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超对称

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未解决的物理学问题时空超对称是否实现于大自然?假若是,超对称破坏的机制为何?超对称是否能够稳定电弱尺度,避免大幅度量子修正?最轻的超对称粒子是否为暗物质的组成成分之一?

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[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。物理学家还没发现了任何超粒子。

参见

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. ^ 弦论简介. web.mit.edu. [2020-03-08]. 
  6. ^ 弦论简评. www.changhai.org. [2020-03-08]. 

外部链接

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