Kaj je supersimetrija?

Supersimetrija, ki jo v znanstveni skupnosti pogosto imenujejo SUSY, je teorija v fiziki delcev, ki poskuša pojasniti manjkajočo snov ali temno snov v vesolju in poenotiti gravitacijo z ostalimi tremi temeljnimi silami narave, ki sta elektromagnetizem in šibka snov. in močne jedrske sile. Koncept supersimetrije je vidik teorije strun, ki ga je mogoče do neke mere preizkusiti s trenutno tehnologijo jedrskega pospeševalnika in navaja, da se vsem subatomskim delcem, ki nosijo silo, ujemajo subatomski delci, ki imajo maso. Primer tega je bozon, za katerega se domneva, da je supersimetrični nosilec sile za delce snovi, znane kot fermion.

Medtem ko teorija supersimetrije rešuje številne temeljne probleme, odkrite pri obnašanju elementarnih delcev, od leta 2011 ni bilo nobenih neposrednih dokazov, ki bi to podprli. Veliki hadronski trkalnik (LHC), ki je od leta 2011 največji pospeševalnik delcev. zgrajena na Zemlji in je sestavljena iz 17 milj (27 kilometrov) predora pod francosko-švicarsko mejo, je avgusta 2011 izvedla neposreden poskus za odkrivanje učinkov supersimetrije in ni našel nobenega dokaza, ki bi podprl teorijo. To je v nasprotju s prejšnjimi obetavnimi indikacijami iz pospeševalnika delcev Tevatron, ki kažejo, da bi lahko opazili supersimetrijo pri razpadu subatomskih delcev B-mezona. Tevatron je 3.9 milje (6.28 kilometra) pospeševalnik, ki se nahaja v Fermilabu zunaj Chicaga v Illinoisu v ZDA.

Koncept partnerskih delcev v veliki teoriji supersimetrije se v fiziki delcev razvija že 20 let. Raziskovalci se zdaj sprašujejo o temeljih teorije, saj podporni eksperimenti na LHC, ki bi morali zagotoviti tudi nekaj dokazov v podporo teoriji, niso storili. Teorija je že nekaj časa privlačna za fizike, saj omogoča osnovno preizkušanje vidikov teorije strun, ki so sicer v bližnji prihodnosti daleč preko zmožnosti človeške tehnologije.

Teorija bi lahko razložila tudi veliko skrivnost, kaj je temna snov, ki predstavlja približno 25 % vesolja, še približno 70 % pa se pripisuje temni energiji. Vsa normalna snov in energija, ki jih lahko opazuje konvencionalna znanost, predstavljajo manj kot 5 % skupne mase in energije vesolja. Teorija supersimetrije bi tudi pojasnila prisotnost koncepta Higgsovega bozona. Bozoni so hipotetični delci, ki so bili obdelani v izračunih za reševanje težav s standardnim modelom v fiziki delcev, vendar so edini subatomski ali elementarni delec, ki ga od leta 2011 niso opazili v fizikalnih poskusih.

Čeprav je mogoče preproste različice supersimetrije zdaj izključiti kot verjetne, se razmišljajo tudi o drugih zapletenih pristopih k njej. Najbolj temeljni elementarni delci, kvark, bi imel tudi supersimetričnega partnerja, znanega kot squark, ki bi se individualno ujemal z vsakim od šestih okusov kvarka, ki so navzgor, navzdol, čudno, šarm, spodaj in zgoraj. Drugi supersimetrični partnerji, če bi jih kdaj odkrili, bi bili gravitino, usklajen z gravitonom, fotino, usklajen s fotonom, gluino, usklajen z gluonom, in številni drugi. Tudi dobro znani subatomski delci bi imeli supersimetrične partnerje, kot je elektron, ki bi imel za superpartnerja selektor.