International Physics Masterclasses

Supersymmetri

Generelt sett beskriver supersymmetri (forkortes SUSY) materiepartikler (fermioner) og kraftpartikler og Higgs-partikkelen (bosoner) i et forent rammeverk. Formelt sett forutsier SUSY at det for hver standardmodell-partikkel finnes en "superpartner". En standardmodellpartikkel og dens superpartner har de samme grunnleggende egenskapene, bortsett fra egenspinnet, som avviker med 1/2, og massen, siden superpartnerene til elektronet og andre standardmodell-partikler ennå ikke har blitt observert og derfor må være mye tyngre.

Slik vi forstår det idag, er supersymmetri en sentral ingrediens for å kunne forene de fundamentale kreftene. "Grand unification"-teorier (GUTs), som beskriver leptoner og kvarker i et forent rammeverk, ser ut til å trenge SUSY for å kunne forene de elektromagnetiske, svake og sterke vekselvirkningene. Man forventer at denne foreningen finner sted ved utrolig høye energier av størrelsesorden 1016 GeV. Supersymmetri er nødvendig i strengteori, som dermed blir "superstrengteori", for å kunne oppnå en "superforening" av alle de fundamentale kreftene, inkludert gravitasjon.

SUSY inneholder gode kandidater for den mørke materien man observerer i universet. Den letteste superpartneren (LSP) kan være det letteste nøytralinoet, som er en felles superpartner for fotonet, Z-bosonet og nøytrale Higgs-partikler, eller gravitinoet, superpartneren til gravitonet.