Русская Википедия:Большие дополнительные измерения
Большие дополнительные измерения, ADD,LED — собирательное название теорий физики элементарных частиц, предполагающих что четырёхмерное пространство-время Стандартной модели располагается на бране, погруженной в многомерное пространство, включающее, помимо четырёхмерного пространства-времени, большие или бесконечные дополнительные измерения. Электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия действуют внутри четырех измерений этой браны, а гравитоны, кроме того, могут распространяться через дополнительные измерения. Предполагается, что на основе таких теорий можно найти решение ряда физических проблем: проблемы иерархии, проблемы космологической постоянной и т.д.[1][2][3] Идея больших дополнительных измерений была выдвинута Нимой Аркани-Хамедом, Савасом Димопулосом и Джиа Двали в 1998 году.[4][5] Предполагается, что излучение гравитонов в дополнительные измерения позволит экспериментально проверить теорию больших дополнительных измерений на современных ускорителях при энергиях столкновения порядка ТэВ.[1][6] Один из способов проверить теорию заключается в столкновении двух протонов в Большом адронном коллайдере или электрона и позитрона в электронном ускорителе так, чтобы при их столкновении образовался гравитон, который мог бы излучиться в дополнительные измерения, что привело бы к уменьшению наблюдаемой энергии и поперечного импульса.[1] До сих пор ни один эксперимент на Большом адронном коллайдере не обнаружил подобного эффекта.[7][8][9][10][11][12]
Проблема иерархии
Традиционно в теоретической физике энергия Планка является самой высокой энергией, и все энергии измеряются в долях энергии Планка. Существует большой разрыв между энергией гравитационных, электрослабых взаимодействий и энергией Планка (проблема иерархии).[1] В теориях больших дополнительных измерений фундаментальным параметром является не планковская масса, а массовый масштаб многомерного гравитационного взаимодействия, который может быть значительно меньше планковской массы[1] Если фундаментальный масштаб гравитационного взаимодействия близок к масштабу электрослабого взаимодействия, проверка фундаментальной теории квантовой гравитации, такой как теория струн, может быть осуществлена на таких коллайдерах, как Теватрон или БАК. [13][14][12][15][16][17][18][19][20][21][22]
Теория больших дополнительных измерений даёт альтернативное принятому в Стандартной модели объяснение механизма качелей для массы нейтрино.[23][24][25][26]
Распад протона
Серьёзной проблемой теорий больших дополнительных измерений является распад протона за очень малое время в случае масштаба квантовой гравитации порядка нескольких ТэВ.[1] Она решается введением дискретных калибровочных симметрий. [27][28][29][30][31]
Экспериментальная проверка
Анализ экспериментальных данных, полученных на Большом адронном коллайдере, сильно ограничивает допустимые параметры теорий с большими дополнительными измерениями.[7][8][9][10][11][12]
Коллаборация Fermi-LAT в 2012 году опубликовала ограничения для больших дополнительных измерений, полученные в результате астрофизических наблюдений нейтронных звезд. Если масштаб объединения всех фундаментальных взаимодействий в ADD равен TeV, то при числе дополнительных измерений <math>n < 4</math> представленные ей результаты подразумевают, что топология компактификации более сложная, чем тор, т.е. все большие дополнительные измерения имеют одинаковый размер. Для плоских больших дополнительных измерений одинакового размера допускаются лишь <math>n \geqslant 4</math>.[32][33]
См. также
Примечания
Дальнейшее чтение
- S. Hossenfelder, Extra Dimensions, (2006).
- Kaustubh Agashe and Alex Pomarol Шаблон:Cite journal
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Рубаков В. А. "Большие и бесконечные дополнительные измерения" // УФН, т. 171, с. 913–938 (2001)
- ↑ Барвинский А. О. "Космологические браны и макроскопические дополнительные измерения" // УФН, т. 175, с. 569–601 (2005)
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 7,0 7,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 8,0 8,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 9,0 9,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 10,0 10,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 11,0 11,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ 12,0 12,1 12,2 Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite arXiv
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite web
