超对称

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。

超对称模型能解决三个难题：

1. 在大统一理论尺度，它能够促使规范耦合常数收敛合一。
2. 它能够给出一个暗物质候选。
3. 它能够合理的解释级列问题（hierarchy problem）。

理论

超对称代数：

${\displaystyle \{Q_{\alpha },{\bar {Q}}_{\dot {\beta }}\}=2(\sigma ^{\mu })_{\alpha {\dot {\beta }}}P_{\mu }}$

${\displaystyle \{Q_{\alpha },Q_{\beta }\}=\{{\bar {Q}}_{\dot {\alpha }},{\bar {Q}}_{\dot {\beta }}\}=0}$

历史

日本物理学家宫沢弘成（英语：Hironari Miyazawa）（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。

额外维度

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）。

超粒子

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。

磁单极

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。

参见

• 中子电偶极矩
• 最小超对称标准模型
• 超弦理论
• 分裂超对称

参考文献

1. Miyazawa, Hironari. Baryon Number Changing Currents. Progress of Theoretical Physics. 1966-12, 36 (6): 1266–1276. ISSN 0033-068X. doi:10.1143/PTP.36.1266 （英语）.
2. Miyazawa, Hironari. Spinor Currents and Symmetries of Baryons and Mesons. Physical Review. 1968-06-25, 170 (5): 1586–1590. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.170.1586 （英语）.
3. Kaku, Michio. Quantum field theory : a modern introduction. New York: Oxford University Press https://www.worldcat.org/oclc/26307969. 1993. ISBN 0-19-507652-4. OCLC 26307969. 缺少或|title=为空 (帮助)
4. Freund, Peter G. O. (Peter George Oliver), 1936-. Introduction to supersymmetry. Cambridge [Cambridgeshire]: Cambridge University Press https://www.worldcat.org/oclc/12662461. 1986. ISBN 0-521-26880-X. OCLC 12662461. 缺少或|title=为空 (帮助)
5. 弦论简介. web.mit.edu. [2020-03-08]. （原始内容存档于2020-10-31）.
6. 弦论简评. www.changhai.org. [2020-03-08]. （原始内容存档于2018-06-09）.

外部链接

• "Particle wobble shakes up supersymmetry", Cosmos magazine, September 2006