景(CMB)的光子,这是大爆炸留下的辐射这些光子在宇宙大约38万年前被释放,它们包含了在大爆炸后的第一个瞬间发生的事件的印记例如,一个叫做通货膨胀的事件 - 当宇宙大约10-36秒时,指数膨胀的时期 - 应该在称为引力波的时空结构中产生巨大的波动这些将使CMB的光子以特定方式极化,普朗克可以检测到这种极化(arxiv.org/abs/1004.2504)这与LHC有什么关系除此之外,大型强子对撞机还试图找到超越粒子物理标准模型的现象,这种理论描述了除重力之外的所有已知粒子和力有足够的理由相信这种新物理存在一种受欢迎的新物理模型是超对称,它表示对于标准模型中的每个粒子,存在较重的伙伴粒子然而,如果普朗克要在CMB中找到引力波的印记,那么可能意味着大型强子对撞机不太可能找到任何超对称粒子为什么两个发现有关加利福尼亚州斯坦福大学的宇宙学家安德烈·林德和他的同事已经证明了膨胀过程中时空能量密度与重力量的质量之间的关系,这是一种在超对称理论中假设的粒子(arxiv.org/abs/hep-th / 0411011)普朗克的仪器将能够发现相对强大的引力波的迹象,因此如果他们选择这样的证据,通货膨胀的能量范围必须相对较高,因此引力的质量将大于约1 teraelectronvolt(TeV) 在超对称理论中,重力量的这么高的质量意味着其他超对称伙伴粒子也会相应地变大,可能使它们超出大型强子对撞机的范围:它不具备产生这种粒子所需的能量另一方面,如果LHC发现一些超对称粒子,这表明重力粒子的质量相对较小,小于1 TeV根据林德的说法,这意味着通货膨胀的能源规模也很低 - 造成引力波太弱而无法被普朗克发现如果普朗克无法探测到引力波,那么下一步是什么拟议的CMBPol卫星对CMB光子的偏振比普朗克更敏感,应该能够探测到较弱的引力波(arxiv.org/abs/0811.3911)更多关于这些主题: