SUPERSYMMETRIA

© Katse Kaikkeuteen 2020 Tilaa ohjelman YouTube-kanava!    / katsekaikkeuteen   Seuraa ohjelmaa Facebookissa!   / katsekaikkeuteen   Seuraa ohjelmaa Instagramissa!   / katsekaikkeuteen   Ota yhteyttä kommenttien ja kysymysten kera! [email protected] SUPERSYMMETRIA Käsittämättömän kvanttimaailman selittämiseks ei oo vielä täysin tyydyttäviä vastauksia. Mutta tiedätkös mikä on tyydyttävää? Symmetria. Ja tiedätkös mikä on sit ihan supertyydyttävää? No tietenkin supersymmetria. INTRO Kun kemistit pääsi 1800-luvulla alkuaineiden jäljille, niitä pyrittiin luokitteleen taulukkoon niiden atomipainon mukaseen järjestykseen. Vasta kvanttimekaniikan alkumetreillä, kun tanskalainen fyysikko Niels Bohr selitti vuonna 1922 alkuaineiden kemiallisia ominaisuuksia atomien rakenteella, ne alko hakeutua nykysin tunnettuun jaksolliseen järjestelmäänsä. Kun me otettiin askel atomejakin pienempään mittakaavaan, myös alkeishiukkasia pyrittiin 1970-luvun alussa luokitteleen omaan taulukkoonsa. Tästä kehitty hiukkasten standardimalli, joka ei vielä oo täydellinen. Yks teoria joka pyrkii selittään tän mallin suurimpia ongelmia on supersymmetria. HIUKKASTEN HUONE Hiukkasten standardimalli pyrkii esittään meidän universumin perustavanlaatusimmat hiukkaset ja selitään niiden vuorovaikutusominaisuudet. Tän taulukon sisältö on jaettu kahteen ryhmään: fermioneihin ja bosoneihin. Fermionit on niitä alkeishiukkasia jotka muodostaa kaiken olevan aineen. Näitä on muun muassa kvarkit, jotka rakentaa kaikkien atomien protonit ja neutronit, sekä elektronit jotka antaa kaikille atomeille niille olennaiset ominaisuudet. Bosonit sen sijaan on hiukkasia, jotka määrittelee ja ohjailee kaikkia universumin voimia ja ilmiöitä. Näihin lukeutuu muun muassa gluonit, jotka sitoo kaikki protonit ja neutronit yhteiseks atomiytimeks, ja fotonit, jotka kuljettaa sähkömagneettista värähtelyä. Yks fermionien ja bosonien isoin eroavaisuus on se, että kaks samaa fermionihiukkasta ei voi esiintyä samassa paikassa samaan aikaan, kun taas bosonit voi järjestää ties minkälaisia ajan käsitteitä kyseenalaistavia ryhmäsessioita. Tähän asti siis hiukkasten standardimalli noudattaa helposti seurattavia sääntöjä, joten mikä siinä mahtaa sitten niin pahasti ola pielessä. SYMMETRIAN STANDARDI Kaikki tiedeyhteisön jäsenet lienee samaa mieltä siitä, että hiukkasten nykynen mallinnus ei oo kokonainen, vaikka se on pyritty sellaseks laatimaan. Sieltä puuttuu lukemattomia matemaattisesti oletettuja hiukkasia, joita ei oo vielä kyetty löytämään. Tää on kaikista ongelmista se suurin ja siitä sai alkunsa supersymmetriateoria, joka ehdottaa, että jokasta nykysen mallin tuntemaa hiukkasta kohden on olemassa vielä toinen massaltaan suurempi vastakappale, tai ehkä enemmänkin kumppanikappale. Viimesin standardimalliin lisätty hiukkanen on vuonna 2012 löydetty Higgsin bosoni. Se on ainoo alkeishiukkanen, joka vuorovaikuttaa aika-avaruuden kankaan kanssa, aiheuttaen kaikki siinä havaittavat muutokset. Eli toisin sanoen Higgsin bosoni antaa massan kaikelle aineelle. Mutta Higgsin bosoni on liian kevyt selittääkseen yksinään sen vuorovaikutusominaisuudet universumin tai muiden alkeishiukkasten kanssa. Tää on yks niistä monista ongelmista, joita sypersymmetriateorialla pyritään ratkasemaan. Tän teorian olettama Higgsin bosonin raskaampi kumppanikappale selittäis kaikki ristiriitasuudet ja mahdollistais Higgsin bosonin vuorovaikutukset kepeydestään huolimatta. Supersymmetriateoria pyrkii siis täyttämään täydellisesti kaikki juoniaukot tässä hiukkasten tarinassa. KOSMINEN KOLMINAISUUS Supersymmetriateorian merkittävin ja kauaskantosin pyrkimys on selittää suuri yhtenäisteoria, joka pyrkii yhdistään kolme neljästä perusvuorovaikutuksesta yhdeks voimaks, mikä olis askel lähemmäs kaiken teoriaa. Universumin neljää luonnonvoimaa tai perusvuorovaikutusta käsitellään enimmäkseen erillään toisistaan. Gravitaatio, sähkömagnetismi, heikko ja vahva ydinvoima. Mutta aikojen alussa, pelkästään yhden sekunnin murto-osa alkuräjähdyksen jälkeen, kaikki fysiikan lait, voimat ja ilmiöt oli yhtä ja samaa. Nää neljä eri kenttää muodosti yhden supervoiman. Supersymmetriateorian olettamat hiukkaset onnistuis antaan sähkömagnetismin ja molempien ydinvoimien välille ne tismalleen samat ominaisuudet, jotka niillä oli olleessaan yhtä ja samaa. Tää olis ensimmäinen vedenpitävä linkki toistaseks toisiaan hylkivän suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan välillä. Mutta entäs sitten se ulkopuolelle jäävä gravitaatio? Se on taas ihan oma lukunsa. Gravitaatio on roikkunu niin pitkään standardimallin kyljessä eräänlaisena laiminlyötynä hylkiönä, että epätoivosimmat pohtii jo sitä, että ymmärretäänkö me sittenkään vielä mitään siitä mitä gravitaatio todellisuudessa edes on. Säieteoria olettaa niin kutsutun gravitonin, eli painovoiman välittäjähiukkasen, minkä ansiosta säieteoria herättääkin niin kovasti huomioo...