Supersümmeetria

Supersümmeetria (inglise keeles supersymmetry) on osakestefüüsikas hüpoteetiline sümmeetria, mis seob looduses kahte põhilist väljaosakeste klassi – bosoneid, mille spinn on täisarvuline ja fermione, mille spinn on poolarvuline. Supersümmeetria abstraktne teisendus seob boson- ja fermionkvantväljad, nii et nad võivad teineteiseks muunduda. Piltlikult võib öelda, et supersümmeetria teisendus võib aine üle viia vastastikmõjuks ja vastupidi. Supersümmeetria on väga kõrge sümmeetria aste. Selle võlu seisnes selles, et seda rakendades paranes oluliselt paljude füüsikateooriate ja mudelite kvaliteet. Supersümmeetriast sai omaette suund matemaatikas. Teooria loomise ajal olid sellega seotud ka suured lootused, sest arvati et selle abil saab võimalikuks kvantgravitatsiooniteooria (Einsteini gravitatsiooniteooria kvantiseerimine) loomine.

Supersümmeetria hüpotees ei ole seni katseliselt kinnitust leidnud (uuritakse Suures Hadronite Põrgutis). Kindlaks on tehtud, et meie maailm ei ole supersümmeetriline täpse sümmeetria mõttes. Sellele vaatamata omab supersümmeetria tänapäeva matemaatilises füüsikas, matemaatikas ja osakestefüüsikas tähtsat osa. Viimasel ajal lisandus neile kolmele ka kosmoloogia, sest supersümmeetria pakub välja tumeenergia probleemi lahenduse.

Ajalugu
Idee mesonite ja barüonide supersümmeetriast pakkus 1966. aastal välja hadronifüüsika kontekstis Jaapani füüsik Hironari Miyazawa (1927–), kuid tema teooria ei olnud seotud aegruumiga. 1970. aastal avaldasid Moskva füüsikud Juri Golfand (1922–1994) ja Jevgeni Lihtman (1946–) töö, milles esmakordselt esitati idee supersümmeetriast kui elementaarosakeste teooria loomise põhimõttest (said selle eest 1989. aastal Igor Tamme nimelise preemia). 1972. aastal esitasid Harkivis Ukraina füüsikud Dmõtro Volkov (1925–1996) ja Volodõmõr Akulov (1944–) oma versiooni neljamõõtmelisest supersümmeetriast. Nõukogude füüsikute supersümmeetrilised teooriad jäid Läänes märkamata. 

1971. aastal avaldasid Prantsuse füüsik Jean-Loup Gervais ja USA füüsik Bunji Sakita ühisartikli "Field Theory Interpretation of Supergauges in Dual Models", mis käsitles bosonite ja fermionide supersümmeetriat. 1974. aastal esitasid Austria füüsik Julius Wess ja Itaalia füüsik Bruno Zumino supersümmeetria teooria neljamõõtmelises aegruumis (Wessi-Zumino mudel). 

Tänapäeva kõrge energia füüsika peamine füüsikaline mudel standardmudel ei ole otseselt supersümmeetriline, kuid teda on võimalik laiendada supersümmeetriliseks teooriaks. Esimese sellise versiooni esitas 1977. aastal Prantsuse füüsik Pierre Fayet (1949–) (Minimaalne supersümmeetriline standardmudel).

Vaata ka
Supersümmeetria

Teoreetiline füüsika
Standardmudeli taha jääv füüsika