什么是超對稱(Supersymmetry)？

超對稱性，在科學界常被稱為SUSY，是粒子物理學中的一種理論，它試圖解釋宇宙中缺失的物質或暗物質，并將引力與自然界其他三種基本力（電磁力和弱核力和強核力）統一起來。超對稱性背后的概念是弦理論的一個方面，它可以在一定程度...

超對稱性，在科學界常被稱為SUSY，是粒子物理學中的一種理論，它試圖解釋宇宙中缺失的物質或暗物質，并將引力與自然界其他三種基本力（電磁力和弱核力和強核力）統一起來。超對稱性背后的概念是弦理論的一個方面，它可以在一定程度上用當前的核加速器技術進行測試，并指出所有攜帶力的亞原子粒子都與具有質量的亞原子粒子相匹配。例如玻色子，它被認為是物質粒子的超對稱力載體費米子。科學家拿著燒杯，雖然超對稱理論解決了在基本粒子行為方面發現的許多基本問題，但截至2011年，還沒有直接證據支持它。大型強子對撞機（LHC），自2011年起，是地球上建造的最大的粒子加速器包括法國和瑞士邊界以下17英里（27公里）的隧道，在2011年8月進行了一個直接實驗來檢測超對稱效應，但沒有找到任何證據來支持這一理論。這與先前Tevatron粒子加速器提出的在B介子亞原子粒子衰變過程中可能觀察到超對稱性的跡象形成對比。Tevatron是一個3.9英里長的區域（6.28公里）加速器位于美國伊利諾斯芝加哥外的費米實驗室。在超對稱理論中合作粒子的概念已經在粒子物理學中發展了20年。研究人員現在質疑這一理論的基礎，作為LHC的支持實驗。其中本應也提供了一些證據來支持這一理論，卻沒有做到一段時間以來，這一理論一直吸引著物理學家，因為它可以對弦理論的某些方面進行基本測試，而這些方面在可預見的未來遠遠超出了人類技術的能力。該理論還可以解釋暗物質是什么的巨大謎團，據估計暗物質占宇宙的25%，還有大約70%是由暗能量引起的。所有常規科學觀測到的正常物質和能量不到宇宙總質量和能量的5%。超對稱理論也可以解釋希格斯玻色子概念的存在。玻色子是一種假設的粒子，已經被研究過用粒子物理中的標準模型來解決問題的計算，但它們是截至2011年物理實驗中唯一沒有觀測到的亞原子或基本粒子。盡管現在可能會排除簡單版本的超對稱性，其他復雜的方法也在考慮之中。最基本的基本粒子，夸克，也會有一個稱為squark的超對稱伙伴，它將分別與六種夸克味道（上、下、奇怪、魅力、底部和頂部）相匹配。其他超對稱伙伴，如果真的被發現的話，它們將是與引力子匹配的引力子，與光子匹配的photino，與膠子匹配的膠子，以及其他一些。即使是眾所周知的亞原子粒子，也會有超對稱的伙伴，比如電子，它的超級伙伴是一個選擇子。

發表于 2020-09-18 01:44
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分類：科學教育

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