Могут ли на LHC наблюдаться эффекты, связанные с подтверждением теории суперструн?
В принципе, могут. Но я не думаю, что это реализуется. Теоретически, такая возможность есть. Теория суперструн нормально характеризуется очень большими масштабами. Если придерживаться наиболее консервативной точки зрения, то у нее масштаб несоизмеримо больше, чем масштаб энергии LHC. При таком подходе прямо эффекты теории суперструн не будут обнаружены. Но есть теоретическая возможность того, что энергетический масштаб на самом деле гораздо ниже, тогда LHC сможет к нему приблизиться. Но это все-таки экзотические возможности, связанные в первую голову с многомерностью пространства, с дополнительными пространственными измерениями. Если есть дополнительные размерности пространства, и их размер сравнительно большой, а соответствующий масштаб энергии сравнительно низкий, тогда теория суперструн может начать «работать». В таком варианте она может быть доступна LHC. Но это, как вы понимаете, достаточно экзотический вариант — возможность иметь пространственные размеры как раз такие, чтобы LHC до них дотянулся. Но она обсуждается.
Является ли многомерность пространства в теории суперструн чисто математической абстракцией или она наблюдаема?
И то, и другое справедливо. Теория суперструн довольно многогранная, многоликая. У нее есть реализации разного вида. Разного типа даже. Есть такое понятие, вакуум, основное состояние. И надо привыкать к тому, что свойства материи очень сильно зависят от того, как устроен вакуум. Вот тот же хиггсовский механизм… Правильнее, кстати, было бы называть его механизмом Энглера — Браута — Хиггса. На самом деле Энглер и Браут независимо от Хиггса предложили механизм «одевания» частиц массами, но про Энглера и Браута почему-то не очень упоминают.
Говорят, потому что так короче и удобнее.
Да, удобнее, но правильно «Энглера — Браута — Хиггса». Они даже немного раньше предложили этот механизм, чем Хиггс. Но у них не было самой частицы. То, что мы называем «механизм Хиггса», это механизм придания масс частицам. А частицу, которая является следствием этого механизма, заметил Хиггс. Поэтому «частица Хиггса» — это более или менее правильно, а механизм должен быть «Энеглера — Браута — Хиггса».
Но неважно, важно, что этот механизм полностью опирается на свойства вакуума. Основное в нем — это свойства вакуума, а не сама частица. Есть нетривиальный вакуум, нетривиальное основное состояние, при котором частицы «одеваются» массой. Вот в чем суть этого явления. Физические проявления теории очень сильно зависят от того, какой в ней вакуум. В теории суперструн есть много разных вакуумов, в которых система может находиться. И от этого сильно зависят проявления. Так вот, есть вакуумные состояния, в которых пространственные измерения вполне физические и могут быть наблюдаемыми, а есть вакуумы, в которых дополнительные пространственные измерения как бы скрыты, их не видно, и они непосредственно не наблюдаемы. Но, вообще, и та и другая возможность существует, и, в принципе, дополнительные измерения могут оказаться наблюдаемыми и вполне доступными экспериментально. Но при большом везении.
