超対称性理論
超対称性理論(ちょうたいしょうせいりろん)とは、理論のボース粒子とフェルミ粒子に対して、それぞれ対応するフェルミ粒子とボース粒子(超対称性粒子)が存在すると考える理論、仮説のこと。ボース粒子とフェルミ粒子を入れ替える数学的変換を超対称変換と呼び、特にゲージ粒子に対しても超対称性粒子を考える理論の事を超対称ゲージ理論と呼ぶ。また、超対称性を考えた標準模型や重力理論(一般相対論)は、それぞれ超対称標準模型、超重力理論と呼ばれる。超弦理論も超対称性理論の一種である。
もし超対称性が自然界で近似としてではなく実現されているならば、現在までに知られている各素粒子に、その対となる同質量の超対称粒子が存在する。すなわち、素粒子の数が既知のものから倍増するはずである。しかしながら、現在、超対称粒子はひとつも実験的に発見されていない。2008年に稼動予定のLHC実験計画は、この超対称粒子の発見を目的のひとつとして推進されている。
この超対称性の数学的構造は、後に物理学の他の領域に対して成功裏に適用された。初めにWess、Zuminoとアブドゥッサラーム、彼らの同僚の研究者たちによって素粒子物理学へ、そして後に、量子力学から統計力学までさまざまな分野において適用された。今日に至るまで、提案された多くの物理学理論の不可欠な要素であり続けている。
標準模型における現実的な超対称性の最初のバージョンは、1981年にハワード・ジョージおよびSavas Dimopoulosによって提唱され、MSSMと呼ばれた。これは、階層性問題を解決し100 GeVから1 TeVの質量を持つ超対称性パートナーを予測するために提唱された。
2009年の時点では、超対称性が自然の対称性であるという確たる実験的な証拠は見つかっていない。2010年に、CERNの大型ハドロン衝突器(LHC)が世界最大の高エネルギー衝突を実施し、超対称性粒子の探索を行っている。