Нобелевский лауреат предположил открытие суперсимметрии

Физики из Университета Джона Хопкинса, среди которых — лауреат Нобелевской премии Адам Рисс, предположили, что коллаборация LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) косвенно подтвердила существование суперсимметрии. Исследование авторов опубликовано на сайте arXiv.org.

Физики полагают, что обнаруженные LIGO волны пространства-времени порождены слиянием не обычных, а первичных черных дыр. Такие гравитационные объекты, согласно наиболее популярной в науке стандартной космологической модели, возникали на ранних стадиях эволюции Вселенной в момент начала ее расширения.

Наиболее популярными кандидатами на роль вещества, которое могло бы сформировать первичные черные дыры, выступает темная материя, представляемая суперсимметричными частицами. Ученые полагают, что такого типа симметрия существовала на ранних этапах развития Вселенной, но в процессе ее старения (расширения и охлаждения) она нарушилась.

Свои аргументы ученые из Университета Джона Хопкинса основывают на двух обстоятельствах. Во-первых, современные модели предполагают, что первичные черные дыры попадают в интервал масс от десяти до ста солнечных. Во-вторых, сигнал от их слияния может быть обнаружен исключительно при помощи гравитационного взаимодействия.

Суперсимметрия предполагает удвоение (как минимум) числа известных элементарных частиц за счет наличия суперпартнеров. Например, для фотона — фотино, кварка — скварк, хиггса — хиггсино и так далее. Суперпартнеры должны иметь значение спина, на полуцелое число отличающееся от значения спина у исходной частицы.

Математически частица и суперчастица объединяются в одну систему (супермультиплет); все квантовые параметры и массы частиц и их партнеров в точной суперсимметрии совпадают. Считается, что в природе суперсимметрия нарушена, что привело к тому, что массы суперпартнеров значительно превышают массы их частиц.

Гравитационные волны зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 05:51 утра по летнему североамериканскому восточному времени (13:51 по московскому времени) на двух детекторах-близнецах лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO, расположенных в Ливингстоне (штат Луизиана) и Хэнфорде (штат Вашингтон) в США.

Возмущения, как считается, порождены парой черных дыр (в 29 и 36 раз тяжелее Солнца) в последние доли секунды перед их слиянием в более массивный вращающийся гравитационный объект (в 62 раза тяжелее Солнца). Слияние черных дыр произошло 1,3 миллиарда лет назад (столько времени гравитационное возмущение распространялось до Земли).