Я уже отдал тебе некоторый Примеры как они могут быть представлены в природе дополнительные размеры - измерения в космосе, о которых мы даже не подозреваем.
Но пока я еще не объяснил, как ученые могут узнать об их существовании.
Здесь можно использовать несколько основных стратегий, но сейчас я сосредоточусь на одном простом следствии существования дополнительных измерений.
Он носит очень общий характер и приводит к стратегии изучения физики элементарных частиц, которая актуальна для многих исследований, включая эксперименты на Большом адронном коллайдере.
Мое объяснение будет состоять из двух этапов.
На первом этапе, используя простую физику, я дам вам интуитивное понимание, простое, но несовершенное (поскольку оно не будет учитывать квантовую механику), и дам частично неверный ответ. На втором этапе я исправлю неточность, что потребует еще одного дополнительного усложнения, и тогда вы увидите весь ответ. Но прежде чем я начну объяснение, я сначала сразу дам вам ответ, чтобы вы поняли, что мне нужно будет вам объяснить.
Вот — в нескольких вариантах, чтобы вам было понятнее.
Любая частица, движущаяся в измерениях, дополнительных к уже известным нам, покажется наивным наблюдателям вроде нас с вами, не имеющим представления о дополнительных измерениях, частицами нескольких типов, каждая из которых движется только в известных нам измерениях, и различия между ними очень малы, если не считать их массы.
Другими словами: если частица определенного типа может двигаться во всех измерениях, то неосведомленному наблюдателю покажется, что в природе существует не только эта частица (движущаяся только в известных ему измерениях), а целый набор сопутствующие частицы, «КК-партнеры», каждая из которых также движется в определенных направлениях, несколько отличающихся от исходной частицы, разве что они будут тяжелее.
«КК» означает Теория Калуцы-Клейна , о чем позже.
Допустим, мы живем в четырех пространственных измерениях, три из которых большие (известны нам), а четвертое очень короткое (как, например, ширина полоски, которую я использовал в предыдущих примерах).
Под короткими мы подразумеваем очень короткое расстояние, меньше диаметра протона.
Назовем это расстояние L. Теперь представьте, что существует очень-очень маленькая частица, меньше L, которая может свободно перемещаться во всех четырех пространственных измерениях.
Мы также предполагаем, что есть умные наблюдатели, которые знают, что эта частица может двигаться в четырех измерениях и имеет массу m. Теперь рассмотрим наивных наблюдателей, нас, не знающих о малом пространственном измерении, считающих, что они живут в трехмерном мире.
После некоторых экспериментов, показанных на рис.
1, мы можем сказать: «вот один тип частицы, которая может двигаться в трех измерениях, и она имеет массу m; а вот, смотрите, другой тип частиц, тоже способный двигаться в трёх измерениях, и он подобен первому, только масса у него М, много больше м; и, ух ты, вот еще один тип частиц, которые могут двигаться в трех измерениях, похожий на первый, только у него масса M', большая, чем M; и другой тип частицы, масса М"; и снова, и снова.
" 
Рис.
1 Массы М, М', М" и т. д. определяются сочетанием основной массы т и геометрии дополнительных пространственных измерений — в частности, М, М', М" и т. д. обратно пропорциональны L. чем меньше L, тем больше М, М', М” и так далее, и тем сложнее найти тяжелых СС-партнеров.
Более того, последовательность масс, проявляемая партнерами КК, дает прямое указание на количество, размер и форму дополнительных измерений.
Если провести музыкальную аналогию, то этот факт связан с тем, что точные гармоники, производимые инструментом, могут предоставить информацию о его форме и размере.
Например: если бы фотоны (частицы света) могли двигаться в одном или нескольких дополнительных измерениях, как лодка в канале, то наблюдатель, знающий о дополнительных измерениях, описал бы их как безмассовые частицы (m=0), движущиеся во всех размеры .
Но учёный-человек, которому пока известен лишь безмассовый фотон, движущийся в трёх известных измерениях, обнаружил бы набор тяжёлых частиц, подобных фотонам.
Чем меньше дополнительное измерение, тем больше масса КК-фотонов, и тем сложнее их обнаружить — точнее, чем они тяжелее, и тем больше энергии понадобится ускорителю частиц для их генерации.
Вполне возможно, что несколько типов частиц смогут двигаться в дополнительных измерениях, и в этом случае учёные откроют для каждого из этих типов частиц тяжёлых КК-партнеров (см.
рис.
2).
Открытие небольшого количества тяжелых частиц, напоминающих некоторые из известных легких частиц, чье массовое распределение будет похоже на распределение на рис.
2, ясно укажет на то, что новые частицы являются КК-партнерами и что у нас есть одно или несколько дополнительных измерений.
Рис.
2 Ответ прост: частица, движущаяся как в дополнительных измерениях, так и в известных, откроет нам себя через обнаружение своих тяжелых КК-партнеров.
Позже я опишу более подробно, как можно попытаться создать и обнаружить партнеров по КК в эксперименте.
В следующие статьи Я опишу, почему именно этот ответ будет правильным – и дам простое и сложное объяснение.
Теги: #Популярная наука #физика #измерения #большой адронный коллайдер #физика элементарных частиц #космос #Мэтт Страсслер #Мэтт Страсслер #Мэтт Страсслер #kaluza #klein #дополнительные измерения #пространственные измерения
-
Курс По Ремонту Ноутбуков В Пирагархи
19 Oct, 24 -
Быстрая Отправка Скриншотов
19 Oct, 24 -
Обновление Фотосинта
19 Oct, 24 -
Webalta Представила Открытый Онлайн-Каталог
19 Oct, 24
