超对称

未解決的物理學問題：時空超對稱是否實現於大自然？假若是，超對稱破壞的機制為何？超對稱是否能夠穩定電弱尺度，避免大幅度量子修正？最輕的超對稱粒子是否為暗物質的組成成分之一？

超对称（supersymmetry，简称SUSY）是费米子和玻色子之间的一种對稱性，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。大型強子對撞機將會驗證粒子是否有相對應的超對稱粒子這個疑問。

超對稱模型能解決三個難題：

1. 在大統一理論尺度，它能夠促使規範耦合常數收斂合一。
2. 它能夠給出一個暗物質候選。
3. 它能夠合理的解釋級列問題（hierarchy problem）。

理論

超对称代数：

${\displaystyle \{Q_{\alpha },{\bar {Q}}_{\dot {\beta }}\}=2(\sigma ^{\mu })_{\alpha {\dot {\beta }}}P_{\mu }}$ 

${\displaystyle \{Q_{\alpha },Q_{\beta }\}=\{{\bar {Q}}_{\dot {\alpha }},{\bar {Q}}_{\dot {\beta }}\}=0}$ 

歷史

日本物理学家宫沢弘成（英语：Hironari Miyazawa）（Hironari Miyazawa）^[1]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）^[2][3][4]。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与玻色子。^[5][6]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。物理学家还没发现任何超粒子。

參見

• 中子電偶極矩
• 最小超對稱標準模型
• 超弦理論
• 分裂超对称

参考文献

1. Miyazawa, Hironari. Baryon Number Changing Currents. Progress of Theoretical Physics. 1966-12, 36 (6): 1266–1276. ISSN 0033-068X. doi:10.1143/PTP.36.1266 （英语）. 
2. Miyazawa, Hironari. Spinor Currents and Symmetries of Baryons and Mesons. Physical Review. 1968-06-25, 170 (5): 1586–1590. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.170.1586 （英语）. 
3. Kaku, Michio. Quantum field theory : a modern introduction. New York: Oxford University Press https://www.worldcat.org/oclc/26307969. 1993. ISBN 0-19-507652-4. OCLC 26307969.  缺少或|title=为空 (帮助)
4. Freund, Peter G. O. (Peter George Oliver), 1936-. Introduction to supersymmetry. Cambridge [Cambridgeshire]: Cambridge University Press https://www.worldcat.org/oclc/12662461. 1986. ISBN 0-521-26880-X. OCLC 12662461.  缺少或|title=为空 (帮助)
5. . web.mit.edu. [2020-03-08]. （原始内容存档于2020-10-31）. 
6. . www.changhai.org. [2020-03-08]. （原始内容存档于2018-06-09）. 

外部連結

• , Cosmos magazine, September 2006