Սուպերսիմետրիա

**Սուպերսիմետրիա**, հիպոթետիկ կառուցվածք է ֆիզիկայում, որը ենթադրում է ամբողջ սպին ունեցող մասնիկների (բոզոնների) և կիսաամբողջ սպին ունեցող մասնիկների (ֆերմիոնների) միջև սիմետրիայի գոյությունը։ Այն ենթադրում է, որ յուրաքանչյուր հայտնի մասնիկի համար գոյություն ունի տարբեր սպինային հատկություններով գործընկեր մասնիկ։ Ամեն խմբի յուրաքանչյուր մասնիկ զուգորդվում և փոխակերպվում է մյուս խմբի մասնիկի հետ, որը կոչվում է սուպերմասնակից։ Սուպերմասնակիցների սպինների տարբերությունը կիսաամբողջ թիվ է։ ''Չխախտվող'' սուպերսիմետրիայով տեսության մեջ սուպերմասնակիցների զույգերից յուրաքանչյուրն ունի միևնույն զանգվածը և ներքին քվանտային թվերը, բացառությամբ սպինի։ Օրինակ, պիտի լինի s-էլեկտրոն (էլեկտրոնի սուպերմասնակից)՝ էլեկտրոնի բոզոնային տարբերակը։ Քանի որ մինչև այժմ սուպերմասնակիցներ չեն հայտնաբերվել, եթե գոյություն ունի սուպերսիմետրիա, այն պետք է ինքնակամ խախտվի, այնպես որ սուպերմասնակիցների զանգվածները կտարբերվեն իրարից։ Եթե ապացույցներ գտնվեն, սուպերսիմետրիան կարող է օգնել բացատրել որոշակի երևույթներ, ինչպիսիք են մութ նյութի բնույթը և մասնիկների ֆիզիկայում հիերարխիայի խնդիրը։ Սուպերսիմատրիայի ինքնակամ խախտումը կարող է լուծել տարրական մասնիկների ֆիզիկայի բազմաթիվ խնդիրներ, ներառյալ տրամաչափային աստիճանակարգության խնդիրը։ Ինքնակամ խախտվող սուպերսիմետրիայի ամենապարզ տարբերակը  է, որը ստանդարտ մոդելի սահմաններից դուրս ֆիզիկայի ամենալավ ուսումնասիրված թեկնածուն է։

Սուպերսիմետրիայի գոյության միայն անուղղակի վկայություններ կան։ Սուպերմասնակիցների ուղղակի վկայություներ հնարավոր է ստանալ արագացուցիչներում, ինչպիսին Մեծ հադրոնային բախիչն է։ Մեծ հադրոնային բախիչի առաջին գործարկումից սուպերսիմատրիայի վկայություններ չեն ստացվել (բոլոր արդյունքները համապատասխանել են ստանդարտ մոդելին)։ Չնայած շատերը դեռ խանդավառված են այս տեսությամբ, Մեծ հադրոնային բախիչի առաջին գործարկումը ֆիզիկոսների առաջնորդել է դեպի այլ գաղափարներ։ Նախատեսվում է երկրորդ գործարկման ընթացքում շարունակել սուպերսիմետրիայի և նոր ֆիզիկայի որոնումները։

## Պատմություն
Մեզոնների և բարիոնների միջև կապ հաստատող սուպերսիմետրիայի գաղափարը հադրոնային ֆիզիկայի շրջանակներում առաջին անգամ առաջարկել է Հիրոնայի Միյազավան 1966 թվականին։ Այս սուպերսիմետրիայում տարաժածամանակը ներառված չէր, այսինքն, այն համարվում էր ներքին սիմետրիա և խախտում ուներ։ Միյազավայի աշխատանքը անտեսված մնաց։

1971 թվականին Ջ․ Լ․ Գերվակսը և Բունջի Սակիտան, Յուրի Գոլֆանդը և Ե․ Պ․ Լիխտմանը, իսկ 1972 թվականին Դ․ Վ․ Վոլկովը և Վ․ Պ․ Ակուլովը միմյանցից անկախ վերաբացահայտեցին սուպերսիմետրիան դաշտի քվանտային տեսության շրջանակներում։ Սա տարածաժամանակի և հիմնարար դաշտերի արմատապես նոր տարրական մասնիկների՝ բոզոնների և ֆերմիոնների միջև՝ միավորելով տարածա-ժամանակը և միկրոսկոպիկ աշխարհի ներքին սիմետրիաները։ Կայուն Լիի հանրահաշվական աստիճանային կառուցվածքով սուպերսիմետրիայի գաղափարը, որի վրա հիմնված էր Գերվայզ-Սակիտայի վերահայտնագործությունը, առաջին անգամ ի հայտ եկավ 1971 թվականին լարերի տեսության վաղ տարբերակի շրջանակներում (Պիեռ Ռամոն, Ջոն Շվարց և Անդրե Նևո)։

Վերջապես 1974 թվականին Յուլիուս Վեսը և Բրունո Զումինոն սահմանեցին քառաչափ սուպերսիմետրիկ դաշտի տեսությունների վերանորմավորումների բնութագրական հատկությունները և Աբդուս Սալամի և հաջորդ հետազոտողների հետ ներկայացրեցին տարրական մասնիկների ֆիզիկայի վաղ կիրառությունները։ Սուպերսիմետրիայի մաթեմատիկական ապարատը (Լիի կարգավորված սուպերհանրահաշիվ) հաջողությամբ կիրառվեց ֆիզիկայի այլ ոլորտներում, ներառյալ միջուկային ֆիզիկան, կրիտիկական երևույթները, քվանտային մեխանիկան և վիճակագրական ֆիզիկան։
Ստանդարտ մոդելի առաջին իրատեսական սուպերսիմետրիկ տարբերակը առաջարկել է 1977 թվականին Պիեռ Ֆայետը։ Այն հայտնի է Նվազագույն Սուպերսիմետրիկ Ստանդարտ մոդել (*Minimal Supersymmetric Standard Model*, MSSM) անունով։ Ակնկալվում է, որ բացի այլ խնդիրներից, այն պետք է լուծի տրամաչափային աստիճանակարգության խնդիրը։

## Ստանդարտ մոդելի գերսիմետրիկ ընդլայնումը
Ժամանակակից բարձր էներգիաների ֆիզիկայի հիմնարար տեսությունը՝ Ստանդարտ մոդելը, ինքնին գերսիմետրիկ չէ, սակայն այն կարող է ընդլայնվել՝ կառուցելու գերսիմետրիկ տեսություն։ Ստանդարտ մոդելի նվազագույն գերսիմետրիկ ընդլայնումը հայտնի է որպես «Նվազագույն Սուպերսիմետրիկ Ստանդարտ մոդել» (Minimal Supersymmetric Standard Model, MSSM)։

MSSM-ում անհրաժեշտ է ներմուծել լրացուցիչ դաշտեր՝ Ստանդարտ մոդելի յուրաքանչյուր դաշտի համար կազմելու գերսիմետրիկ մուլտիպլետներ։ Մասնավորապես, նյութական ֆերմիոնային դաշտերի՝ քվարկների և լեպտոնների համար, ներմուծվում են համապատասխան սկալյար դաշտեր՝ սկվարկներ և սլեպտոններ, որոնք յուրաքանչյուր ֆերմիոնի համար ներկայացնում են երկուական դաշտ։

Վեկտորային բոզոնային դաշտերի՝ գլյուոնների, ֆոտոնների, W- և Z-բոզոնների համար ներմուծվում են համապատասխան ֆերմիոնային դաշտեր՝ գլյուինո, ֆոտինո, վինո և զինո, որոնք նույնպես ունեն երկուական համապատասխանություններ՝ Ստանդարտ մոդելի ազատության յուրաքանչյուր աստիճանի համար։

Էլեկտրաթույլ սիմետրիայի խախտման նպատակով MSSM-ում անհրաժեշտ է ներմուծել երկու Հիգսի դուբլետ (մինչդեռ Ստանդարտ մոդելում կա միայն մեկը), ինչի արդյունքում առաջանում են Հիգսի դաշտի հինգ ազատության աստիճաններ՝ երկու լիցքավորված Հիգսի բոզոններ, թեթև և ծանր սկալյար Հիգսի բոզոններ և մեկ կեղծ-սկալյար Հիգսի բոզոն։

Իրատեսական ցանկացած գերսիմետրիկ մոդել պետք է պարունակի գերսիմետրիան խախտող տերմիններ։ Սուպերսիմետրիայի ամենահավանական և բնական խախտումը իրականացվում է այսպես կոչված «մեղմ խախտման անդամների» ներմուծմամբ։

## Ծանոթագրություններ

Կատեգորիա:Սուպերսիմետրիա
Կատեգորիա:Ստանդարտ մոդելի սահմաններից դուրս ֆիզիկա
Կատեգորիա:Ֆիզիկայի հասկացություններ