超对称

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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）。

超对称代数：

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

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

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。

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）。

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。

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。

• 中子電偶極矩
• 最小超對稱標準模型
• 超弦理論
• 分裂超对称

• "Particle wobble shakes up supersymmetry", Cosmos magazine, September 2006