超對稱

超對稱（supersymmetry，簡稱SUSY）是費米子和玻色子之間的一種對稱性，該對稱性至今在自然界中尚未被觀測到。物理學家認為這種對稱性是自發破缺的。大型強子對撞機將會驗證粒子是否有相對應的超對稱粒子這個疑問。

超對稱模型能解決三個難題：

1. 在大統一理論尺度，它能夠促使規範耦合常數收斂合一。
2. 它能夠給出一個暗物質候選。
3. 它能夠合理的解釋級列問題（hierarchy problem）。

理論

超對稱代數：

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

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

歷史

日本物理學家宮沢弘成（英語：Hironari Miyazawa）（Hironari Miyazawa）^[1]最早於1966年首次提出超對稱理論，描述費米子和玻色子之間的對稱（叫超對稱）^[2][3][4]。超對稱可能統一自然界的基本作用力，以及解釋暗物質問題。

額外維度

弦理論家提出了N=8的超對稱理論統一費米子與玻色子。^[5][6]八維宇宙叫超空間（superspace）。這是大的或彎曲的額外維度（large or warped extra dimensions）。

超粒子

一對之粒子為超對稱夥伴（supersymmetric partner），如：

• 重力微子（gravitino）、
• 光微子（photino）、
• 膠微子（gluino），
• 費米子之夥伴叫超粒子（sparticle）
• 超電子（super + electron = selectron）

但是物理學家現在不知道這樣的超粒子是否存在。

磁單極

若SUSY存在，則磁單極也必須存在。（但是由於宇宙暴脹，磁單極子的密度可以很低。）

磁單極的質量接近普朗克質量。磁單極的質量可以小於100 TeV。

大型強子對撞機（LHC）似乎已將有些模型的超對稱排除。物理學家還沒發現任何超粒子。

參見

• 中子電偶極矩
• 最小超對稱標準模型
• 超弦理論
• 分裂超對稱

參考文獻

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 （英語）.
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 （英語）.
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=為空 (幫助)
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=為空 (幫助)
5. 弦论简介. web.mit.edu. [2020-03-08]. （原始內容存檔於2020-10-31）.
6. 弦论简评. www.changhai.org. [2020-03-08]. （原始內容存檔於2018-06-09）.

外部連結

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