У новому дослідженні Лабораторії теоретичної фізики та високих енергій, Сорбонський університет, Франція, обговорюється можливість того, що інфляція Всесвіту зумовлена порушенням суперсиметрії з суперпартнером голдстіно (sgoldstino), який відіграє роль інфлятора (інфляційного поля) і заряджений згідно з каліброваною U(1) R-симетрією.
Гіпотеза породжує цікавий клас моделей інфляції в малих полях, які характеризуються інфляційним плато навколо максимуму скалярного потенціалу поблизу початку координат -там, де відновлюється R-симетрія.
А згідно з представленою моделлю, космічна інфляція може бути викликана як F-, так і D-членом, тоді як мінімум має позитивну енергію вакууму, що налаштовується “під” майбутній всесвіт.
Моделі узгоджуються з космологічними спостереженнями і передбачають існування малого тензорно-скалярного відношення первісних збурень. Приєднавши сектор інфляції до (суперсиметричної) Стандартної моделі, дослідники отримали декілька сценаріїв розпаду інфляції з результуючою температурою перегріву близько 108 ГеВ.
Разом із тим, треба відзначити, що, нНезважаючи на відсутність доказів суперсиметрії низьких енергій на Великому адронному колайдері в ЦЕРНі, значна частина теоретичної спільноти вважає, що суперсиметрія повинна відігравати роль на якомусь дуже фундаментальному, навіть допланківському (або близько до того) рівні.
Однак інфляційні моделі у супергравітації загалом страждають від кількох проблем: математичне неможливо обчислити точне налаштування “дочасового” періоду, визначити початкові умови тензорно-скалярногополя, критерії стабілізації (псевдо) скалярного компаньйона інфляції, а також визначити парне число бозонних компонент суперполя. Навіть якшо ми доказуємо, що суперсиметрічний правий і він мав фізичні ефекти під час запуску інфляції.
Крім того, оскільки інфляція виникає на плато навколо максимуму скалярного потенціалу (на вершині пагорба), не потрібні великі початкові умови поля, тоді як псевдоскалярний супутник інфляції поглинається в R-поле, яке стає масивним, що призводить до присутності інфлції в єдиному скалярному полі. А відтак, методологічно розділити космічну інфляцію та скалярне поле ми також не можемо.
Як й зрозуміти: перед нами розгортається велика математична проблема чи нерозуміння фізичної природи інфляції, а заодно того, що передувало розширенню всесвіту?
Для довідки
Суперсиметрія (SUSY) - це гіпотетична симетрія у фізиці елементарних частинок, яка перетворює бозони (частинки з цілим спіном) і ферміони (частинки з напівцілим спіном) один в одного. Частинки, які перетворюються одна в одну в результаті SUSY-перетворення, називаються суперпартнерами 1.
R-симетрія - це особливий тип симетрії в суперсиметрії. Вона передбачає глобальну неперервну симетрію, яка відрізняє бозони від ферміонів. У багатьох суперсиметричних теоріях R-симетрія відіграє важливу роль, оскільки допомагає розв'язати проблему ієрархії, пов'язану з масою бозона Гіґґса.
Однак точна природа і наслідки R-симетрії можуть відрізнятися залежно від теорії, що розглядається.
Тензорне скалярне поле - це тип теорії поля, який поєднує в собі як скалярне, так і тензорне поле. Скалярне поле - математична функція, яка ставить у відповідність кожній точці простору одне число, наприклад, температуру або тиск.
Тензорне поле присвоює кожній точці простору більш загальний математичний об'єкт, матрицю або вектор, метрику або напруження.
Тензорне скалярне поле можна використовувати для опису певних фізичних взаємодій — гравітації або той же космічної інфляції.
Також тнзорне скалярне поле “моделює” поведінку частинок зі спіном 0 у квантовій теорії поля, хоча по суті не є “фізичною реальністю”.
Тому коли фізики намагаються пояснити за рахунок тензорно-скалярного інструментарію нібито фізичні процеси, ми маємо розуміти, що мова йде лише про математичний опис, який насправді не відповідає (або майже не відповідає) реальності фізичній: у нас не існує науково верифікованих інструментів опису “доматеріального” світу, який існування до появи чотирьох базових сил природи.
