超对称(supersymmetry,简称SUSY)是费米子和玻色子之间的一种对称性,该对称性至今在自然界中尚未被观测到。物理学家认为这种对称性是自发破缺的。大型强子对撞机将会验证粒子是否有相对应的超对称粒子这个疑问。
未解决的物理学问题:时空超对称是否实现于大自然?假若是,
超对称破坏的机制为何?超对称是否能够稳定电弱尺度,避免大幅度量子修正?最轻的超对称粒子是否为暗物质的组成成分之一?
超对称模型能解决三个难题:
- 在大统一理论尺度,它能够促使规范耦合常数收敛合一。
- 它能够给出一个暗物质候选。
- 它能够合理的解释级列问题(hierarchy problem)。
超对称代数:
![{\displaystyle \{Q_{\alpha },{\bar {Q}}_{\dot {\beta }}\}=2(\sigma ^{\mu })_{\alpha {\dot {\beta }}}P_{\mu }}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/263c1bbf10058e59c2c079797ab753a6f72dc45b)
![{\displaystyle \{Q_{\alpha },Q_{\beta }\}=\{{\bar {Q}}_{\dot {\alpha }},{\bar {Q}}_{\dot {\beta }}\}=0}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a8dacc48dd465906a2c25704da3455695afe7dda)
日本物理学家宫沢弘成(Hironari Miyazawa)[1]最早于1966年首次提出超对称理论,描述费米子和玻色子之间的对称(叫超对称)[2][3][4]。超对称可能统一自然界的基本作用力,以及解释暗物质问题。
弦理论家提出了N=8的超对称理论统一费米子与玻色子。[5][6]八维宇宙叫超空间(superspace)。这是大的或弯曲的额外维度(large or warped extra dimensions)。
一对之粒子为超对称伙伴(supersymmetric partner),如:
- 重力微子(gravitino)、
- 光微子(photino)、
- 胶微子(gluino),
- 费米子之伙伴叫超粒子(sparticle)
- 超电子(super + electron = selectron)
但是物理学家现在不知道这样的超粒子是否存在。
若SUSY存在,则磁单极也必须存在。(但是由于宇宙暴胀,磁单极子的密度可以很低。)
磁单极的质量接近普朗克质量。磁单极的质量可以小于100 TeV。
大型强子对撞机(LHC)似乎已将有些模型的超对称排除。物理学家还没发现任何超粒子。
弦论简介. web.mit.edu. [2020-03-08]. (原始内容存档于2020-10-31).
弦论简评. www.changhai.org. [2020-03-08]. (原始内容存档于2018-06-09).