» » » » » » Probleme nerezolvate în fizica particulelor și fizica energiilor înalte

Probleme nerezolvate în fizica particulelor și fizica energiilor înalte

Problema ierarhică:

  • De ce gravitația este o forță slabă? Ea devine puternică pentru particule numai la scara Planck, în jurul valorii de 1019 GeV, mult peste scala electroslabă (100 GeV, scara energetică dominantă a fizicii la energii joase).
  • De ce sunt aceste scale atât de diferite una față de cealaltă?
  • Ce împiedică obținerea unor cantități la scara electroslabă, cum ar fi masa bosonilor Higgs, de la obținerea unor corecții cuantice pe ordinea scării Planck?
  • Este soluția supersimetria, dimensiunile suplimentare sau doar reglajul antropic?

Particule Planck:

  • Masa Planck joacă un rol important în anumite părți ale fizicii matematice. O serie de cercetători au sugerat existența unei particule fundamentale cu o masă egală sau aproape de cea a masei Planck. Masa Planck este totuși enormă în comparație cu orice particulă detectată chiar și în comparație cu particula Higgs. Este încă o problemă nesoluționată dacă există sau chiar dacă a existat o particulă apropiată de masa Planck. Acest lucru este indirect legat de problema ierarhiei.

Monopoli magnetici:

  • Au existat particule care să poarte „sarcină magnetică” într-o epocă trecută, de energie mai înaltă? Dacă da, mai sunt și azi? (Paul Dirac a arătat existența unor tipuri de monopoli magnetici care ar explica cuantizarea sarcinii.)

Dezintegrarea protonului și criza spinului:

Dezintegrarea protonului
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Proton_decay.svg

(Modelul izospinilor slabi, hipersarcini slabe și sarcini de culoare pentru particulele din modelul Georgi-Glashow. Aici, un proton, format din doi cuarci up și unul down, se descompune într-un pion, constând dintr-un up și anti-up, și un pozitron, printr-un boson X cu sarcină electrică -4/3.)

  • Protonul este fundamental stabil? Sau se distruge cu o durată de viață finită, așa cum a fost prevăzută de unele extinderi la modelul standard?
  • Cum transportă cuarcii și gluonii spinul protonilor?

Supersimetria:

  • Supersimetria spațială este realizată la scară TeV? Dacă da, care este mecanismul de rupere a supersimetriei?
  • Supersimetria stabilizează scala electroslabă, împiedicând corecțiile cuantice ridicate?
  • Cea mai ușoară particulă supersimetrică (LSP sau Lightest Supersymmetric Particle) include materie întunecată?

Generații de materie:

  • De ce există trei generații de cuarci și leptoni?
  • Există o teorie care poate explica masele unor cuarci și leptoni particulari în generații particulare de la primele principii (o teorie a cuplărilor Yukawa)?

Masa neutrinilor:

  • Care este masa neutrinilor, indiferent dacă urmăresc statisticile Dirac sau Majorana?
  • Este ierarhia de masă normală sau inversată?
  • Este faza de încălcare a simetriei CP egală cu 0?

Confinarea culorilor:

  • De ce nu a fost măsurată niciodată un cuarc sau gluon liber, ci doar obiecte construite din ele, cum ar fi mezonii și barionii?
  • Cum apare acest fenomen din cromodinamica cuantică?

Problema simetriei CP puternice și axioni:

  • De ce interacțiunea nucleară puternică este invariantă pentru paritatea și conjugarea sarcinii? Este teoria lui Peccei-Quinn soluția la această problemă?
  • Ar putea fi axionii principala componentă a materiei întunecate?

Moment dipolar magnetic anormal:

  • De ce valoarea experimentală măsurată a momentului dipolului magnetic anormal al muonului („muon g-2”) diferă semnificativ de valoarea teoretică estimată a acelei constante fizice?

Problema razei protonului:

  • Care este raza sarcinii electrice a protonului? Cum diferă de sarcina gluonică?

Pentacuarci și alți hadroni exotici:

  • Ce combinații de cuarci sunt posibile?
  • De ce erau atât de greu de descoperit pentacuarcii?
  • Sunt un sistem strâns legat de cinci particule elementare sau o legare mai slabă a unui barion și a unui mezon?

Problema mu:

  • Problema teoriilor supersimetrice, preocupată de înțelegerea parametrilor teoriei.

Formula Koide:

  • Un aspect al problemei generațiilor de particule. Suma masei celor trei leptoni încărcați, împărțită la pătratul sumei rădăcinilor acestor mase este Q = 2/3, până la o deviație standard a observațiilor. Nu este cunoscut cum apare o astfel de valoare simplă și de ce este media aritmetică exactă a posibilelor valori extreme de 1/3 (mase egale) și 1 (o masă domină).

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *