Hypotetisk partikkelkalender: 20. desember – Technicolor

Hvilke partikler finnes i naturen? Vi vet om en hel del – men vi vet også at det må være flere igjen å finne. [Bilde: http://www.particlezoo.net]

Technicolor – en ny sterk naturkraft?

Vi vet i dag omtrent hvilke partikler naturen består av. Samtidig er det mange mysterier igjen å forstå, og flere av dem antyder at det finnes enda flere partikler der ute enn de vi har oppdaget hittil. Men hvilke? Hva slags egenskaper må de ha, hvordan kan de lages, og ikke minst hvordan kan de eventuelt oppdages? I den stille adventstid gir kollokvium deg en hypotetisk partikkel hver dag, og ser fremover mot de store oppdagelsene fysikere kan håpe å gjøre i årene som kommer.

De siste 20-30 årene har et underliggende spørsmål innen partikkelfysikken vært: Hva om Higgsmekanismen er feil? Hva om det ikke finnes noen Higgspartikkel, ikke noe Higgsfelt? Hele greia ble introdusert for å forklare massen til noen av partiklene, og den er jo der uansett. Er Higgsideen gal (som det nå ser ut til at den ikke er, men det ignorerer vi i dag), så trenger vi en erstatning. Noe annet som kan gjøre partiklene tunge og stå for ny, spennende fysikk.

Vi så en mulighet i går – toppkondensatet. Denne ideen forklarer litt, men ikke egentlig veldig mye.

Dagens ide går mye lenger, og er – i likhet med supersymmetri – egentlig en hel hypotetisk utvidelse av standardmodellen snarere enn en enkelt hypotetisk partikkel.

Denne lett psykedeliske tittelen på en musical blir med ett litt mer forståelig - eller?

Denne lett psykedeliske tittelen på en musical blir med ett litt mer forståelig – eller?

Ideen kalles technicolor, og er kort sagt denne: Hva om det finnes enda en naturkraft der ute? En som er veldig sterk – enda sterkere enn den sterke kjernekraften – og som bare føles av partikler som er veldig, veldig tunge?

I såfall er det ikke rart at vi ikke har oppdaget den enda, for den vil ikke spille noen som helst rolle i dagliglivet. Det den derimot kan gjøre, er å fjerne behovet for en Higgspartikkel. Prisen – eller eventuelt belønningen, avhengig av hvordan du ser det – er at den i steden introduserer en hel julenissesekk av andre hypotetiske partikler: Technifermioner, sammensatte technibosoner, og så videre. Navnet er forøvrig et spill på at den sterke kjernekraften har noe som kalles fargeladning – color charge – og at technicolor er designet som en slags utvidet kopi av denne.

Hvorfor liker ikke folk Higgs-mekanismen, egentlig? Hva får noen til å mene at å finne på en helt ny kraft er bedre enn en enkelt partikkel? En grunn er at Higgs-ideen har noen problemer. Det viktigste av dem er at selv om den forutsagte partikkelen får en OK masse i dagens teori, så vil eventuelle enda tyngre partikler i teorien gjøre Higgs tyngre også. Måten teorien regner ut higgsmassen på er avhengig av alle de andre partiklene som er med, og kommer det tyngre partikler – som vi jo egentlig regner med at det gjør – så blir higgsmassen plutselig så høy at den ikke stemmer med andre målinger lenger.

Flere teorier jobber seg rundt dette. Supersymmetri gjør det ved å lage partikler som får minustegn i utregningen der de vanlige partiklene får pluss-tegn, slik at alle leddene blir null. Snedig, men litt desperat kanskje?

Technicolor gjør noe helt annet. Her er det ingen Higgs. men i steden en serie andre partikler og felt som gjør samme nytten. De har alle den fordelen at de ikke får slike uendelige masser i rare utregninger. Teorien henger rett og slett bedre sammen.

Technicolor har slitt helt siden den ble påtenkt på 70-tallet. Det ble vist at uansett hvordan man snudde og vendte på det, så kunne ikke teorien passe inn med målinger. Dette er egentlig dødsstøtet for en vitenskapelig teori, men så snudde og vendte man på det likevel og kom opp med flere ideer – såkalt extended technicolor, og senere walking technicolor (sterk kandidat til prisen for særeste teorinavn). Disse gjør det mulig for technicolor-ideen – med alle dens nye partikler og nye fysikk – å overleve likevel, og kanskje bli oppdaget ved en av dagens eller morgendagens akseleratorer.

Likevel: En ting har stort sett alle technicolor-versjoner til felles. De forutsier ikke et Higgs-boson a´la det som nå antakelig er oppdaget på CERN. Teoretikere kan gjerne vri teoriene sine til å passe det aller meste, men akkurat technicolor er nok en hypotetisk kraft – ett sett med hypotetiske partikler – som det vil bli stille om fremover.

(PS: Luken i morgen, 21. desember, vil bli åpnet litt senere enn vanlig: Kl. 10.00, i direktesending på Abels Tårn, EKKO, NRK P2.)

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s