В настоящее время физика элементарных частиц находится на несколько необычном этапе своего развития. С одной стороны, практически все имеющиеся экспериментальные данные хорошо описываются одной теорией – Стандартной моделью элементарных частиц. С другой стороны, имеется много указаний на то, что эта модель лишь приближенная и может быть выведена из более фундаментальной теории, которая объяснила бы достаточно сложную структуру и несколько неестественные (хотя и внутренне непротиворечивые) значения параметров Стандартной модели. Обсуждаются различные варианты расширения Стандартной модели, и выбор между ними должен быть основан на сравнении с экспериментальными данными.
Однако человечество вплотную подошло к технологическому пределу в строительстве ускорителей, которые смогли бы дать информацию о свойствах материи при очень высоких энергиях, где расширенные теории предсказывают новые эффекты. Строительство большого ускорителя LHC в ЦЕРНе займет еще несколько лет, и будет ли когда-нибудь построен еще больший – неизвестно. Теоретики, работающие в области физики элементарных частиц, вряд ли могут рассчитывать в ближайшем будущем на проверку своих моделей на ускорителях.
Поэтому на первый план выходят исследования теорий, которые делают Стандартную модель более изящной, не внося противоречий в уже имеющиеся экспериментальные данные, и дают предсказания для интенсивно развивающихся неускорительных экспериментов, в частности связанных с астрофизическими наблюдениями. Ведь энергии, достигаемые в катаклизмических процессах во Вселенной, намного превышают те, что сможет достичь человечество на ускорителях в обозримом будущем. Именно такие теоретические исследования за пределами Стандартной модели, в частности, на стыке физики элементарных частиц и астрофизики, и составляют сферу моих научных интересов.
Основные вопросы, которые меня интересуют, связаны с экспериментальными фактами, не получающими логичного объяснения в рамках Стандартной модели (СМ).
Характерный масштаб электрослабой теории – одного из основных звеньев СМ – около 100 ГэВ, что меньше характерного масштаба гравитационного взаимодействия в 1017 раз. В Стандартной модели эта разница объясняется простой подстройкой параметров, которая устойчива относительно квантовых поправок в суперсимметричном обобщении СМ. Классические объединенные теории предполагают наличие "калибровочной пустыни" – отсутствие частиц с массами между 1 ТэВ и 1016 ГэВ. В то же время ряд физически интересных теорий предполагает новую физику на промежуточных масштабах – например, для объяснения нейтринных масс с помощью "механизма качелей", решения CP-проблемы в сильных взаимодействиях с помощью механизма Печчеи-Куинн, нарушения суперсимметрии с механизмом калибровочной передачи. Наличие новых полей приводит к большим значениям констант связи при высоких энергиях. Возникает вопрос о возможности построения объединенной теории с сильной связью.
1 2 3В поисках определения термина информация
Вода – энергоноситель, способный заменить нефть
Классификация методических средств технического творчества