supersümmeetriat

Supersümmeetria on teoreetiline füüsikaline sümmeetria, mis seob kaks fundamentaalset osakesteklassi: fermionid ja bosonid. Fermionid on osakesed, mis alluvad Fermi-Diraci statistikale ja millel on poolarv-spinn (näiteks elektronid ja kvargid). Bosonid alluvad Bose-Einstein statistikale ja neil on täisarv-spinn (näiteks footonid ja Higgsi boson). Supersümmeetria postuleerib, et igal tuntud elementaarosakesel on supersümmeetriline partner, millel on sama mass ja sama kvantlarvused, välja arvatud spinn, mis erineb ühe võrra. Näiteks footonil (boson) oleks supersümmeetriline partner nimega fotino (fermion) ja elektronil (fermion) oleks partner nimega selektron (boson).

Käesoleva standardmudeli jaoks pole supersümmeetriat eksperimentaalselt kinnitatud. Standardmudel kirjeldab edukalt kolme fundamentaalset jõudu (elektromagnetiline, nõrk ja tugev tuumajõud) ning kõik tuntud elementaarosakesed, kuid see ei selgita tumedat ainet ega tumedat energiat ning jätab lahendamata hierarhia-probleemi, mis puudutab Higgsi bosoni massi. Supersümmeetria pakkus välja lahendusi paljudele neist probleemidest. Näiteks võiksid supersümmeetrilised partnerid, mida nimetatakse neutraalinoodeks, moodustada tumedat ainet. Samuti aitaks supersümmeetria stabiliseerida Higgsi bosoni massi, vältides suureid kvantkorrektsioone.

Kui supersümmeetria oleks olemas, peaksid kõrgemates energiates osakeste massid ja jõudude tugevused lähenema. Senised eksperimendid, eriti Suure Hadronite Põrgatiga (LHC), ei ole aga avastanud mingisuguseid supersümmeetrilisi osakesi. See tähendab, et kui supersümmeetria eksisteerib, siis supersümmeetriliste partnerite massid peavad olema palju suuremad, kui algselt loodeti, muutes nende avastamise keerulisemaks.