Je náš vesmír tvořený záplavou podobných skupin částic? Kredit: ESA / Hubble & NASA.

Supersymetrie předpokládá, že ke každé známé částici existuje těžký supersymetrický partner. Je to vlastně docela jednoduché, a kdyby to tak platilo, tak by se tím leccos vysvětlilo. Například už by bylo jasné, proč známým souborem částic neumíme vysvětlit do očí bijící a naprosto záhadnou nepatrnost gravitace. Jenže, bohužel, se supersymetrií to nevypadá dobře. Klíčové experimenty, včetně Velkého hadronového srážeče LHC v CERNu, totiž ještě vůbec žádnou supersymetrickou částici nenašly, navzdory mnohaletému úsilí. A prostoru už k tomu moc nezbývá.

Nima Arkani-Hamed. Kredit: Lumidek / Wikimedia Commons

Takže, co jiného zkusit? Nima Arkani-Hamed z Princetonu a jeho spolupracovníci přišli s velmi extravagantní teorií, která nám rozhodně nezlehčuje situaci ve světě částic. Arkaniho kolega Tim Cohen z Oregonské univerzity v Eugene otevřeně přiznává, že je to divočina. Dosavadní neschopnost objevit nové částice a s nimi i novou fyziku je přivedla k radikálnímu řešení. Arkani-Hamed a spol. navrhují, že kolem nás není jen jeden soubor doposud neobjevených partnerských částic jako v supersymetrii, ale že jich jsou ohromné spousty. Vlastně zavádějí 10 na šestnáctou nových skupin částic. Troškaři to tedy rozhodně nejsou.

Jejich příběh začíná záhy po velkém třesku. Když se podle Arkani-Hameda a jeho kolegů vesmír nafoukl inflací a vychladl, tak se prý veškerá energie vyskytovala v podobě jedné jediné částice, kterou nazvali reheaton. A pak se reheatony rozpadly na menší částice, které utvářejí dnešní vesmír. Takto vzniklé částice podle badatelů vytvořily velký počet rodin částic, které existují vedle sebe, ale vzájemně na sebe působí jenom zřídka. Tyto rodiny částic prý zahrnují v podstatě vždy totožné typy částic a liší se jedině hmotností Higgsova bosonu.

Peter Woit. Kredit: Columbia University

Částice, které známe jako Standardní model, jsou podle Arkani-Hameda a jeho týmu takové, které zahrnují nejlehčí možný Higgsův boson s nenulovou hmotností. A pokud jde o ty ostatní skupiny částic, badatelé spočítali, že k vysvětlení pozorované (a velice slabé) gravitace by bylo potřeba právě oněch zmíněných 10 na šestnáctou souborů částic.

Paddy Fox. Kredit: Fermilab

Nejeden fyzik má ale s touto novou teorií problém. Vyjádřil to například Peter Woit z newyorské Kolumbijské univerzity. Podle něj není příliš přitažlivé zavádět takové spousty částic. Je to podle něj nestydaté poplivání principu Occamovy břitvy, a má samozřejmě pravdu. Podle Matta Strasslera z Harvardu to ale není úplně špatný nápad. Nicméně, prý je za ním notně nepřirozená matematika. Strassler přesto doufá, že když už je tahle myšlenka venku, že se model dočká zlepšení.

Paddy Fox z Fermilabu se domnívá, že během příštích 10 let bychom měli mít jasno. Pokud mají Arkani-Hamed a spol. pravdu, tak by se v experimentech měly objevit částice ze souborů, které mají jenom nepatrně těžší Higgsovy bosony. Také bychom je prý mohli vystopovat prostřednictvím jejich vlivu na mikrovlnné reliktní záření. Zdá se, že bychom se brzy mohli dozvědět, jestli nás obklopují mračna přízračných částic.

Video:  Nima Arkani-Hamed - Physics and Mathematics for the End of Spacetime

Video:  The Morality of Fundamental Physics -- Nima Arkani-Hamed -- Cornell University


Literatura
NewScientist 3. 8. 2016, rXiv:1607.06821