Nagy extra méretek

Nagy extra dimenziók , ADD , LED - az elemi fizika elméleteinek gyűjtőneve, ami arra utal, hogy a Standard Modell négydimenziós térideje egy többdimenziós térbe merített bránon helyezkedik el, amely amellett, hogy négydimenziós téridő, nagy vagy végtelen extra dimenziók. Az elektromágneses , erős és gyenge erők ennek a bránnak a négy dimenziójában működnek, és a gravitonok további dimenziókon keresztül is terjedhetnek. Feltételezzük, hogy az ilyen elméletek alapján számos fizikai problémára lehet megoldást találni: a hierarchia problémájára , a kozmológiai állandó problémájára stb. [1] [2] [3] A nagy extra dimenziók ötletét Nima Arcani-Hamed, Savas Dimopoulos és Jia Dvali vetette fel 1998-ban. [4] [5] Feltételezzük, hogy a gravitonok extra dimenziókba történő kibocsátása lehetővé teszi a nagy extra dimenziók elméletének kísérleti tesztelését modern gyorsítókon, TeV nagyságrendű ütközési energiák mellett. [1] [6] Az elmélet tesztelésének egyik módja az, hogy két protont ütköztetnek a Large Hadron Colliderben , vagy egy elektront és egy pozitront egy elektrongyorsítóban, így az ütközés egy gravitont hoz létre , amely extra dimenziókba sugározható. a megfigyelhető energia és a keresztirányú momentum csökkenésében. [1] A Nagy Hadronütköztetőben eddig egyetlen kísérlet sem talált ilyen hatást. [7] [8] [9] [10] [11] [12]

A hierarchia probléma

Az elméleti fizikában hagyományosan a Planck-energia a legmagasabb energia, és minden energiát a Planck-energia töredékeiben mérnek. Nagy a szakadék a gravitációs, elektrogyenge kölcsönhatások energiája és a Planck-energia között ( hierarchia probléma ). [1] A nagy extra dimenziók elméleteiben az alapvető paraméter nem a Planck-tömeg, hanem a többdimenziós gravitációs kölcsönhatás tömegskálája, amely sokkal kisebb is lehet, mint a Planck-tömeg [1] Ha a gravitációs kölcsönhatás alapvető léptéke közel van az elektrogyenge kölcsönhatás skálájához, a kvantumgravitáció alapvető elméletének igazolása a húrelmélethez hasonlóan olyan ütköztetőknél is megvalósítható, mint a Tevatron vagy az LHC . [13] [14] [12] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22]

A nagy extra dimenziók elmélete alternatív magyarázatot ad a Standard Modellben elfogadott neutrínótömeg lengési mechanizmusára . [23] [24] [25] [26]

Proton bomlás

A nagy többletdimenziós elméletek komoly problémája a proton nagyon rövid idő alatti bomlása több TeV nagyságrendű kvantumgravitációs skálán. [1] Ezt diszkrét szelvényszimmetriák bevezetésével oldják meg. [27] [28] [29] [30] [31]

Kísérleti ellenőrzés

A Large Hadron Collidernél kapott kísérleti adatok elemzése erősen korlátozza az elméletek megengedhető paramétereit nagy extra dimenziókkal. [7] [8] [9] [10] [11] [12]

A Fermi-LAT együttműködés 2012-ben közzétette a neutroncsillagok asztrofizikai megfigyeléséből származó nagy extra dimenziók határait. Ha az összes alapvető kölcsönhatás egyesítésének léptéke az ADD-ben TeV, akkor az extra dimenziók számát tekintve a neki bemutatott eredmények azt sugallják, hogy a tömörítési topológia összetettebb, mint a tórusz, azaz. minden nagy extra méret azonos méretű. Lapos nagy, azonos méretű további méretekhez csak . [32] [33]

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Rubakov V. A. "Nagy és végtelen további dimenziók" // UFN , 171. köt., p. 913–938 (2001)
  2. ↑ Barvinsky A. O. "Kozmológiai bránok és makroszkopikus extra dimenziók" // UFN , 175. köt., p. 569–601 (2005)
  3. ↑ Shifman, M. (2010). "Nagy extra dimenziók: Megismerkedni egy alternatív paradigmával". International Journal of Modern Physics A. 25 (2n03): 199-225. arXiv : 0907.3074 . Iránykód : 2010IJMPA..25..199S . CiteSeerX 10.1.1.314.3579 . DOI : 10.1142/S0217751X10048548 . 
  4. ↑ N. Arkani-Hamed; S. dimopoulos; Dvali G. (1998). „A hierarchia probléma és új dimenziók egy milliméteren”. B429 (3-4): 263-272. arXiv : hep-ph/9803315 . Irodai kód : 1998PhLB..429..263A . DOI : 10.1016/S0370-2693(98)00466-3 .
  5. ↑ N. Arkani-Hamed; S. dimopoulos; Dvali G. (1999). „Az elméletek fenomenológiája, asztrofizikája és kozmológiája szubmilliméteres méretekkel és TeV-skálájú kvantumgravitációval”. Fizikai áttekintés . D59 (8): 086004. arXiv : hep-ph/9807344 . Irodai kód : 1999PhRvD..59h6004A . CiteSeerX 10.1.1.345.9889 . DOI : 10.1103/PhysRevD.59.086004 . 
  6. ↑ Hossenfelder, Sabine Backreaction: Large Extra Dimensions - Not Dead Még nem halt meg . Visszareakció (2012. december 21.). Letöltve: 2019. április 3.
  7. ↑ 1 2 CMS együttműködés (2011). „Mikroszkópos fekete lyuk aláírások keresése a nagy hadronütköztetőnél.” Fizika B betű . 697 (5): 434-453. arXiv : 1012.3375 . Irodai kód : 2011PhLB..697..434C . DOI : 10.1016/j.physletb.2011.02.032 .
  8. ↑ 1 2 CMS együttműködés (2012). „Mikroszkópos fekete lyukak keresése pp ütközésekben √ s = 7 TeV mellett”. Journal of High Energy Physics . 2012 (4) : 61.arXiv : 1202.6396 . Bibcode : 2012JHEP...04..061C . DOI : 10.1007/JHEP04(2012)061 .
  9. ↑ 1 2 ATLAS Együttműködés (2013). "Keressen mikroszkopikus fekete lyukakat hasonló előjelű dimuon végső állapotában az ATLAS detektor nagy nyomvonal-multiplicitásával." Fizikai áttekintés D. 88 (7): 072001. arXiv : 1308.4075 . Iránykód : 2013PhRvD..88g2001A . DOI : 10.1103/PhysRevD.88.072001 .
  10. ↑ 1 2 ATLAS Együttműködés (2014). „Kvantum-fekete lyuk termelés keresése nagy invariáns tömegű Lepton+Jet végállapotokban proton–proton ütközések segítségével √ s = 8 TeV és az ATLAS detektor segítségével.” Fizikai áttekintő levelek . 112 (9): 091804. arXiv : 1311.2006 . Irodai kód : 2014PhRvL.112i1804A . DOI : 10.1103/PhysRevLett.112.091804 . PMID24655244 _ _ 
  11. ↑ 1 2 ATLAS Együttműködés (2014). „Keressen mikroszkopikus fekete lyukakat és húrgolyókat végállapotban leptonokkal és sugárhajtásokkal az ATLAS detektorral √ s = 8 TeV mellett”. Journal of High Energy Physics . 2014 (8) : 103.arXiv : 1405.4254 . Bibcode : 2014JHEP...08..103A . DOI : 10.1007/JHEP08(2014)103 .
  12. ↑ 1 2 3 ATLAS Együttműködés (2016). „Erős gravitáció keresése multijet végső állapotokban, pp ütközésekben √ s = 13 TeV mellett az LHC ATLAS detektorával”. Journal of High Energy Physics . 2016 (3) : 26.arXiv : 1512.02586 . Bibcode : 2016JHEP...03..026A . DOI : 10.1007/JHEP03(2016)026 .
  13. ↑ I. Antoniadis; N. Arkani-Hamed; S. dimopoulos; Dvali G. (1998). „Új dimenziók egy milliméteren egy Ferminél és szuperhúrok a TeV-nél”. Fizikai betűk . B436 (3-4): 257-263. arXiv : hep-ph/9804398 . Irodai kód : 1998PhLB..436..257A . DOI : 10.1016/S0370-2693(98)00860-0 .
  14. ↑ O. DeWolfe; A. Giryavets; S. Kachru; W. Taylor (2005). IIA típusú moduli stabilizálás. Journal of High Energy Physics . 0507 (7): 066. arXiv : hep-th/0505160 . Bibcode : 2005JHEP...07..066D . DOI : 10.1088/1126-6708/2005/07/066 .
  15. ↑ S. Dimopoulos; G. Landsberg (2001). "Fekete lyukak az LHC-nél". Fizikai áttekintő levelek . 87 (16): 161602. arXiv : hep-ph/0106295 . Iránykód : 2001PhRvL..87p1602D . DOI : 10.1103/PhysRevLett.87.161602 . PMID 11690198 .  
  16. ↑ S. Giddings; S. Thomas (2002). „Nagy energiájú ütköztetők, mint fekete lyukgyárak: A rövid távú fizika vége”. Fizikai áttekintés . D65 (5): 056010. arXiv : hep-ph/0106219 . Irodai kód : 2002PhRvD..65e6010G . DOI : 10.1103/PhysRevD.65.056010 .
  17. ↑ G. Giudice; R. Rattazzi; J. Wells (2002). "Transzplancki ütközések az LHC-n és azon túl". Nukleáris fizika . B630 (1): 293-325. arXiv : hep-ph/0112161 . Irodai kód : 2002NuPhB.630..293G . DOI : 10.1016/S0550-3213(02)00142-6 .
  18. ↑ D. Bourilkov (1999). „A Bhabha-szórás elemzése LEP2-nél és határértékek kis léptékű gravitációs modelleken”. Journal of High Energy Physics . 9908 (8): 006. arXiv : hep-ph/9907380 . Bibcode : 1999JHEP...08..006B . DOI : 10.1088/1126-6708/1999/08/006 .
  19. ↑ K. Cheung; G. Landsberg (2000). "Drell-Yan és difoton termelés hadronütköztetőknél és kis léptékű gravitációs modelleknél." Fizikai áttekintés . D62 (7): 076003. arXiv : hep-ph/9909218 . Bibcode : 2000PhRvD..62g6003C . DOI : 10.1103/PhysRevD.62.076003 .
  20. ↑ T. Rizzo (1999). „Skalárok használata az alacsony léptékű kvantumgravitáció elméleteinek vizsgálatához”. Fizikai áttekintés . D60 (7): 075001. arXiv : hep-ph/9903475 . Irodai kód : 1999PhRvD..60g5001R . CiteSeerX 10.1.1.389.2079 . DOI : 10.1103/PhysRevD.60.075001 .  
  21. ↑ G. Shiu; R. Shrock; S. Tye (1999). "Ütközőbb aláírások a bránvilágból". Fizikai betűk . B458 (2-3): 274-282. arXiv : hep-ph/9904262 . Bibcode : 1999PhLB..458..274S . CiteSeerX 10.1.1.344.7811 . DOI : 10.1016/S0370-2693(99)00609-7 .  
  22. ↑ C. Balázs; H.J. Ő; W. Repko; C. Yaun; D. Dicus (1999). „Kompakt térméretek ütközőtesztje gyenge nyomtávú bozonok segítségével”. Fizikai áttekintő levelek . 83 (11): 2112-2115. arXiv : hep-ph/9904220 . Irodai kód : 1999PhRvL..83.2112B . DOI : 10.1103/PhysRevLett.83.2112 .
  23. ↑ N. Arkani-Hamed; S. dimopoulos; G. Dvali; J. March-Russell (2002). „Neutrinó tömegek nagy extra dimenziókból” . Fizikai áttekintés . D65 (2): 024032. arXiv : hep-ph/9811448 . Irodai kód : 2002PhRvD..65b4032A . DOI : 10.1103/PhysRevD.65.024032 .
  24. ↑ G. Dvali; A. Yu. Szmirnov (1999). „Nagy extra dimenziók vizsgálata neutrínókkal”. Nukleáris fizika . B563 (1-2): 63-81. arXiv : hep-ph/9904211 . Bibcode : 1999NuPhB.563...63D . DOI : 10.1016/S0550-3213(99)00574-X .
  25. ↑ Y. Grossman; M. Neubert (2000). „Neutrinó tömegek és keveredések nem faktorizálható geometriában”. Fizikai betűk . B474 (3-4): 361-371. arXiv : hep-ph/9912408 . Bibcode : 2000PhLB..474..361G . DOI : 10.1016/S0370-2693(00)00054-X .
  26. ↑ N. Arkani-Hamed; L. Hall; H. Murayama; D. Smith & N. Weiner (2000), Neutrino masses at v 3/2 , arΧiv : hep-ph/0007001 .  
  27. ↑ N. Arkani-Hamed; M. Schmaltz (2000). „Hierarchiák szimmetriák nélkül extra dimenziókból” . Fizikai szemle (Benyújtott kézirat). D61 (3): 033005. arXiv : hep-ph/9903417 . Irodai kód : 2000PhRvD..61c3005A . DOI : 10.1103/PhysRevD.61.033005 .
  28. ↑ N. Arkani-Hamed; Y. Grossman; M. Schmaltz (2000). „Fermionok felosztása extra méretekben és exponenciálisan kis keresztmetszetekben a jövőbeli ütközőknél ” Fizikai szemle (Benyújtott kézirat). D61 (11): 115004. arXiv : hep-ph/9909411 . Irodai kód : 2000PhRvD..61k5004A . DOI : 10.1103/PhysRevD.61.115004 .
  29. ↑ D.E. Kaplan; T. Tait (2001). „Új szerszámok fermiontömegekhez extra méretekből”. Journal of High Energy Physics . 0111 (11):051.arXiv : hep -ph/0110126 . Bibcode : 2001JHEP...11..051K . DOI : 10.1088/1126-6708/2001/11/051 .
  30. ↑ G. Branco; A. de Gouvea; M. Rebelo (2001). „Fermionok felosztása extra méretekben és CP megsértése”. Fizikai betűk . B506 (1-2): 115-122. arXiv : hep-ph/0012289 . Iránykód : 2001PhLB..506..115B . DOI : 10.1016/S0370-2693(01)00389-6 .
  31. ↑ N. Arkani-Hamed; L. Hall; D. R. Smith; N. Weiner (2000). „Íz a TeV skálán extra dimenziókkal”. Fizikai áttekintés D. 61 (11): 116003. arXiv : hep-ph/9909326 . Irodai kód : 2000PhRvD..61k6003A . DOI : 10.1103/PhysRevD.61.116003 .
  32. ↑ M. Ajello; et al. (2012). „A nagy extra méretekre vonatkozó korlátok a neutroncsillagok Fermi-LAT-val végzett megfigyelései alapján”. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . 2012 (2): 012.arXiv : 1201.2460 . Bibcode : 2012JCAP...02..012F . DOI : 10.1088/1475-7516/2012/02/012 . Sortörés karakter |title=a 23. pozícióban ( súgó )
  33. ↑ Bijan Berenji. Nagy extra dimenziók keresése a neutroncsillagok megfigyelései alapján a Fermi-LAT segítségével (2012).

További olvasnivaló