Siêu đối xứng

Trong vật lý hạt, Siêu đối xứng (SUSY) là một đề xuất mở rộng của không-thời gian đối xứng có liên quan hai lớp cơ bản của các hạt cơ bản: Boson, trong đó spin có giá trị là số nguyên, và fermion, trong đó có spin bán nguyên . Mỗi hạt từ một nhóm có liên quan đến một hạt từ khác, nó được gọi là siêu đối, mà spin khác nhau bởi số bán nguyên. Trong một lý thuyết với không gián đoạn siêu đối xứng từng cặp siêu đối tác chia sẻ cùng khối lượng và số lượng tử nội tại bên cạnh spin, nhưng vì không có siêu đối tác đã được quan sát thấy chưa, siêu đối xứng phải là một đối xứng bị phá vỡ một cách tự nhiên . Sự thất bại của Large Hadron Collider tìm thấy bằng chứng cho siêu đối xứng đã khiến một số nhà vật lý cho rằng lý thuyết nên từ bỏ. Các thí nghiệm với Large Hadron Collider cũng mang lại một cực kỳ hiếm sâu hạt sự kiện mà nghi ngờ về siêu đối xứng. Một điểm yếu lớn của SUSY là nó không phải là giả, bởi vì mechanissm phá của nó và khối lượng tối thiểu trên đó nó được phục hồi chưa được biết. Khối lượng tối thiểu này có thể được đẩy lên với giá trị tùy ý, mà không bác bỏ sự đối xứng .

Siêu đối xứng khác đáng chú ý là từ đối xứng hiện nay được biết đến ở chỗ của nó tương ứng với phí bảo tồn (thông qua định lý Noether của) là một fermion gọi là supercharge và thực hiện spin -1 / 2, như trái ngược với một vô hướng (spin-0) hoặc vector (spin-1). Một siêu đối xứng cũng có thể được hiểu là fermionic (anticommuting) kích thước mới của không-thời gian, siêu đối tác của các tọa độ không-thời gian boson bình thường, và trong việc xây dựng lý thuyết này được cho là sống trong siêu không gian.

Có bằng chứng gián tiếp cho sự tồn tại của siêu đối xứng, chủ yếu ở dạng các chứng cứ để đánh giá khớp nối thống nhất đất nước. Siêu đối xứng cũng được thúc đẩy bởi các giải pháp cho một số vấn đề lý thuyết, cho thường cung cấp nhiều tài sản toán học mong muốn, và đảm bảo hành vi hợp lý tại năng lượng cao. Siêu đối xứng lý thuyết trường lượng tử thường là dễ dàng hơn nhiều để phân tích, như nhiều vấn đề trở nên chính xác khả năng giải quyết. Khi siêu đối xứng được áp dụng như là một địa phương đối xứng, lý thuyết của Einstein - Lý thuyết tương đối rộng được bao gồm tự động, và kết quả được cho là một lý thuyết về siêu hấp dẫn. Nó cũng là một tính năng của một ứng cử viên của một Lý thuyết của tất cả mọi thứ, Lý thuyết siêu dây.

Một động lực trung tâm để siêu đối xứng gần với TeV quy mô năng lượng là độ phân giải của vấn đề hệ thống phân cấp của Mô hình Chuẩn. Nếu không có các hạt siêu đối xứng thêm, các Boson Higgs khối lượng là tùy thuộc vào hiệu chỉnh lượng tử là rất lớn như một cách tự nhiên lái xe gần với khối lượng Planck cấm của nó tinh chỉnh đến một giá trị cực kỳ nhỏ. Trong lý thuyết siêu đối xứng, mặt khác, những hiệu chỉnh lượng tử được hủy bỏ bởi những người từ các siêu đối tác tương ứng trên quy mô phá vỡ siêu đối xứng, mà trở thành đặc trưng mới tự nhiên quy mô cho khối lượng hạt Higgs. Tính năng hấp dẫn khác của TeV quy mô siêu đối xứng là thực tế là nó thường cung cấp một ứng cử viên vật chất tối hạt ở quy mô lớn phù hợp với nhiệt tính toán phong phú di tích, cung cấp một cơ chế tự nhiên cho đối xứng điện yếu phá vỡ và cho phép chính xác năng lượng cao thống nhất của các tương tác yếu, các tương tác mạnh và tương tác điện từ. Vì vậy, kịch bản mà các đối tác siêu đối xứng xuất hiện với khối lượng không lớn hơn nhiều so với 1 TeV được coi là nổi được thúc đẩy bởi các nhà lý thuyết. Những tình huống này có ngụ ý rằng dấu vết thử nghiệm của siêu đối nên bắt đầu xuất hiện trong các va chạm năng lượng cao tại LHC tương đối sớm. Tính đến tháng 9 năm 2011, không có dấu hiệu có ý nghĩa của các siêu đối tác đã được quan sát thấy, được bắt đầu hạn chế đáng kể các hóa thân phổ biến nhất của siêu đối xứng. Tuy nhiên, tổng số không gian tham số của các phần mở rộng siêu đối xứng phù hợp của mô hình chuẩn là vô cùng đa dạng và không thể dứt khoát bác bỏ tại LHC.