International Physics Masterclasses

Supersymetria

Ogólnie rzecz biorąc, supersymetia, w skrócie SUSY, traktuje cząstki materii (fermiony) oraz nośniki oddziaływań i Higgsa (bozony) w jednolity sposób. Formalnie, dla każdej cząstki Modelu Standardowego (SM) teoria przewiduje istnienie superpartnera. Cząstka i jej superpartner mają te same podstawowe własności, oprócz spinu, który różni się o 1/2, oraz masy. Supersymetryczni partnerzy elektronu i innych cząstek SM nie zostali jeszcze zaobserwowani, a więc muszą mieć znacznie większe masy.

Zgodnie z naszym dzisiejszym rozumieniem fizyki, supersymetria jest kluczowym elementem dla prób unifikacji oddziaływań podstawowych. Teorie wielkiej unifikacji (GUT), które używają tego samego formalizmu do opisu leptonów i kwarków, wydają się potrzebować SUSY, aby zunifikować oddziaływania elektromagnetyczne, słabe i silne. Ta unifikacja powinna nastąpić przy niewiarygodnie wysokich energiach, ~ 1016 GeV. Supersymetria jest wymagana w teorii strun - będzie to wtedy teoria superstrun - aby osiągnąć super-unifikację wszystkich podstawowych oddziaływań natury, włączając grawitację.

SUSY proponuje dobrych kandydatów na cząstki ciemnej materii obserwowanej we Wszechświecie. Najlżejszą supersymetryczną cząstką (LSP - Lightest Supersymmetric Particle) mogłoby być najlżejsze neutralino, wspólny superpartner fotonu, bozonu Z i neutralnego bozonu Higgsa, lub grawitino - superpartner grawitonu.