Promotiebericht
Nikhef, 2-09-2014
Supersymmetrie en de spectrale actie. Over een meetkundige interpretatie van het MSSM
Thijs van den Broek, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift vrijdag 5 september 2014 aan de Radboud Universiteit Nijmegen.
We vragen ons al eeuwen af wat de kleinste bouwstenen van ons universum zijn. Met behulp van technologie, brille en grote hoeveelheden nieuwgierigheid hebben we de afgelopen decennia ontzettend veel ontdekkingen gedaan. Het zogenoemde standaardmodel vertelt ons welke elementaire deeltjes er zijn en hoe ze zich zouden moeten gedragen. Tot op heden komen de resultaten van dat standaardmodel met ijzingwekkende precisie overeen met wat we in deeltjesexperimenten waarnemen. De kers op de taart in dat licht is de recente ontdekking van het Higgsboson.
Toch wringt de kous. Sommigen vinden bijvoorbeeld het standaardmodel een beetje ad hoc: het beschrijft de natuur wel, maar begrijpen we haar daarmee ook? Een andere reden is dat er aanwijzingen zijn om te geloven dat het ooit op zijn grenzen zal stuiten. Een oplossing hiervoor kan liggen in het uitbreiden van het standaardmodel; een theorie met nieuwe (soorten) deeltjes wordt dan gebruikt om aan de begrenzingen ervan te ontsnappen.
Niet-commutatieve meetkunde is een relatief nieuw vakgebied. Het is weliswaar van wiskundige origine, maar blijkt verassende natuurkundige toepassingen te hebben. In zekere zin is het een veralgemenisering van Einsteins Algemene relativiteitstheorie. Dat heeft tot gevolg dat het standaardmodel blijkt af te leiden uit meetkundige principes. Het biedt daarmee een nieuw perspectief op de deeltjesfysica.
Dit proefschrift is gewijd aan het zoeken naar uitbreidingen van het standaardmodel, gebruikmakende van de niet-commutatieve meetkunde. Wat kunnen we daarbij als leidraad gebruiken? Wat kan wel binnen de niet-commutatieve meetkunde, en wat juist niet? Kunnen we zogenoemde supersymmetrische modellen realiseren? In het bijzonder hebben we gezocht naar het MSSM dat, voor elk deeltje dat we kennen, het bestaan van een nieuw, nog onontdekt deeltje voorspelt.
Stap voor stap worden de mogelijkheden voor (supersymmetrische) uitbreidingen verkend. De verschillende natuur- en wiskundige eisen die gelden, blijken strenge voorwaarden op te leggen aan mogelijke oplossingen. Zo sterk zelfs dat het MSSM in deze context niet tot de mogelijk behoort. Wél leidt het tot een lijst van voorwaarden waaraan een model moet voldoen, wil het supersymmetrisch heten. Die lijst moet houvast bieden in een zoektocht naar andere supersymmetrische modellen, op hun beurt weer uitbreidingen van het MSSM.
Thijs van den Broek: Supersymmetry and the Spectral Action – On a geometrical interpretation of the MSSM (pdf)
De promotie vindt plaats op vrijdag 5 september, om 12.30 in de Aula van de Radboud Universiteit Nijmegen, Comeniuslaan 2.
Promotor: Prof. dr. R.H.P. Kleiss
Co-Promoter: Dr. W.J.P. Beenakker en Dr. W.D. van Suijlekom
Contact: Thijs van den Broek