Et irriterende problem…

Presentasjon om: "Et irriterende problem…"— Utskrift av presentasjonen:

1 Et irriterende problem…
KVANTEMEKANIKK (partikler og bølger) GENERELL RELATIVITETSTEORI (tidrom)

2 Hierarkiproblemet (I)

3 Gravitasjonskraften er svak!
gravity EM Strength r

4 Hierarkiproblemet (II)
Rett etter Big Bang må alle kreftene ha oppført seg som én kraft Streng Teori: Partikkel = 1-D vibrerende streng Gravitasjon på kvantenivå Samle naturkreftene i en teori Gravitasjonskraften er like sterk som de andre kreftene! Må bare studere G-kraften ved små nok distanser

5 Hierarkiproblemet (III)
Hvor små? Planck lengden (1019 ganger mindre enn et atom) Hvordan? Partikkelkollisjoner ~ 1016 TeV CERN: LHC ~ TeV UMULIG!

6 Ekstra dimensjoner – en mulig løsning?
SUSY gravitasjon strenger EKSTRA DIMENSJONER partikler kvantefysikk kosmologi

7 Ekstra dimensjoner - hovedideen
Det tradisjonelle bildet Det nye bildet

8 Ekstra dimensjoner – en rask historie (I)
Ideen har sitt opphav i vår søken etter en teori som forener alle kreftene i naturen 1860-årene, Maxwell: ELEKTRISITET + MAGNETISME = ELEKTROMAGNETISME 1920-årene, Theodor Kaluza og Oscar Klein: Maxwell EM U(1) gauge symmetri Einstein GR Lorentz symmetri Geometrisk teori med én ekstra dimensjon 5D Lorentz symmetri

9 Ekstra dimensjoner – en rask historie (II)
Men hvis den ekstra dimensjonen er sammenrullet (”kompaktifisert”) U(1) gauge sym (EM) 4D Lorentz sym (GR) Liten interesse frem til 1970/1980 SUSY Streng Teori Partikler byttet ut med 1-D vibrerende strenger Partikkel = bestemt vibrasjonsmodus Graviton : Gravitasjonen er automatisk inkludert

10 Ekstra dimensjoner – en rask historie (III)
1980-årene: SUSY + ST = SUPERSTRENGTEORI Spesiell gauge-sym: stor nok til å samle alle kreftene! Gravitasjon på kvantenivå Men… 7 ekstra dimensjoner som er kompaktifisert (10-35 m)

11 Braneworlds Våren 1998: Arkani-Hamed, Dimopolous og Dvali (ADD)
…kanskje G-kraften er den eneste kraften som merker de ekstra dimensjonene

12 Gravitasjonskraften blir sterkere!
gravity EM Strength r … 1/mstrong

13 Hvor store er de ekstra dimensjonene?
Rn 1 ~1013 m Solsystemet 2 ~1 mm 3 10 nm Molekyl 4 10-11 m Atom 5 10 fm Atomkjerne Newton’s lov er testet ned til ca mm

14 MIKROSKOPISKE SORTE HULL

15 Mikropskopiske sorte hull
NYT 11/09/01

16 Sorte Hull i partikkelkollisjoner
For hver kollisjon er det en rS Hvis rs< R  (4+n)D sort hull Når MBH  så rs Ingenting kan unnslippe event horisonten Overflaten kan ikke bli mindre! Overflaten = mål på entropien Entropi  Temperatur  Stråling …men ikke en gang lys kan unnslippe et sort hull!

17 Fordampning (I) Steven Hawking (1974):
Studerte kvantefelt rundt sorte hull Sorte hull fordamper ved å stråle partikler!

18 Fordampning (II)

19 Henfall av sorte hull Levetid  ~ s BHjet + lepton + +…