Preon

Dans la physique de particules de , les preons sont " postulé ; point-like" ; des particules, conçues pour être des sous-composants des Quarks et des leptons le mot ont été inventées par le Jogesh Pati et le Abdus Salam dans le 1974 . L'intérêt pour des modèles de preon a fait une pointe dans les années 80 mais a ralenti en tant que quelques modèles proposés ont été éliminés par des expériences du Collider et aucun modèle ne pouvait prévoir un nouveau résultat expérimental. En plus, après le superstring d'abord la révolution , beaucoup de physiciens de particules sont devenus convaincus que la théorie de corde de offre le programme de recherche le plus logique pour poursuivre, en comprenant la nature des particules élémentaires. C'était théorie de corde de pensée était plus prometteur que la théorie de preon, et beaucoup de physiciens de particules ont commis leurs efforts de recherches dans cette direction. Plus récemment la confiance en théorie de corde s'est affaiblie dans quelques quarts, menant à l'intérêt remplacé pour des approches alternatives, y compris des modèles de preon.

Fond : Le recommander de simplifier le modèle standard

Avant que le modèle standard (SM) de ait été développé dans les années 70 (les éléments clé du modèle standard connu sous le nom de Quarks ont été proposés par le Gell-Mann et le Zweig dans le 1964 ), les physiciens ont observé que des centaines de différents genres de particules dans les accélérateurs de particules ceux-ci ont été organisées en rapports sur leurs propriétés physiques dans un système en grande partie ad hoc des hiérarchies, pas entièrement à la différence des animaux groupés par de taxonomie de de manière basés sur leurs dispositifs physiques. Comme on pouvait s'y attendre, le nombre important de particules désigné sous le nom du " ; " du zoo de particules de ;.

Le modèle standard, qui est maintenant le modèle actuel de la physique de particules, a nettement simplifié cette image en montrant cela la plupart des particules observées étaient les mésons ce qui sont des combinaisons de deux Quarks ou de Baryons ce qui sont des combinaisons de trois quarks, plus une poignée d'autres particules. Les particules étant vues dans les accélérateurs jamais-plus-puissants n'étaient, selon la théorie, typiquement rien plus que des combinaisons de ces quarks.

Dans le modèle standard, il y a plusieurs différents types de particules. Un de ces derniers, les Quarks a six sortes différentes, dont il y a trois variétés dans chacun (" doublé ; colors" ; , rouge, vert, et bleu, provoquant QCD : Chromodynamics de Quantum de ). En plus, il y a six types différents de ce qui sont connus comme leptons de ces six leptons, là sont trois particules chargées : l'électron , Muon , et Tauon . Les Neutrinos comportent les trois autres leptons, et pour chaque neutrino il y a un membre correspondant de l'autre ensemble de trois leptons. Dans le modèle standard, il y a également le W⁺ des photons , les particules de W⁻, et de Z, les Gluons et quelques espaces ouverts laissés pour le Graviton et le boson de Higgs de , qui n'ont pas été encore découverts. Presque toutes ces particules viennent dans le " ; " gaucher ; et " ; " droitier ; versions (voir le chirality de ).

Le modèle standard a également un certain nombre de problèmes qui n'ont pas été entièrement résolus. En particulier, on n'a encore proposé aucune théorie réussie de l'attraction universelle basée sur une théorie de particules. Bien que le modèle assume l'existence d'un graviton, toutes les tentatives de produire une théorie cohérente basée sur eux ont échoué. En plus, le de masse demeure un mystère dans le modèle standard. Bien que la masse de chaque particule successive suive certains modèles, des prévisions de la masse de repos de la plupart des particules ne peuvent pas être faites avec précision. Le boson de Higgs est assumé au " ; solve" ; ce problème, mais jusqu'ici le mécanisme de Higgs demeure non fondé.

Le modèle a également des problèmes prévoir la structure de large échelle de l'univers. Par exemple, le modèle prévoit généralement des quantités égales d'antimatière dans l'univers, quelque chose de matière et de qui n'est observable pas le cas. Un certain nombre de tentatives ont été faites au " ; fix" ; ceci par une série de mécanismes, mais jusqu'ici aucun n'ont gagné l'appui répandu. De même, les adaptations de base du modèle suggèrent la présence de l'affaiblissement de proton , qui n'a pas été encore observé.

La théorie de Preon est motivée par un désir de replier les accomplissements de la table périodique, et le modèle standard plus défunt qui a apprivoisé le " ; zoo" de particules ; , en trouvant des réponses plus fondamentales au nombre important de constantes arbitraires présenter dans le modèle standard.

La théorie de Preon est l'un de plusieurs modèles avoir été proposé afin d'essayer de fournir une explication plus fondamentale des résultats dans la physique expérimentale et théorique de particules. Plus discutés de ces modèles fondamentaux sont la théorie de corde de et ses plusieurs variantes. Une autre, une plus nouvelle approche est la condensation de Corde-filet de , qui modèle les particules élémentaires comme excitations des mouvements collectifs des atomes d'espace-temps (quelque peu analogues à phonons dans un cristal). Le modèle de preon a attiré comparativement peu d'intérêt jusqu'ici parmi la communauté de physique de particules.

Considérations théoriques de physique de particules pour rechercher la théorie de preon

La recherche de Preon est motivée par le désir d'expliquer les faits déjà existants ( Postdiction ), qui incluent

pour ramener le grand nombre de particules, beaucoup qui diffèrent seulement responsable, à un plus petit nombre des particules plus fondamentales. Par exemple, l'électron et le positron sont identiques excepté la charge, et la recherche de preon est motivée en expliquant que des électrons et les positrons se composent de preons semblables avec la différence appropriée expliquant la charge. L'espoir est de reproduire la stratégie Reductionist du qui a fonctionné pour la table de des éléments périodique .
Les fermions de seconde et de troisième génération sont censément principe fondamental, pourtant ils ont les masses plus élevées que ceux de la première génération, et les quarks sont instables et affaiblissement dans leurs contre-parties de première génération. Historiquement, l'instabilité et la radioactivité de quelques éléments chimiques ont été expliquées en termes d'isotopes . Par analogie ceci suggère une structure plus fondamentale pour au moins quelques fermions. le *To unifient la physique de particules avec la pesanteur, par exemple, modèle de Bilson-Thompson avec la pesanteur de quantum de boucle .
Pour donner la prévision pour les paramètres qui sont autrement non expliqués par le modèle standard, tel que les charges électriques des masses de particules et les frais de couleur et réduire le nombre de paramètres expérimentaux d'entrée requis par le modèle standard.
Pour fournir des raisons pour les différences très grandes dans les énergie-masses observées dans les particules censément fondamentales, du neutrino d'électron de au quark supérieur .
Le quark supérieur a une masse comparable à un noyau d'or. Considérant que le noyau d'or est stable, et se compose de structure plus élémentaire de 79 protons et électrons, et en moyenne, 118 neutrons, le quark supérieur est actuellement décrits en tant qu'étant une particule de la masse pure, sans la structure interne, et une qui se délabrent spontanément. Les modèles de Preon essayent de modeler la masse de quark supérieur en quelque sorte semblable à Massachusetts de noyau d'or.
Pour fournir un cadre théorique de demi vie instable de particules.
Pour expliquer le nombre de générations des fermions.
Pour prévoir les explications alternatives la symétrie Électro-faible de du cassant sans appeler un Higgs mettent en place , qui a besoin alternativement probablement d'un Supersymmetry pour corriger les problèmes théoriques concernant le champ de Higgs. Le Supersymmetry lui-même a des problèmes théoriques.
Pour expliquer les dispositifs de la physique de particules sans besoin de dimensions plus élevées , de Supersymmetry , de champ de Higgs de , ou de théorie de corde de .
Pour expliquer l'oscillation et Massachusetts de Neutrino de .
Le désir de faire de nouvelles prévisions non triviales, par exemple, pour fournir les candidats froids possibles de la matière foncée , ou pour prévoir que le grand Collider de Hadron de n'observera pas un boson de Higgs de ou le Superpartners
Le désir de se reproduire a seulement observé des particules, et d'empêcher la prévision dans son cadre pour les particules non-observées (qui est un problème théorique avec le supersymmetry).
La falsification expérimentale des théories unifiées grandes de certain de physique de particules comme résultat de ne pas observer l'affaiblissement de proton se permet de suggérer que le scénario grand d'unification, qui ficellent la théorie soit affirmé dessus, et supersymmetry, puisse être faux, et différentes solutions et la pensée seront exigées pour le progrès de la physique de particules.

Étaient théorie de corde réussie dans ses objectifs originaux, recherche de théorie de preon ne pas être nécessaire. La théorie de corde a été censée expliquer les issues ci-dessus en termes de dynamique de corde. Les différentes particules du modèle standard ont été expliquées en tant que différentes fréquences (tension) de planck-mesurent la corde, la dynamique de particules a été expliquée en termes de diagrammes de Worldsheet , (l'équivalent de théorie de corde du Feynman diagrams ) et les trois générations des fermions ont été expliqués en termes de " de cordes ; emballage de l'around" ; configuration spécifique des modules haut-dimensionnels . Le manque continu de la théorie de corde d'atteindre les objectifs ci-dessus comme modèle explicatif fondamental de la physique de particules a relancé l'intérêt pour des solutions de rechange l'investigation, y compris des modèles de preon. La littérature appropriée discutant des points faibles de théorie de corde incluent : Le le ' pas même faux, Lee Smolin de s 'de Woit Peter de s l'ennui avec la physique , ou le théorie de corde de de s de Friedan Daniel 'est un échec scientifique complet .

Histoire : théories de Pré-quark

Un certain nombre de physiciens ont essayé de développer une théorie de " ; pre-quarks" ; (de ce que le preon nommé de dérive) dans un effort de justifier théoriquement les nombreuses parties du modèle standard qui sont connues seulement par des données expérimentales.

D'autres noms qui ont été employés pour ces particules fondamentales proposées (ou particules intermédiaires entre les particules les plus fondamentales et ceux observées dans le modèle standard) incluent les prequarks , les subquarks , les maons , Alphons , les quinks de de , les rishonss ', tweedles le , le de helons de , le de haplons de , et le de Y-particules de . Le de Preon est le principal nom dans la communauté de physique.

Efforts de développer une date de sous-structure au moins dès le 1974 avec un papier par Pati et le Salam dans le physique de la revue de . D'autres tentatives incluent un article du 1977 par Terazawa, Chikashige et Akama, semblables, mais les articles indépendants du 1979 par Ne'eman, le Harari et le Shupe, un article du 1981 par Frizsch et Mandelbaum, un article du 1992 par De Souza et Kalman, et un article du 1997 par Larson. Aucun n'a gagné l'acceptation large dans le monde de physique.

Chacun des modèles de preon identifie un ensemble de loin moins de particules fondamentales que ceux du modèle standard, explique des règles régissant comment ces particules fondamentales fonctionnent, et montre comment ces particules et règles proposées peuvent expliquer le modèle standard, souvent avec de petites anomalies prévues du modèle existant, de nouvelles particules proposées, et certains phénomènes dans le modèle standard qui demeurent non expliqués. Le modèle de Harari Rishon illustre certains des efforts typiques dans le domaine.

Plusieurs des modèles de Preon théorisent que le déséquilibre apparent de la matière et de l'antimatière dans l'univers est en fait illusoire, avec de grandes quantités d'antimatière de niveau de preon confinée dans des structures plus complexes.

Beaucoup de modèles de preon ou n'expliquent pas le boson de Higgs de , ou l'ordonner dehors, et proposer les preons composés pendant que ce qui casse la symétrie électro-faible, plutôt qu'un Higgs scalaire met en place. Par exemple, la théorie de preon de Fredriksson n'a pas besoin du boson de Higgs, et explique la rupture électro-faible comme remise en ordre des preons, plutôt qu'un champ Higgs-négocié. En fait, le modèle de preon de Fredriksson prévoit que le boson de Higgs n'existe pas. Dans le papier ci-dessus cité, Fredricksson reconnaît le paradoxe de masse représente un problème dans sa masse de explication de neutrino ; cependant, il propose un arrangement spécifique des preons dans son modèle, qu'il appelle le X-quark, que sa théorie suggère pourrait être un bon froid stable, candidat de matière foncée.

La vaste partie de recherche théorique récente sur le zoo de particules a été théorie de corde. C'était théorie de corde de pensée a complètement supplanté la recherche de preon, et ce les cordes supersymmetric unidimensionnelles peuvent reproduire toutes les particules du modèle standard, et leurs superpartners, le MSSM , leurs propriétés, couleur, charge, parité, chirality, et énergie-masses, obviant à n'importe quel besoin de recherche de preon. Jusqu'ici, la théorie de corde a ne pu pas reproduire le modèle standard.

Une recherche par les flèches et le Arxiv , prouvent qu'approximativement plus de 30.000 papiers dans la théorie ou le supersymmetry de corde depuis 1982, avec plusieurs centaines de nouveaux papiers étant édités tous les mois. Dans la comparaison, dans le 2006 , depuis 2003, il y a eu environ les papiers une douzaine dans la théorie de preon énumérée en tant que tels dans le Arxiv . Ficellent le manque continu des théories de reproduire le spectre de particules du modèle standard a donné une certaine vie pour des théories de preon, et là a été les papiers récents sur la théorie de preon.

Quand le " de limite ; preon" ; a été inventé, il était principalement d'expliquer les deux familles des fermions spin-1/2 : leptons et quarks. les modèles Plus-récents de preon expliquent également les bosons spin-1, et s'appellent toujours le " ; preons" ;.

À partir de 2006, Yershov, Fredriksson, et Bilson-Thompson ont édité un certain nombre de documents dans la théorie de Preon dans les 5 dernières années. En plus de l'autre article référencé en cet article, ils incluent un article du 2003 par Fredriksson.

Le " de limite ; preon" ; est la limite du choix pour Bilson-Thompson, Yershov, et Fredrickson, qui l'emploient toutes les deux pour les fermions spin-1/2 des leptons et des quarks, et pour les bosons spin-1.

Modèle du preon de Yershov

Les papiers du 2003 par Yershov sont notables pour être certains des seuls papiers dans le domaine pour employer le modèle de Preon comme base pour fournir des valeurs numériques spécifiques des premiers principes pour les masses des particules décrites dans le modèle standard. Ces documents suggèrent que les propriétés des preons aient proposé l'écoulement de leur topologie.

Le modèle de Yershov ne prévoit pas la masse du boson de Higgs de , car il prévoit qu'on ne le trouvera pas. Le modèle de Yershov traite le paradoxe de masse en proposant une énergie de liaison énorme (masse-défaut) pour ses preons, qui implique une nouvelle force qui est au moins 10⁵ plus forts que la force nucléaire forte pour lier des preons ensemble.

Le modèle de Yershov est modelé après l'idée de la relativité nue de singularités en général, et ressemble étroitement au Geon (physique) le programme de recherche de s de rouleur Archibald John de 'dans le Geometrodynamics .

La structure d'électron dans la théorie de Yershov a été encore élaborée dessus en 2006.

Le bloc fonctionnel de base de ce modèle est une particule primitive (preon) considérée car une source de champ sphérique-symétrique défini sur une tubulure 3D avec la topologie de Klein-bouteille. Les symétries du champ correspondent aux interactions (de la gravité) tripolaires (couleur), bipolaires (électrique), et unipolaires. La force du champ tripolaire (dans des coordonnées sphériques) est modelée comme F_s (ρ) =q₀exp (- ρ^-1) tandis que la forme fonctionnelle pour le champ électrique, F_e (ρ), est prise comme dérivé de F_s (ρ), c., F_e (ρ) = q₀ ρ^-2exp (- ρ^-1), où q₀ est la charge des preon. Excepté son tripolarity, un tel champ est analogue aux champs de Lennard-Jones utilisés dans la physique moléculaire pour modeler les forces répulsives attrayantes et à courte portée à longue portée (le composant de la gravité unipolaire est négligé). Une différence entre ces forces mène aux configurations de particules d'équilibre, le plus simple dont sont les dipöles et les tripoles de couleur composés les preons de, respectivement, deux et trois.

Les dipöles sont déficients en une couleur, tandis que les champs de tripole sont sans couleur à l'infini et couleur-sont polarisés tout près. Cette polarisation permet l'accouplement axial des tripoles dans des cordes. En raison du Z₃-symmetry des tripoles, elles sont consécutivement 120°-rotated dans une corde des tripoles comme-chargés. Etant donné la propriété cyclique du groupe, une corde de trois-composant est susceptible de se fermer dans une boucle, qui réduirait au minimum son énergie potentielle.

Les tripoles dans un tel système maintiennent leurs degrés de liberté de rotation et de translation (autour et le long de leur axe anneau-fermé commun), tout en maintenant leur 120°-orientation relatif en ce qui concerne l'un l'autre. Les en raison formés parcourants des mouvements des frais de couleur faits une boucle sont des spirales avec l'enroulement dans le sens des aiguilles d'une montre ou en sens inverse des aiguilles d'une montre. L'hélicité s'avère l'une des propriétés importantes de ces structures.

Une corde des paires de tripole-antitripole a une symétrie semblable, qui permet sa fermeture dans une boucle neutre contenant six telles paires (douze tripoles). Par leurs propriétés, les boucles de trois et de twelve-tripole peuvent être identifiées avec l'électron et son neutrino, respectivement. Les différentes combinaisons de ces boucles (impliquant des tripoles aussi bien) mènent à une série de structures identiques par leurs propriétés à la variété observée de particules élémentaires.

Les configurations stables des preons dans ce modèle obéissent des contraintes cinématiques d'une nature topologique correspondant aux minimum de leur énergie potentielle. Par conséquent, le nombre de constituants dans chaque configuration est bien défini et l'ensemble des configurations produites est unique, qui mène à l'explication d'origine de l'éventail observé des espèces de particules et de leurs propriétés, y compris les masses, sans n'appeler aucun paramètre libre.

On assume que les masses de ces structures surgissent comme énergies des mouvements de preon à l'intérieur de des structures, combiné avec les énergies de liaison de preon (défauts de masse), qui sont connues en tant que deux mécanismes masse-produisants standard pour les systèmes composés. Dans une première approximation, les masses des structures chargées ont pu être dérivées du nombre de leurs preons constitutifs en plaçant pour la simplicité l'énergie de chaque preon à l'unité. Les champs des polarités opposées (ou des couleurs) se décommandent si deux preons (à la différence-colorés) à la différence-chargés obtiennent près de l'un l'autre ou recouvrent, qui annulerait également la masse du système. Dans ce cas-ci l'énergie serait stockée sous forme de défaut de masse (amortissant également les mouvements oscillants des composants). En fait, dans les systèmes neutres, tels que le neutrino d'électron, les centres des preons ne coïncident pas exactement, donc l'annulation complète des champs (et des masses) dans de tels systèmes ne se produit pas, ayant pour résultat les masses non-vanishing de neutrino. La masse d'une boucle neutre (neutrino) est complètement récupérée quand une source de champ électrique (par exemple, un tripole) est enfermée par la boucle ou quand cette boucle neutre est enfermée par une plus grande boucle chargée (telle que l'électron).

Pour des structures plus compliquées (comme les fermions de seconde et de troisième génération considérés dans ce modèle comme des faisceaux des structures plus simples appartenant à la première génération) le calcul des masses est peu susceptible d'être simple en raison des résonances multiples possibles dans les faisceaux. Cependant, on a proposé une règle (non-physical) empirique d'addition pour prouver que, au moins en principe, ces masses sont calculable et que la variété de ces structures, en effet, assortit la variété observée de particules.

Critiques spécifiques au modèle de Yershov

Le modèle de Yershov a été décrit en termes de relativité générale classique, plutôt que la mécanique quantique. En revanche, le modèle standard est encadré entièrement dans la langue de la théorie des champs de Quantum. Il est peu clair si le modèle de Yershov puisse tenir compte de la théorie des champs de quantum, et adresse avec succès les contraintes assorties de l'anomalie des t'Hooft.

Une théorie qui peut les masses et des demi vies de particules de poteau-dict serait une percée importante, cependant, et les purports modèles de Yeshov pour faire ceci.

Quelques physiciens sont sceptiques avec la formule de masse de Yershov pour les particules élémentaires en ses travaux de recherche sur des preons parce que c'est fortement arbitraire, tous deux dans la dérivation de sa formule, et la façon dont il assigne des valeurs à ses preons. Proposition du " inaperçu ; forces" obligatoire de preon ; pour expliquer le paradoxe de la masse de preon peut avoir comme conséquence les prévisions en conflit avec l'observation. La nature de non-quantum de ce modèle de preon a attiré peu, le cas échéant, l'intérêt, parmi des physiciens de particules et semble là n'être aucune citation à sa recherche en cette littérature.

Pesanteur de quantum de boucle et théorie de Bilson-Thompson Preon

Dans un 2005 empaquettent, le Sundance Bilson-Thompson a proposé un modèle qui a adapté le Harari Rishon modèle à preon-comme les objets qui étaient les rubans prolongés, plutôt que point-comme des particules. Ceci a fourni une explication possible pour pourquoi commande des sujets de sous-composants (provoquant la charge de couleur) tandis que dans le modèle plus ancien de preon de point-particule (modèle de Rishon), ce dispositif doit être traité comme prétention ad hoc du . Bilson-Thompson se réfère à ses rubans prolongés comme " ; helons" ; , et son modèle comme modèle de Helon.

Ce modèle mène à une interprétation de charge électrique comme quantité topologique (les torsions ont continué les différents rubans).

Dans un papier suivant du 2006 Bilson-Thompson, du Fotini Markopolou , et du Lee Smolin a suggéré que dans d'une classe des théories de la pesanteur de Quantum semblables à la pesanteur de quantum de boucle (LQG) dans lequel l'espace-temps vient dans les morceaux discrets, les excitations de l'espace-temps elle-même peuvent jouer le rôle des preons, et provoque le modèle standard de la physique de particules comme propriété émergente de la théorie de pesanteur de quantum.

En conséquence, Bilson-Thompson et autres a proposé que la pesanteur de quantum de boucle pourrait reproduire le modèle standard. Dans ce scénario les forces du quatre seraient déjà unifiées. La première génération des fermions (leptons et Quarks de ) avec les propriétés correctes de charge et de parité ont été modelées using des preons constitués des tresses de l'espace-temps comme blocs constitutifs.

Le papier original de Bilson-Thompson a suggéré que les fermions de haut-génération pourraient être représentés par des tressages plus compliqués, bien que des constructions explicites de ces structures n'aient pas été données. La charge électrique, la couleur, et les propriétés de parité de tels fermions surgiraient in the same way as pour la première génération.

L'utilisation des concepts de l'informatique quantique a permis pour démontrer que les particules peuvent survivre aux fluctuations de Quantum de

Les structures rubanées du modèle de Bilson-Thompson ont été décrites comme " ; morceaux de ruban-tape" d'espace-temps ; , c'est-à-dire ils peuvent être faits de la même structure qui compose l'espace-temps lui-même. Tandis que les papiers de Bilson-Thompson offrent une explication sur la façon dont obtenir des fermions et des bosons spin-1, il ne montre pas un tressage qui expliquerait le boson de Higgs.

Dans un 2006 empaquettent, le L. Kowalski-Glikman , le A. Starodubtsev suggèrent que les particules élémentaires soient les lignes de Wilson de du champ gravitationnel, qui implique que les propriétés des particules élémentaires, telles que la masse, énergie, et rotation, peut être décrit par les boucles de Wilson du de LQG, et la dynamique de particules peut être modelée sur des coupures dans ces boucles de Wilson, ajoutant l'appui théorique aux propositions du preon de Bilson-Thompson.

Le formalisme de la mousse de rotation de (étroitement lié à la pesanteur de quantum de boucle) tient compte de la dérivation de certaines autres particules du modèle standard, les bosons spin-1, tels que des photons et des gluons, et gravitons, des principes fondamentaux de pesanteur de quantum de boucle, et de l'indépendant de l'arrangement du tressage de Bilson-Thompson pour des fermions. Cependant, à partir de 2006, il n'y a pas une dérivation du modèle de helon du formalisme de mousse de rotation, comme décrit par le tressage. Le modèle de helon n'offre pas un tressage qui expliquerait un Higgs, mais n'élimine pas la possibilité d'un boson de Higgs comme objet composé. Bilson-Thompson lui-même observe cela puisque les particules avec les masses plus élevées ont (généralement) le " interne plus compliqué ; structure" ; - comprenant les torsions qui sont identifiées car électrique charger-il est possible que cette structure interne provoque la masse à inertie par un certain mécanisme non spécifié. (Le photon sans masse n'est pas tordu en arrangement du preon de Bilson-Thompson.) À partir de 2006, il reste à voir si la dérivation du photon du formalisme de mousse de rotation dedans peut être assortie avec le tressage de Bilson-Thompson de trois rubans détordus, ou peut-être, il y a des manières multiples de dériver des photons du formalisme de mousse de rotation.

Quand le " de limite ; preon" ; a été inventé la première fois, il a été employé pour décrire les subparticles de pointlike qui décrivent les fermions spin-1/2 qui incluent des leptons et des quarks. De telles particules de pointlike de secondaire-quark souffriraient du paradoxe de masse décrit ci-dessous. On l'observe que les structures du ruban de Bilson-Thompson ne sont pas réellement " ; classical" ; preons de pointlike, comme définis dans l'introduction à cet article. Bilson-Thompson emploie le " de limite ; preon" ; dans le sens d'un " plus fondamental ; subparticles" ; des quarks, des leptons, et des bosons de mesure, et pour maintenir la continuité dans la terminologie avec la communauté plus grande de physique. Son tressage explique également les bosons spin-1.

One-way pour comprendre le " de Bilson-Thompson ; preon" ; la théorie, contrairement à des théories plus anciennes de preon de particules, est que des particules élémentaires telles que des électrons sont décrites en termes de fonction d'onde , et l'état-somme de mousse logique de rotation de phase est également décrite en termes de fonction d'onde. On l'espère qu'il pourrait être possible de dériver une fonction d'onde du formalisme de mousse de rotation qui assortit la fonction d'onde employée pour décrire les particules élémentaires telles que des photons et des électrons. La matière d'accouplement pour faire une boucle la pesanteur de quantum demeure un domaine de recherche actif.

Bilson-Thompson a récemment mis à jour son papier en date du 27 octobre 2006, et note que son modèle, alors que pas preon dans le sens strict de la limite, néanmoins est un modèle preon-inspiré, et est ouvert de possibilité que d'autres théories plus-fondamentales, telles que la M-Théorie, peuvent expliquer ses diagrammes topologiques, aussi bien que le boson et la pesanteur de Higgs. Les objections théoriques qui s'appliquent aux modèles classiques de preon ne s'appliquent pas nécessairement à son modèle preon-inspiré, car ce n'est pas les particules elles-mêmes, mais aux relations entre ses preons (tressage) qui provoquent les propriétés des particules. Dans cette plus nouvelle version de son papier, il a ajouté une nouvelle section, la section IV, appelée le " ; issues" non défini ; et reconnaît que les issues ouvertes incluent la masse, rotation, Cabibbo mélangeant , et fondant dans une théorie plus fondamentale. Il déclare que que fondre des preons dans la M-théorie est une possibilité, aussi bien que la pesanteur de quantum de boucle.

Un plus nouveau papier est le présent ici qui décrit la dynamique des mouvements de Pachner de de tressage cependant.

Récemment, Levin et Wen ont suggéré la condensation de Corde-filet de comme une approche alternative à incorporer la physique de modèle standard dans les réseaux de la rotation de LQG.

Objections théoriques aux théories de preon

Le paradoxe de masse

Le principe d'incertitude du de Heisenberg déclare ce ≥ ħ/2 et ainsi quelque chose de ΔxΔp confinés dans une boîte plus petite que Δx aurait un élan de l'incertitude proportionnellement plus grand. Quelques modèles de preon de candidat proposent des particules plus petites que les particules élémentaires elles composent, donc, l'élan de l'incertitude Δp devrait être plus grand que les particules elles-mêmes.

Un modèle de preon commencé comme papier interne au détecteur de Collider au Fermilab (CDF) autour du 1994 . Le papier a été écrit après l'occurrence d'un inattendu et l'excès inexplicable des gicleurs avec des énergies au-dessus 200 du GeV ont été détectés dans le &mdash du 1992 ; période courante du 1993 .

Le dispersant des expériences de ont prouvé que les quarks et les leptons sont " ; pointlike" ; vers le bas aux balances de distance de moins que 10⁻¹⁸ m (ou 1/1000 d'un diamètre de proton). L'incertitude de l'élan d'un preon (de quelque masse) confiné dans une boîte de cette taille est environ 200 GeV, 50.000 fois plus grande que la masse de repos d'un vers le haut-quark et 400.000 fois plus grande que la masse de repos d'un électron.

Ainsi, le modèle de preon représente un paradoxe de masse : Comment des quarks ou des électrons pourrait-il être fait de plus petites particules qui auraient beaucoup d'ordres de grandeur de plus grandes masse-énergies résulter de leurs énormes élans ?

L'approche de Yershov

Le modèle de Yershov, référencé ci-dessus, propose que quand les particules et les antiparticules des tripoles proposés dans la théorie sont présentes, comme dans la composition proposée en neutrino du modèle, la masse du " de composantes ; décommande l'out" ; , mais peut apparaître encore quand la configuration des tripoles est changée. Ainsi, le modèle de Yershov propose que la masse de particules soit partiellement stockée sous forme de défaut de masse (énergie de de liaison) parmi ses preons, que les aides expliquent le paradoxe de masse.

L'approche de Sundance

Le modèle de preon de Sundance peut éviter ceci en niant que les preons sont des particules de pointlike confinées dans une boîte moins que 10⁻¹⁸ m, et poser en principe à la place ce des preons sont les structures rubanées à deux dimensions prolongées, pas nécessairement plus petites que les particules élémentaires qu'elles composent, pas nécessairement ont confiné dans une petite case pendant que les modèles de preon de particules de point proposent, et pas nécessairement le " ; particule-like" ; , mais plutôt des problèmes et des plis topologiques d'espace-temps qui existent dans les déclarer attachés triples qui interactif comme s'ils étaient des particules de point une fois tressés dans les groupes de trois comme état attaché, avec d'autres propriétés de particules telles que l'interaction de la masse et de pointlike surgissant comme propriété émergente , de sorte que leur incertitude d'élan soit sur le même ordre que les particules élémentaires elles-mêmes.

L'approche de théorie de corde

La théorie de corde pose en principe les cordes unidimensionnelles sur l'ordre de la balance de Planck en tant que provoquer toutes les particules du modèle standard, qui semblerait avoir également le problème de masse de paradoxe. Le théoricien Lubos Motl de corde a offert des explications quant à la façon dont la théorie de corde vient à bout le paradoxe de masse, et consent pour faire partager son explication ici. La position au centre de la masse X₀ et tout le élan d'une corde, P₀, se comportent juste comme pour des particules de pointlike. Ils ne permutent pas et ne suivent pas le principe d'incertitude. Un certain X₀ signifie P₀ incertain et vice versa, le produit étant au-dessus de ħ/2.

Sans compter que les modes zéro (degrés de liberté au centre de la masse), chaque corde a infiniment beaucoup de degrés de liberté internes. C'est comme un atome avec beaucoup d'électrons, mais vous avez infiniment beaucoup disposés le long d'une corde. Le mouvement relatif des morceaux de corde donne énergie-exprimé comme somme habituelle des contributions cinétiques et potentielles. Et parce qu'elles sont les cordes relativistes, l'énergie signifie également la masse par l'intermédiaire du ² d'E=mc.

Le résultat est que la taille minimale du corde-dans la bas-énergie ou la bas-masse état-est un compromis dans lequel les limites cinétiques des degrés de liberté internes contribuent les mêmes que les limites potentielles, juste comme pour X et P dans l'oscillateur harmonique, essayant de réduire au minimum l'énergie tout en satisfaisant la relation d'incertitude pour le X interne, degrés de P de la liberté. Ce minimum se produit si la taille typique de la corde est comparable à une balance typique de distance dérivable de la tension de la corde, la longueur de corde, on pense que par convention qui est proche des mètres de la balance 10⁻³⁵ de Planck (un peu plus longtemps que cela).

Le coefficient numérique réel de la corde est réellement logarithmiquement divergent mais ce fait n'affecte aucune expérience de fini-énergie.

La question a la même réponse dans la théorie de corde juste comme pour les particules ordinaires parce que c'est les modes zéro qui importent ici. Les degrés de liberté internes sont seulement appropriés pour des considérations expérimentales d'incertitude si vous sondez la structure interne d'une corde, et en effet, vous découvrirez toujours que le " ; radius" ; de elle semble être d'ordre la longueur de corde.

Chirality et les 'contraintes anomalie-correspondantes de t Hooft

N'importe quelle théorie de preon de candidat doit adresser le chirality de particules et les contraintes anomalie-correspondantes de t Hooft du ', et serait idéalement plus parcimonieux en structure théorique que le modèle standard lui-même.

Façon possible de la falsification expérimentale

Souvent, les modèles de preon proposent que les forces ou la dynamique inaperçues additionnelles pour expliquer leurs preons proposés composent le zoo de particules, qui peut faire la théorie bien plus compliquée que le modèle standard, ou aient des implications en conflit avec l'observation.

Par exemple, le LHC observe un boson de Higgs, ou des superpartners, ou tous les deux, l'observation serait en conflit avec les prévisions de beaucoup de modèles de preon, qui prévoient que le boson de Higgs n'existe pas, ou ne peut pas dériver une combinaison des preons qui provoqueraient un boson de Higgs.

En revanche, un boson de Higgs n'apparaît pas dans les circonstances de plus en plus contraintes où les principaux partisans du modèle standard prévoient qu'on le trouvera, la théorie de preon recevrait une poussée théorique significative, alors que beaucoup de théories de concurrence seraient falsifiées.

Théorie de corde et théorie de preon

La théorie de corde propose qu'une corde unidimensionnelle sur l'ordre d'une balance de Planck de ait une tension, et les oscillations dans les cordes donnent lieu directement à toutes les particules du modèle standard et de leurs associés superbes, dans l'interaction avec la tubulure dimensionnelle de Calabi-Yau du 6 ou 7 comprimé approprié et la rupture de SUSY . Jusqu'ici, la théorie de corde a été plus réussie que la théorie de preon en atteignant ce but. John Baez et Lubos Motl ont discuté la possibilité qui si la théorie de preon est couronnée de succès, il peut être possible pour formuler une version de la théorie de corde qui provoque un modèle réussi des preons.

Il y a eu des travaux de recherche récents qui ont proposé les modèles de preon qui sont faits de superstrings dans Arxiv, ou le supersymmetry. Les cordes composées émergent également dans le modèle du Yershov mentionné ci-dessus.

Preons dans la culture populaire

Dans les 1948 réimpressions/redit de sa alouette originale trois de du 1930, le E. Smith a postulé une série de « subelectrons du premier et deuxième type » avec ce dernier étant des propriétés matérielles qui ont correspondu à l'attraction universelle. Tandis que ceci a pu ne pas avoir été un élément du roman original (la base scientifique de certains des autres romans de la série était révisé intensivement due aux trente années additionnelles du développement scientifique), même la publication éditée peut être la première, ou une de la première, des mentions de la possibilité que les électrons ne sont pas les particules élémentaires.

Voient la discussion additionnelle dans l'article sur le Rishon modèle.

Voient également

Étoile de Preon de
matière Preon-dégénérée
Harari Rishon modèle

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