Supersymetria

Supersymetria (SUSY)

Supersymetria to hipotetyczna symetria w fizyce cząstek elementarnych, która przekształca bozony w fermiony. Pomimo intensywnych badań, do tej pory nie zaobserwowano żadnych supersymetrycznych partnerów cząstek.

W kontekście supersymetrii, stan kwantowy fermionu oznaczany jest jako $|Frang$, a bozonu jako $|Brang$. Supersymetria jest generowana przez przekształcenie:

• $|Frang\; =\; Q|Brang$
• $|Brang\; =\; Q^+|Frang$

Generatory supersymetrii tworzą grupę z gradacją, co oznacza, że powinno istnieć równoliczne zestawienie fermionów i ich partnerów bozonowych. Na przykład, elektron (fermion) powinien mieć partnera – selektron (bozon). Podobnie fotonowi towarzyszy fermion zwany fotinem.

Obecnie przyjmuje się, że supersymetria jest złamana (spontaniczne złamanie symetrii), chociaż mogła być pełną symetrią w początkowych fazach wszechświata. Abdus Salam, laureat Nagrody Nobla, określił supersymetrię jako „ostateczną propozycję unifikacji wszystkich cząstek”.

Matematyczne aspekty supersymetrii

Supersymetria została po raz pierwszy zaobserwowana w kontekście matematycznych właściwości kwantowego oscylatora harmonicznego. Może być również opisana za pomocą superprzestrzeni, która zawiera fermionowe współrzędne $theta$. Symetria R odnosi się do transformacji tych współrzędnych i może być ciągła lub dyskretna, w tym redukować się do parzystości R (grupa $mathbb\{Z\}\_2$).

W przypadku pominięcia wyboru cechowania, supersymetria obejmuje pole wektorowe oraz skalarne pola rzeczywiste oznaczane jako $C,\; D,\; M,\; N$, a także dwa dwuspinory $lambda$ i $chi$. W sumie daje to 8 składowych bozonowych oraz 8 składowych fermionowych.

Źródła i materiały dodatkowe

• Aleksander Filip Żarnecki, [Supersymetria], hep.fuw.edu.pl [dostęp 2023-05-21].
• [Badania nie potwierdzają supersymetrii], Scientific American (2012.11.29).
• Don Lincoln, nagrania na kanale Fermilabu, YouTube:
  • [What is Supersymmetry?], 21 maja 2013;
  • [Why Supersymmetry?], 1 czerwca 2013.