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超对称(supersymmetry,简称SUSY)费米子玻色子之间的一种对称性,该对称性至今在自然界中尚未被观测到。物理学家认为这种对称性是自发破缺的。大型强子对撞机将会验证粒子是否有相对应的超对称粒子这个疑问。

超对称模型能解决三个难题:

  1. 大统一理论尺度,它能够促使规范耦合常数收敛合一。
  2. 它能够给出一个暗物质候选。
  3. 它能够合理的解释级列问题(hierarchy problem)。

理论

超对称代数:

历史

日本物理学家宫沢弘成(Hironari Miyazawa)最早于1966年首次提出超对称理论,描述费米子和玻色子之间的对称(叫超对称)。超对称可能统一自然界的基本作用力,以及解释暗物质问题。

额外维度

弦理论家提出了N=8的超对称理论统一费米子玻色子。八维宇宙叫超空间(superspace)。这是大的或弯曲的额外维度(large or warped extra dimensions)。

超粒子

一对之粒子为超对称伙伴(supersymmetric partner),如:

  • 重力微子(gravitino)、
  • 光微子(photino)、
  • 胶微子(gluino),
  • 费米子之伙伴叫超粒子(sparticle)
  • 超电子(super + electron = selectron

但是物理学家现在不知道这样的超粒子是否存在。

磁单极

若SUSY存在,则磁单极也必须存在。(但是由于宇宙暴胀,磁单极子的密度可以很低。)

磁单极的质量接近普朗克质量。磁单极的质量可以小于100 TeV。

大型强子对撞机(LHC)似乎已将有些模型的超对称排除。物理学家还没发现了任何超粒子。

参见

外部链接


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