At bryde supersymmetri

Fysikernes bemærkelsesværdige opdagelser og teorier siden 1930'erne har vist, at alt stof i universet er fremstillet af et lille antal grundlæggende byggesten kaldet grundlæggende partikler. Imidlertid, dette er ikke den komplette historie. Supersymmetri er en hypotese inden for højenergifysik, der har til formål at udfylde nogle af hullerne.

Hajime Moriya fra Institute of Science and Engineering ved Kanazawa University har vist, at for en udvidet version af en banebrydende model inden for ikke-relativistisk supersymmetri-Nicolai supersymmetrisk fermion gitter model-supersymmetri er brudt for enhver nulværdi af en bestemt justerbar konstant.

Supersymmetri forudsiger, at to grundlæggende klasser af grundlæggende partikler, fermioner og bosoner, ledsager hinanden i samme repræsentation. Fermions, såsom kvarker, have en halv centrifugeringsenhed, som er en iboende form for vinkelmoment, og bosoner, såsom fotoner, har nul, en, eller to centrifugeringsenheder. I 1976, Hermann Nicolai foreslog fermion gittermodellen, som er lavet af fermioner uden bosoner, men supersymmetri er stadig tilfreds.

Nicolais originale model blev udvidet af Noriaki Sannomiya et al., hvem viste, at for enhver nulstillbar konstant g ∈ ℝ på endelige systemer, supersymmetri bryder sammen. Imidlertid, i grænsen for uendelig volumen, de verificerede, at supersymmetri kun nedbrydes, når g> g0 ≔ 4/π. "Denne begrænsning af parameter g synes at være teknisk, " siger Moriya, "og dens betydning med hensyn til fysik er uklar."

Så, Moriya betragtede spinløse fermioner over et uendeligt udvidet gitter og fjernede begrænsningen på g i tilfælde af grænsen for uendeligt volumen. Moriya viste, at for enhver nul -g, den udvidede Nicolai -model bryder supersymmetri dynamisk. Ud over, den originale Nicolai -model har vist sig at have stærkt degenererede vacua, også kendt som supersymmetriske grundtilstande. Moriya beviste også, at for enhver non -nul g, energitætheden for enhver homogen grundtilstand for den udvidede Nicolai -model er strengt positiv.

"Selvom supersymmetri er brudt for ethvert begrænset undersystem, det kan gendannes i grænsen for uendelig volumen, "forklarer Moriya, "som eksemplificeret ved en supersymmetrisk kvantemekanisk model." Så, Moriya viste, at en sådan restaurering ikke sker for den udvidede Nicolai -model. "Brud på supersymmetri verificeres på en temmelig modeluafhængig måde ved at anvende C*-algebraiske teknikker, der tilsyneladende ikke er kendt i fysikfællesskabet, "tilføjer Moriya.