La evidencia de la teoría de cuerdas: aceleradores de partículas

Para la física de partículas de alta energía, aceleradores de partículas de ayuda teóricos de cuerdas proceder con los experimentos en los aparatos que controlan. UN acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos magnéticos potentes para acelerar un haz de partículas cargadas a velocidades increíblemente rápidas y luego choca con un haz de partículas que van en sentido contrario. Entonces, los científicos pueden analizar los resultados de la colisión.

Acelerador relativista de iones pesados ​​(RHIC)

El relativista de Iones Pesados ​​(RHIC) es un acelerador de partículas del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Nueva York. Se puso en línea en 2000, después de una década de planificación y construcción.

El nombre RHIC viene del hecho de que acelera iones pesados ​​- es decir, los núcleos atómicos despojados de sus electrones a velocidades relativistas - (99,995 por ciento de la velocidad de la luz) y luego choca. Debido a que las partículas son núcleos atómicos, las colisiones contienen una gran cantidad de energía en comparación con haces de protones puros (aunque también se necesita más tiempo y energía para llegar hasta esa velocidad).

Cerrando de golpe dos núcleos de oro juntos, los físicos pueden obtener una temperatura de 300 millones de veces más caliente que la superficie del sol. Los protones y los neutrones que normalmente componen los núcleos de oro se descomponen a esta temperatura en un plasma de quark y gluones.

Esta quark-gluon plasma está en relación con la cromodinámica cuántica (QCD), pero el problema es que el plasma se supone que debe comportarse como un gas. En su lugar, se comporta como un líquido. De acuerdo con Leonard Susskind, la teoría de cuerdas puede ser capaz de explicar este comportamiento usando una variación en la conjetura de Maldacena. De esta manera, el plasma quark-gluón puede ser descrita por una teoría equivalente en el universo de dimensiones superiores: un agujero negro, en este caso!

LHC (LHC)

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es un aparato enorme, construido bajo tierra en las instalaciones de la física de partículas del CERN en la frontera entre Suiza y Francia. (CERN es el centro Europea física de partículas que era, en 1968, el lugar de nacimiento de la teoría de cuerdas.) El acelerador en sí es de unos 27 kilómetros (17 millas) de circunferencia, como se muestra.

Los 9.300 imanes de la instalación pueden acelerar protones en colisiones hasta posiblemente 14 billones de electrón-voltios (VET), mucho más allá de nuestras limitaciones experimentales actuales. El costo del LHC era alrededor de $ 9 mil millones a partir de este escrito.

Video: Teoría de cuerdas y teoría de campos

El 10 de septiembre de 2008, el LHC entró en funcionamiento oficialmente mediante la ejecución de un haz de toda la longitud del túnel. El 19 de septiembre, una conexión eléctrica defectuosa provocó una ruptura en el sello de vacío, lo que resulta en una fuga de 6 toneladas de helio líquido.

Debido a esto, hay todavía tienen que ser ningún resultado experimentales significativos desde el LHC, sino que debe venir. El nivel de energía de 14 TeV podría ser capaz de alcanzar varios resultados experimentales posibles:

• agujeros negros microscópicos, que apoyarían predicciones de dimensiones extra

• partícula Supersymmetric (spartícula) creación

• La confirmación experimental del bosón de Higgs, la partícula final Modelo Estándar de permanecer sin ser visto

  Video: LHC - El acelerador de partículas

• Evidencia de enrolladas dimensiones extra

  Video: ACELERADOR DE PARTICULAS explicación express

Una de las mayores piezas de evidencia para la teoría de cuerdas en realidad podría ser una falta de pruebas. Si los experimentos en el LHC se registran algunos “falta de energía,” un par de posibilidades podría proporcionar un apoyo increíble para la teoría de cuerdas.

Video: La teoria de cuerdas Documental HD

• En primer lugar, las colisiones podrían crear nuevas partículas-que forman la materia oscura, que luego fluye hacia fuera de la instalación sin interactuar con la materia normal (como, ya sabes, el detector de sí mismo).

• En segundo lugar, la energía podría resultar de energía (o spartículas) que realmente están viajando directamente en las dimensiones extra, en lugar de en nuestro propio 4 dimensiones espacio-tiempo que falta.

Cualquiera de estos resultados sería un gran descubrimiento, y, o bien las partículas supersimétricas o dimensiones extra tendría profundas implicaciones para la teoría de cuerdas.

Colisionadores del futuro

Los aceleradores de partículas son tan masivos que no existen diseños determinados para cada uno de ellos- acelerador de partículas es su propio prototipo. El siguiente en los libros parece ser el Colisionador Lineal Internacional (ILC), que es un colisionador electrón-positrón. Una ventaja de esto es que los electrones y positrones, porque son partículas fundamentales y las partículas no compuestas como los protones, son mucho menos sucio cuando colisionan.

El CIT no ha sido aprobado. Propuestas, incluyendo la ubicación, podría ser votados en torno a 2012 y, si se aprueba, que puedan estar en funcionamiento a finales de la década de 2010. Las primeras estimaciones para el proyecto dará un costo mínimo de $ 6,65 mil millones (excluyendo pequeñas cosas como en realidad la compra del terreno y otros costos incidentales).

También es posible que el LHC podría ser el último de los grandes aceleradores de partículas, porque las nuevas tecnologías propuestas pueden ser desarrollados que permiten la rápida aceleración de partículas que no requiere instalaciones masivas.