Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Susy

Ο Πολωνός, ο Σουηδός και η εγγονή SUSY

Το πρώτο βήμα προς τον συγκερασμό των δύο απόψεων για το «πώς λειτουργεί η Βαρύτητα» έγινε το 1919 - δυο χρόνια μετά την εμφάνιση της Γενικής Σχετικότητας - από το Πολωνό Theodor Kaluza, ένα Πολωνό φυσικό της γενιάς του Amedeo Modigliani και του Κώστα Βάρναλη, αρκετά χρόνια μικρότερο από την πατριώτισσα του Μαρία Κιουρί .

Οι μόνες δυνάμεις που υπήρχαν τότε ήταν η βαρύτητα και η ηλεκτρομαγνητική. Εμπνευσμένος από τον Einstein που είχε αποδώσει τη βαρύτητα σε Γεωμετρία, ο Kaluza θέλησε να «ενοποιήσειι» τη βαρύτητα με την ηλεκτρομαγνητική δύναμη, προτείνοντας μια «γεωμετρικοποίηση» της ηλεκτρομαγνητικής. Υποστήριξε αλλά και απέδειξε θεωρητικά ότι και η ηλεκτρομαγνητική οφείλεται σε μια καμπύλωση της ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ του ΧΏΡΟΥ. Όχι όμως του τετραδιάστατου χωρόχρονου η του Einstein αλλά ενός χώρου πέντε διαστάσεων, τεσσάρων χώρου και μιας χρόνου.

Το ερώτημα ήταν βέβαια : «υπάρχει πράγματι μια τέταρτη διάσταση του χώρου που έχει κρυφτεί» ;

Η απάντηση ήλθε από τον Σουηδό φυσικό Oskar Klein, εννιά χρόνια μικρότερο από τον άλλο Πολωνό «παππού»,

ο οποίος υποστήριξε ότι η τέταρτη χωρική διάσταση δείχνει να απουσιάζει επειδή έχει «κουλουριαστεί» σε τόσο μικρό μέγεθος που την κάνει ανεπαίσθητη. Κάτι σαν το λάστιχο ου ποτίζουμε το οποίο από μακριά φαίνεται σαν μία γραμμή που σέρνεται ενώ από κοντά έχει σχήμα κυλινδρικό. Αυτό που θεωρούμε σαν ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ στον τρισδιάστατο χώρο μας «στην πραγματικότητα» είναι ένας κύκλος μέσα σε μία τέταρτη διάσταση του χώρου.

Παρά την ιδιοφυή της σύλληψη, στα 50 χρόνια που ακολούθησαν η θεωρία των Kaluza Klein αγνοήθηκε.

Η νεκρανάστασή της έγινε τη δεκαετία του 1980 με την ενοποίηση της ηλεκτρομαγνητικής και της ασθενούς αλληλεπίδρασης, την απόπειρα ενοποίησης της ηλεκτρασθενούς με την ισχυρή (GUT) και το «όνειρο» της ενοποίησης της Βαρύτητας σε μια Theory of Everything.

Η ΙΔΕΑ ήταν ότι η ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ΘΑ ΜΠΟΡΟΥΣΕ ΝΑ ΠΕΡΑΣΕΙ ΜΕΣΑ ΑΠΌ ΤΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΠΟΙΗΣΗ.

Εάν όμως για τη γεωμετρικοποίηση της ηλεκτρομαγνητικής χρειάστηκε – σύμφωνα με τους δύο «παππούδες» - ΜΙΑ ακόμα χωρική διάσταση, οι θεωρητικοί της δεκαετίας του 80 έδειξαν ότι

για να γεωμετρικοποιηθούν οι τρεις – εκτός από τη βαρύτητα – αλληλεπιδράσεις

απαιτούνται ΕΠΤΑ ακόμα χωρικές διαστάσεις, δηλαδή ΔΕΚΑ στο σύνολο χωρικές διαστάσεις

και εάν προστεθεί και η διάσταση του ΧΡΟΝΟΥ συνολικά ΕΝΤΕΚΑ.

Εξυπακούεται ότι πρέπει να υποθέσουμε ότι οι «κρυμμένες» αυτές διαστάσεις έχουν κουλουριαστεί γύρω από τον εαυτό τους. Εάν το Σύμπαν έχει 11 διαστάσεις εκ των οποίων τις επτά κρυμμένες μέσα σε μία «7- σφαίρα» υπάρχει πιθανότητα η βαρύτητα να είναι ενωμένη τις τρεις άλλες δυνάμεις και να σχηματίζουν μία ΥΠΕΡΔΥΝΑΜΗ . Σε μια τέτοια περίπτωση η βαρύτητα προκύπτει από την καμπύλωση του τετραδιάστατου χωρόχρονου, ενώ οι τρεις άλλες από την καμπύλωση του χώρου στις επτά υπόλοιπες κρυμμένες χωρικές διαστάσεις.

Πώς όμως θα μπορούσαν οι ερευνητές να εντοπίσουν τις κρυμμένες διαστάσεις με τη βοήθεια και της σύγχρονης τεχνολογίας ; Οι πρώτες απαντήσεις είναι ότι για να κάνουμε τις κρυμμένες διαστάσεις να εκδηλωθούν θα χρειαζόταν ένας επιταχυντής μεγάλος όσο και ο γαλαξίας μας. Αυτό βέβαια σημαίνει αδιέξοδο.

SUSY , ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ

Τα χρόνια εκείνα έκανε την εμφάνισή της στη σκηνή και η εγγονή SUSY.

Είχε προηγηθεί η ιδέα για μια ΕΝΟΠΟΙΗΣΗΣΗ των τεσσάρων δυνάμεων. Οι ΤΕΣΣΕΡΕΙΣ δυνάμεις έδειχναν ότι θα περιοριστούν σε ΤΡΕΙΣ και η ΜΙΑ, η ενιαία υπερδύναμη, είχε αρχίσει να κλείνει στους φυσικούς το μάτι. Η ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ των δυνάμεων ήταν ο στόχος του παιχνιδιού.

Το 1974 οι φυσικοί – πρωτοπόροι ο Αυστριακός Julius Wess του Ινστιτούτου Max Planck και

ο Ιταλός Bruno Zumino του Berkley- συλλαμβάνουν ένα ακόμα πιο φιλόδοξο πρόγραμμα ενοποίησης, αναζητώντας ένα μοντέλο που θα ΕΝΟΠΟΙΕΙ

τα ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ με τις ΔΥΝΑΜΕΙΣ.

Το εγχείρημα φαίνεται εφικτό διότι οι ΔΥΝΑΜΕΙΣ, από τη σκοπιά της Κβαντικής Φυσικής, περιγράφονται με ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ-μεσολαβητές

Πρόκειται για την ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ, τη SUSY μια Θεωρία δηλαδή που δεν προτίθεται να ενοποιήσει ΜΟΝΟ τις τέσσερεις δυνάμεις αλλά την ΟΥΣΙΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ, δηλαδή την ΥΛΗ/ΜΑΖΑ με τα λεπτόνια και τα κουάρκ, τα σωματίδια μεσολαβητές, virtual φωτόνια, W, Z, γλουόνια και βαρυτόνια, αλλά και την ΥΛΗ/ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ με τα φωτόνιά της.

Η πρόταση είναι να κοιτάξουμε τα πράγματα και με την ματιά της Κβαντικής Φυσικής και -χωρίς να αρνηθούμε τις 11διαστάσεις- να δεχθούμε την ύπαρξη φερμιονίων και μποζονίων.

Η κεντρική ΙΔΕΑ είναι ότι για ενοποιήσουμε

Ύλη μάζα και Ύλη/ακτινοβολία θα χρειαστεί να ζευγαρώσουμε

τα ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ ( τα σωματίδια της ύλης/μάζας )

με τα ΜΠΟΖΟΝΙΑ, ( τα σωματίδια μεσολαβητές

αλλά και φωτόνια της Ακτινοβολίας ) .

πρέπει να βρούμε μια νέα ΣΥΜΜΕΤΡΙΑ που θα μεταμορφώνει

ένα φερμιόνιο σε μποζόνιο και αντίστροφα.

Αυτή είναι η ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ, η SUPERSYMMETRY

που κυκλοφορεί στη γλώσσα των φυσικών και ως SUSY.

Η αρχική απόπειρα με στόχο να ενώσει μεταξύ τους τα ήδη γνωστά φερμιόνια και μποζόνια απέτυχε. Στη συνέχεια οι φυσικοί αναγκάστηκαν να διπλασιάσουν το πλήθος των γνωστών σωματιδίων ενώνοντας γνωστά φερμιόνια με μποζόνια-πλάσματα της Σκέψης και γνωστά μποζόνια με φερμιόνια-πλάσματα της Σκέψης που δεν είχαν δηλαδή ανιχνευθεί.

Το πρόβλημα με τα ονόματα των πλασμάτων της Σκέψης δεν ήταν τόσο απλό.

Για να θυμούνται «ποιος ζευγαρώνει με ποιον» οι υπερσύντροφοι των φερμιονίων δέχτηκαν απλά το πρόθεμα s ( αρχικό της λέξης SUPERSYMMETRY). Εμφανίστηκαν έτσι τα υπερσωματίδια s-electron, s-muon, s-quark και τα υπόλοιπα.

Οι υπερσύντροφοι των μποζονίων βαφτίστηκαν με τρόπο διαφορετικό, Στον δρόμο που είχε κάποτε χαράξει ο Ενρίκο Φέρμι βαφτίζοντας το «τότε σωματίδιο φάντασμα» νετρίνο , μόλο που το νετρίνο ΔΕΝ είναι βέβαια μποζόνιο. Προστέθηκε δηλαδή η κατάληξη – ino οπότε πήραν τα ονόματα φωτίνο, βαρυτίνο, W-ίνο, γλοιίνο .

SUSY, η ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ
spin 0	spin ½	spin 1	spin 3/2	spin 2
Higgs, Χιγκς	Higgsino, Χιγκσίνο		Gravitino, Bαρυτίνο	Graviton, Βαρυτόνιο
s- Lepton, σ-Λεπτόνιο	Lepton, Λεπτόνιο
s- Quark, σ-Κουάρκ	Quark, Κουάρκ
	Photin, Φωτίνο	Photon, Φωτόνιο
	Gluino, Γλουίνο	Gluon, Γλουόνιο
	Zino, Ζίνο	Z
	Wino, Γουίνο	W

Οι ερευνητές άρχισαν να αναζητούν με πάθος τα σωματίδια της Susy – που αλλού ; - στους γιγάντιους επιταχυντές. Κανένα, όμως, δεν έχει κάνει ακόμα την «εμφάνισή» του.

Ωστόσο οι πιο αισιόδοξοι βλέπουν κάποιες ελπίδες προς την κατεύθυνση του LHC.

Αυτά όλα σημαίνουν ότι είτε ξεκινήσουμε από τη Γενική Σχετικότητα όπου οι δυνάμεις είναι εκδηλώσεις Γεωμετρίας είτε από την Κβαντομηχανική όπου οι δυνάμεις λειτουργούν με σωματίδια-αγγελιοφόρους καταλήγουμε στο ίδιο σημείο σε ένα δηλαδή Σύμπαν ΈΝΤΕΚΑ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ από τις οποίες οι επτά βρίσκονται κουλουριασμένες σε τέτοια κλίμακα που δεν είναι προς το παρόν αντιληπτές από την ανθρώπινη συνείδησή μας.