¿Por qué una partícula en una dimensión extra para no parecer como una partícula, sino un conjunto de partículas?

Question

Estaba leyendo un artículo en esta edicion de la revista Physics World en las tres principales teorías de dimensiones extra y se tropezó con algo que yo no entiendo muy bien cuando el autor comenzó a hablar acerca de la detección de partículas en dimensiones extra en una partícula de laboratorio, tales como el LHC en Ginebra, Suiza.

La energía de una partícula en el espacio 3-dimensional se compone de su energía de reposo, $E=mc^2$, y la energía cinética de su movimiento. Si dimensiones extra no existen, entonces la partícula tener más espacio para moverse, así que va a obtener un adicional, independiente de la contribución a su energía cinética. Ya que no podemos observar el movimiento de la partícula en la dimensión extra, esta energía cinética se interpretará como el resto de la energía, o en otras palabras, la masa de la partícula.

Todo esto se entiende perfectamente bien, pero es esta cita que viene a continuación, que me confunde:

Para nosotros, la partícula no se vería como una partícula, sino un conjunto de partículas - todos con diferentes masas.

¿Por qué la partícula se vea como un conjunto de partículas en lugar de sólo uno, que está siendo observado?

Además, ¿por qué todos ellos tienen diferentes masas?

Cuántas partículas hay en este conjunto?

Por favor, mantenga sus respuestas tan simples como sea posible, como yo solo soy un Profano en la materia.

Answer 1

No es tanto como una sola partícula será visto con diferentes masas como es que un tipo de partícula ser visto como diferentes masas cuando es detectado varias veces.

Por ejemplo, si la dimensión extra es como una toalla microscópico del cilindro, la partícula puede tener un número infinito discreto de masas a partir de la masa que no tiene ningún extra de energía cinética en el enrollado cilíndrica de dirección, a las masas que tienen 1, 2, ... unidades de impulso en el extra enrollado cilíndrico dirección. Estos impulsos son cuantificadas ya que sólo el conjunto de longitudes de onda de las partículas en función de onda en torno al cilíndrica dimensión y cada unidad adicional de impulso en todo el cilindro será visto como un descanso adicional de la masa. Estos son los denominados de Kaluza-Klein torre de excitaciones de la partícula básica. Teoría de Kaluza-Klein fue desarrollado en la década de 1920, en un intento de unificar la gravitación (la relatividad general) y el electromagnetismo (Maxwells ecuaciones).

Por cierto, de acuerdo a esta fuente:

Usted también puede estar interesado en saber que la original de 1921 teoría ha convertido en la teoría de las cuerdas, ya que ambos comparten la idea de usar múltiples extra dimensiones de espacio para describir el mundo. La mayoría de los versión avanzada de las cadenas que se conoce como M-teoría, la cual utiliza un 11 dimensiones espacio-tiempo, que tenía siete compactified espacio extra dimensiones muy lejos de Kaluza de la original de una sola dimensión extra!

Por el camino, Kaluza originalmente se acercó con su idea en 1919 y comunicado de Einstein en la esperanza de que el gran científico que recomendamos para su publicación. Pero Einstein, quien expresó su gran admiración por Kaluza la idea, se sentó en ella durante dos años antes de de recomendarlo. Estoy seguro de que este no se sienta bien con Kaluza

.

Answer 2

La clave está en la frase siguiente inmediatamente después de

Para nosotros, la partícula no se vería como una partícula, sino un conjunto de partículas – todos con diferentes masas.

que es

El más rápido de la partícula se mueve a lo largo de la dimensión extra, el de mayor tamaño esta masa aparente parece ser.

(aquí hay un enlace)

Creo que significa que la misma partícula en una dimensión adicional puede manifestar en forma de partículas diferentes a nosotros. Pero no todos a la vez. Es decir, usted no verá una partícula como más partículas simultáneamente. Una partícula sin masa va a tener un impulso en $4+k$ dimensiones, y cero resto de la masa. Cuando se proyecta la $4+k$ impulso en nuestro espacio-tiempo, vamos a obtener el $4$-impulso. Si tomamos en nuestro espacio-tiempo un marco de referencia en el que la proyección de la partícula está en reposo, la proyección de la $4+k$ impulso le dará el resto de la masa (como vemos). Pero esto depende del ángulo de la partícula en el $4+k$ espacio con nuestro espacio-tiempo.