Minimálny supersymetrický štandardný model

Prirodzenosť

Pôvodnou motiváciou pre návrh MSSM bola stabilizácia Higgsovej hmotnosti vo vzťahu ku kvadraticky divergentným radiatívnym korekciám vyskytujúcim sa v ŠM (hierarchický problém). V supersymetrických modeloch sú skaláre vztiahnuté k fermiónom a majú rovnakú hmotnosť. Keďže fermionické hmotnosti sú logaritmicky divergentné, skalárne hmotnosti dedia rovnakú radiatívnu stabilitu. Vákuová hodnota Higgsovho poľa je asociovaná s negatívnou skalárnou hmotnosťou v Lagrangiáne. Aby radiatívne korekcie ku Higgsovej hmotnosti nepresiahli dramaticky skutočnú hodnotu, hmotnosť superpartnerov v ŠM by nemala byť výrazne vyššia ako je VEV -- približne 100 GeV. Táto hmotnostná škála bola skúmaná na Tevatrone a ďalšie štúdie budú pokračovať na LHC.

Tmavá hmota

Ak je zachovaná R-parita, potom je najľahšia superčastica (LSP) MSSM stabilná a je Slabo interagujúca hmotná častica (WIMP) — tj. nemá elektromagnetické alebo silné interakcie. Kvôli tomu je LSP dobrým kandidátom pre tmavú hmotu a spadá do kategórie častice studenej tmavej hmoty (CDM).

Predpovede MSSM pokiaľ ide o LHC

Tevatron a LHC majú aktívne experimentálne programy hľadajúce supersymetrické častice. Keďže oba tieto zariadenia sú hadrónové urýchľovače — protón antiprotón pre Tevatron a protón protón pre LHC — hľadajú nejlepšie silne interagujúce častice. Preto väčšina experimentálnych postupov zahŕňa produkciu squarkov alebo gluín. Keďže MSSM má R-paritu, najľahšia supersymetrická častica je stabilná a po rozkladoch squarkov a gluín bude každá reťaz rozkladu obsahovať jeden LSP, ktorý v detektore nezanechá stopu. Toto vedie ku generickým predpovediam, že MSSM vyprodukuje signál 'chýbajúcej energie' z týchto častíc opúšťajúcich detektor.

Chargína

Existujú dve chargína, ktoré sú fermiónmi a a sú elektricky nabité. Sú typicky označované ako C͂±₁ a C͂±₂ (hoci sa niekedy použiva \tilde{\chi}_1^\pm a \tilde{\chi}_2^\pm). Ťažšie chargíno sa môže rozkladať cez Z⁰ na ľahšie chargíno. Oba sa môžu rozkladať cez W± neutralíno.

Teórie narušenia supersymmetrickej symetrie

Množstvo teoretického úsilia bolo venované pochopeniu mechanizmu slabého narušenia supersymetrie produkujúce vhodné hmotnosti a interakcie supersymetrických partnerov častíc štandarného modelu. Tri najviac študované spôsoby sú:

Gravitačne prenášané narušenie supersymetrie

Gravitačne prenášané narušenie supersymetrie je metóda vplyvu narušenia supersymetrie v supersymetrickom ŠM prostredníctvom gravitačných interakcií. Bola to prvá metóda navrhnutá na komunikovanie prerušenia supersymetrie. V modeloch prerušenia supersymetrie gravitáciou je časť teórie, ktorá interaguje len s MSSM prostredníctvom gravitačných interakcií. Tento skrytý sektor teóie prerušuje supersymetriu. Prostredníctvom supersymetrickej verzie Higgsovho mechanizmu, gravitíno, supersymetrická verzia gravitónu, získava hmotnosť. Po tom, ako gravitíno získalo hmotnosť, gravitačné radiatívne korekcie k jemnej hmotnosti sú neúplne vyrušené pod hmotnostnou úrovňou gravitína.
V súčasnosti sa uvažuje, že nie je všeobecne platné mať sektor úplne odpojený od MSSM a mali by existovať operátory vyšších dimenzií, ktoré prepájajú rôzne sektory dohromady s operátormi vyššou dimenziou potlačenou Planckovou škálou. Tieto operátory dávajú také veľké jemné prerušenia supersymetrickej hmotnosti, ako veľké sú gravitačné slučky; a preto, dnes sa gravitačný prenos obvykle považuje za gravitačne podmienené priame interakcie medzi skrytým sektorom a MSSM.
mSUGRA znamená minimálnu supergravitáciu. Konštrukcia realistického modelu interakcií v rámci N = 1 supergravitačnej sústavy, kde je narušenie supersymetrie komunikované rostredníctvom supergravitačných interakcií bola vykonaná vedcami akoAli Chamseddine, Richard Arnowitt a Pran Nath v r. 1982. mSUGRA is one of the most widely investigated models of particle physics due to its predictive power requiring only 4 input parameters and a sign, to determine the low energy phenomenology from the scale of Grand Unification.
Gravity Mediated Supersymmetry Breaking was assumed to be flavor universal because of the universality of gravity; however, in 1986 Hall, Kostelecky, and Raby  ukazuje, že fyzika na úrovni Planckovej škály, ktorá je potrebná pre generovanie Yukawových napojení podľa ŠM marí univerzaliu prerušenia supersymetrie.

Kalibračné prenášané narušenie supersymetrie (GMSB)

Metóda kalibračne prenášaného narušenia supersymetrie je spôsobom zprostredkovania supersymetrie v supersymetrickom Štandardnom modeli prostredníctvom kalibračných interakcií ŠM. Typicky skrytý sektor narušuje supersymetriu s vplyvom na hmotné preposielacie polia, ktoré sú nabité podľa ŠM. Tieto preposielacie polia indukujú gaugínovú hmotnosť v jednoslučkovom priblížení a táto je potom prenášaná na skalárnych superpartnerov v dvojslučkovom priblížení.

Anomáliami prenášané narušenie supersymetrie (AMSB)

Anomáliami prenášané narušenie supersymetrie je špeciálny typ gravitáciou prenášaného narušenia supersymetrie, ktoré má za nássledok, že narušenie supersymetrie je zprostredkuvávané v supersymetrickom Štandardnom modeli prostredníctvom konformných anomálií.