超对称性

2024年11月14日 20:30

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月夜巫师2024年11月14日 20:30

在粒子物理学中，超对称性（SUSY）是一个原理，它提出了基本粒子之间费米子和玻色子这两种基本类别的关系。费米子具有半整数自旋，玻色子具有整数值自旋。超对称性是时空对称的一种类型，是未被发现的粒子物理学的一个可能的候选者。如果被证实是正确的，它被认为是当前粒子物理学中许多问题的一个优秀的解决方案，能解决当前理论被认为是不完整的各个领域。例如对标准模型的超对称扩展将通过保证扰动理论中所有阶的二次发散被抵消来解决规范理论中的主要层次问题。在超对称性中，来自一组中的每一个粒子在另一组中都有一个关联的粒子，称为它的超对称伙伴，其自旋相差半个整数，这些超对称伙伴将是新的未被发现的粒子。例如有一种粒子叫做 “超电子”（超伙伴电子），是电子的玻色子伙伴。在最简单的超对称性理论中，由于完美的 “不间断” 超对称性，每对超对称伙伴有相同的质量和内部量子数。但如果超对称性存在，那么它由自发破缺的对称性组成，允许超对称伙伴在质量上有所不同。目前没有证据表明超对称性是否正确，或者对当前模型的其他扩展可能更准确。直接确认将需要在对撞机实验中生产超对称伙伴，例如大型强子对撞机（LHC），但大型强子对撞机（LHC）的第一次运行除了希格斯玻色子之外没有发现以前未知的粒子，希格斯玻色子已经被怀疑是标准模型的一部分，因此也没有超对称性的证据。间接方法包括在已知的标准模型粒子中寻找永久电偶极矩（EDM），这可能发生在标准模型粒子与超对称粒子相互作用时。目前对电子电偶极矩的最佳约束是使其小于10⁻²⁸ e cm，相当于对TeV标度下新物理的灵敏度，与目前最好的粒子对撞机匹配。这种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。

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