超对称理论

超对称粒子

实验进程

新的征程

超对称理论

日本粒子物理学家宫沢弘成最早于1966年首次提出超对称理论，当时是为了补充标准模型中的一些漏洞。它描述了费米子和玻色子之间的对称性，认为每种费米子都应有一种玻色子与之配对，反之亦然。一旦被证实，它将有助于统一自然界的基本作用力，并帮助解释宇宙中存在的暗物质问题。

超对称粒子

在粒子物理学里，超对称粒子或超伴子是一种以超对称联系到另一种较常见粒子的粒子。在这物理理论中，每种费米子都应有一种玻色子“拍档”（费米子的超对称粒子），反之亦然。没有“破缺”的超对称预测：一颗粒子和其超对称粒子都应有完全相同的质量。至今仍然没有标准模型粒子的超对称粒子被发现。这可能表示超对称理论是错误的，或超对称并不是一种“不破”的对称性。如果超对称粒子被发现，其质量会决定超对称破裂时的尺度

就实标量的粒子（如轴子）而言，它们有一个费米子超对称粒子，也有一个实标量场。

在延伸的超对称里，一种特定粒子可能会有多于一个超对称粒子。举例，在四维空间里，一个光子会有两个费米超对称粒子和一个标量超对称粒子。

在零维的情况下（常被称作矩阵力学），有可能存在超对称，但没有超对称粒子。然而，这只有在当超对称性不包含超对称粒子的情况下才成立。

实验进程

大型强子对撞机实验未找到超对称粒子

这项实验是在LHCb设备上进行的，这一设备是安装在瑞士-法国边境的欧洲核子研究中心(CERN)的这台大型对撞机环路中的4台大型探测设备之一。英国利物浦大学的塔拉·希尔斯(Tara Shears)博士是这一设备工作组的发言人，他说：“实验的结果已经将超对称理论置于聚光灯下。”

在实验中，物理学家们试图以前所未有的精度观察B介子的衰变情况。如果超对称粒子果真存在，那么B介子的衰变频率将要比它们不存在的情况下高得多。除此之外，如果超对称粒子存在，它们的物质和反物质版本粒子衰变时表现的差异也应当要更大一些。

科学界渴盼了解这项实验的结果，尤其是在美国费米实验室质子—反质子对撞机(Tevatron)得到的结果似乎暗示B介子的衰变确实受到超对称粒子影响的结果之后，科学界就更加需要某种证实或澄清的结果出现。然而，在对数据进行深入分析之后，LHC的科研人员报告他们未能找到任何有关超对称粒子的蛛丝马迹。

根据LHC实验工作组成员，伦敦帝国学院的约旦·纳什(Jordan Nash)教授的说法，实验进行至今，我们应当已经观察到一些超对称粒子的线索了。他说：“我们至今未能找到任何直接或间接的证据证明这一理论，这说明要么我们对这一理论的理解是不全面的，要么它的本质和我们所想还存在差异，再或者就是这种粒子根本就不存在。”说出最后这句话时，纳什教授满脸失望。

新的征程

有趣的一幕是，当年和超对称理论同时代的一些“陈旧”的理论现在又再一次开始活跃，因为当年压制它们风头的超对称理论现在正面临危机。根据林肯教授的说法，一些年轻的理论物理学家已经开始尝试构建某种全新的理论，因为他们认为超对称理论已经“过时”了。