Kan Supersymmetri Och Multiversen Båda Vara Sanna Samtidigt?

När du föreställde dig själv som en vuxen, hade du kanske någon aning om att du skulle vara sofistikerad. Intelligent. Urbane, till och med. Den typen av vuxen som gick på middagssamtal och talade i honungade ord om filosofi, dagens ämnen, vetenskapens stora frågor.

Då växte du upp och upptäckte att när du åkte till en väns hus för en BBQ i trädgården (det är snygga middagar, det visar sig, mestadels fiktion), du istället skrek åt dina barn att stiga av högen med kompost, trumma upp sympati om att behöva göra om taket och försöka att inte låta bli att du inte kommer ihåg namnet på personen du pratar med.

Med andra ord kanske du tycker du längtar efter lite mer intellekt och mycket färre honunggrillvingar. Nästa gång, prova den här frågan för att fördöva ditt sinne: Kan supersymmetri och multiversen båda vara sanna?

För att sortera detta börjar vi med en lektion om supersymmetri. För att förstå supersymmetri bör du först förstå att det – i sig själv – inte är en ”teori”. Supersymmetry är en förlängning av vad vi kallar standardmodellen, som berättar fysiker vad partiklar finns och hur de fungerar på en grundläggande nivå. I grund och botten står det för 12 grundläggande partiklar och fyra krafter som de interagerar med.

Standardmodellen kan tyvärr inte förklara riktigt irriterande avvikelser i universums arbete. Till exempel har den ingen lösning för vad mörk materia är: Det är en variabel som fortfarande är osynlig som verkar fylla mer än en fjärdedel av vårt universum [källa: NASA].

Supersymmetry försöker fylla hålen i standardmodellen genom att säga att för varje känd materiapartikel som vi har finns det en mycket tyngre kraftpartikel, och vice versa [källa: Fermilab]. Dessa ”superpartners” skulle vara en stor hjälp för att förstå standardmodellen. De skulle också hjälpa till att förklara saker som mörk materia, eftersom den allra lättaste superpartneren skulle vara en bra kandidat för de mystiska sakerna.

Kanske ännu bättre för fysiker – som hittills har varit glada över att bekräfta naturliga svar på fysikfrågor – supersymmetri skulle ge en elegant lösning för standardmodellens brister. Det skulle fungera med matematiska ekvationer, samt perfekt balansera Higgs-bosonens massa till vad vi har observerat, vilket förklarar varför Higgs är så mycket lättare än Standardmodellen ensam förutspår att det borde vara. Det skulle vara snyggt och snyggt.

Och ändå finns det ett definitivt rörigt problem med superpartners. Det är den lilla lilla detalj som de inte verkar existera, åtminstone inte i samma protonkollisioner som ledde oss till Higgs boson. Det är där alla matematiska modeller förutspår att de borde vara – men de är inte det. Du behöver inte vara partikelfysiker för att veta att det är ett problem när något inte finns där du förväntar dig att hitta det.

Fysiker har dock inte helt kastat in handduken. The Large Hadron Collider är inställd på att kollidera vid högre energier när den startar på 2015, och många hoppas att kollisionerna kommer att resultera i några svala fenomen, inklusive att hitta superpartiklar vid högre massor än vad som var möjligt i kollisionerna hittills.

Men andra fysiker letar efter andra förklaringar i fall supersymmetri visar sig vara en rördröm. Säg hej till multiversen.

Mer specifikt, säg hej till multiverserna. Det finns massor av dem. Den grundläggande idén med multiversen är att vårt universum bara är en i en oändlig soppa av. . . tja, grejer? Hur det än är, alla dessa multiverser visade sig som de gjorde, enligt de lagar de har, slumpmässigt. Vårt universum hade turen att visa sig helt rätt att skapa oss och alla andra skräp i kosmos. Som kanske låter speciellt och roligt för dig och mig – jag menar, se hur fantastiska och annorlunda vi måste vara än alla andra dumma universum! – men för många fysiker är multiversen ett rörigt, rörigt barn.

Tänk lite närmare på vad att vara i en mångfald innebär. Supersymmetry är klassens valedictorian. Hon har grundläggande ärende och krafter som fungerar precis så tillsammans med varandra för att försäkra oss om att hon är förutsägbar och konstant. Multiverse, å andra sidan, smällde i grunden en energidryck, gick in i SAT och fick en perfekt poäng. Kanske gissade han; kanske visste han verkligen alla svaren. Det spelar ingen roll. Men vi kan lätt spåra supersymmetris framgång till att vara metodisk och förutsägbar, medan multiversen inte har något rekord för att vara en så lysande student – istället är det alla slumpmässiga chanser.

För vissa forskare är det djupt oroande. Om vi ​​är en del av ett universum där saker fungerar på ett sätt bara för att det är slumpmässigt hur saker fungerar här – att veta att de i ett annat universum fungerar annorlunda, bara för att – de kan lika gärna slänga in handduken. Vad är poängen med att ta reda på om det inte är något annat än slumpmässig chans?Det hela innebär att vi ställde fel frågor hela tiden. Det är inte ”Varför ser vi universum agera på detta sätt?” men kanske ”Hur agerar ett annat universum?”

Så nu när vi förstår supersymmetri och tanken om multiversen, har vi något hopp om att försöka förena dem? Det är viktigt att först komma ihåg att vi talar om teorier som går utöver standardmodellen – varken supersymmetri eller multiverset försöker identifiera eller ens definiera de grundläggande partiklarna som vi direkt har observerat [källa: Willenbrock]. De är bara två sätt att försöka ta reda på varför den grundläggande saken och krafterna interagerar på samma sätt som de gör.

Och på vissa sätt kan vi förkorta vår fråga för att ställa helt enkelt: ”Kan supersymmetri existera i en mångfald?” Svaret på det: Absolut. Som vi sa lämnar tanken på multiverser ett ganska oändligt antal universum. Hur de beställs – det vill säga om de fungerar som våra eller på annat sätt eller på samma sätt eller lite annorlunda – är helt öppen för fråga. Det är rimligt att anta att om det fanns ett oändligt antal universum, kan en av dem fungera supersymmetriskt. Allt kan hända i ett annat universum, och om det finns tillräckligt med dem – kommer allt att göra.

Kom ihåg att supersymmetri skulle göra en naturlig – och förhoppningsvis observerbar – ordning på hur partiklar och kraft fungerar i vårt universum. Det är inte en teoretisk idé om kosmos, till skillnad från multiversen. Så supersymmetri och multiversen är inte exakt ömsesidigt exklusiva, och de ställer några lösningar på liknande frågor. Men de handlar om sig med tillräckligt olika idéer som vi teoretiskt sett kan ha båda som inträffar samtidigt.

Författarens anmärkning: Kan supersymmetri och multiversen båda vara sanna samtidigt?

Det är också viktigt att notera att vissa modeller av multiversen (kom ihåg att det finns många) faktiskt beror på att supersymmetri finns. En del hävdar till och med att hitta supersymmetri skulle vara ett argument för strängteorin, som i vissa iterationer är en del av multiversmodellen.