Dalam
fisika partikel
,
supersimetri
(
SUSI
) adalah dugaan hubungan antara dua kelas dasar dari
partikel dasar
ː
boson
, yang memiliki sebuah
spin
bernilai bilangan bulat, dan
fermion
, yang memiliki sebuah spin setengah bilangan bulat.
[1]
[2]
Sebuah tipe dari
simetri ruang waktu
, supersimetri adalah sebuah kandat yang memungkinan untuk
partikel fisika yang tidak ditemukan
, dan dilihat oleh beberapa fisikawan sebagai sebuah solusi yang elegan untuk banak masalah saat ini dalam fisika partikel jika dikonfirmasikan benar, yang dapat menyelesaikan berbagai daerah dimana teori-teori saat ini dipercayakan untuk menjadi tidak lengkap. Sebuah ekstensi supersimetris ke
Model Standar
bisa menyelesaikan masalah-masalah hirarki utama dalam
teori ukuran
, dengan menjamin bahwa
divergensi
kuadrat dari semua urutan akan membatalkan dalam
teori gangguan
.
Dalam supersimetri, setiap partikel dari satu grup akan memiliki sebuah partikel yang terkait di sisi lain, dikenal sebagai
superpartner
, spin yang berbeda oleh sebuah setengah bilangan bulat. Superpartner-superparnter ini akan menjadi baru dan partikel-partikel yang tidak ditemukan; sebagai contoh, akan ada sebuah partikel disebut sebuah "selektron" (superpartner elektron), sebuah pasangan bosonik dari
elektron
. Dalam teori supersimetri paling sederhana, dengan supersimetri "
tidak terputus
", setiap pasangan dari superpartner-superpartner akan berbagi
massa
yang sama dan
bilangan kuantum
internal selain spin. Sejak kita menduga untuk mencari "superpartner" ini menggunakan peralatan masa kini, jika supersimetri ada maka ini terdiri dari sebuah
simetri yang patah secara spontan
, memperkenankan superpartner-superpartner berbeda dalam massa.
[3]
[4]
[5]
Supersimetri yang patah secara spontan bisa menyelesaikan semua masalah dalam partikel fisika, termasuk masalah hierarki.
Tidak ada bukti percobaan saat ini bahwa supersimetri benar, atau apakah ekstensi lainnya untuk model saat ini mungkin lebih akurat. Sebagian, ini karena hanya sejak sekitar 2010 yang
akslerasi partikel
secara khusus dirancang untuk mempelajari fisika di luar Model Standar menjadi mampu beroperasi (yaitu
Penumbuk Hadron Raksasa
) dan karena hal itu belum diketahui di mana tepatnya untuk melihat, atau energi yang dibutuhkan untuk pencarian yang sukses.
Alasan utama untuk supersimetri sedang didukung oleh beberapa fisikawan adalah bahwa teori-teori saat ini dikenal tidak lengkap dan batas mereka sudah ditetapkan, dan supersimetri bisa menjadi penyelesaian yang menarik untuk beberapa perhatian utama.
[6]
[7]
Konfirmasi langsung akan memerlukan produksi dari superpartner dalam eksperimen penumbukan, seperti
Penumbuk Hadron Raksasa
. Proses pertama dari Penumbuk Hadron Raksasa tidak menemukan
partikel yang sebelumnya tidak dikenal
selain
boson Higgs
yang sudah diduga ada sebagai bagian dari
Model Standar
dan demikian tidak ada bukti untuk supersimetri.
[8]
[9]
Metode tidak langsung termasuk penelitian pada sebuah momen dwikutub listrik (
electric dipole moment
atau disingkat EDM) permanen, yang dapat timbul ketika partikel Model Standar berinteraksi dengan partikel-partikel supersimetri. Kendala terbaik saat ini pada
momen dwikutub listrik elektron
diletakkan menjadi lebih kecil daripada 10
?28
e·cm, ekuivalen dengan kepekaan ke fisika baru di skala TeV dan cocok dengan penumbuk partikel saat ini.
[10]
Sebuah EDM permanen dalam setiap titik-titik partikel fundamental menuju
pembalikkan waktu
melanggar fisika, dan demikian juga
simetri-CP
melanggar melalui
teorema CPT
. Eksperimen EDM seperti itu juga lebih terukur daripada percepatan partikel konvensional dan menawar sebuah alternatif praktis untuk mendeteksi fisika di luar model standar sebagai eksperimen akselerasi menjadi semakin mahal dan rumit untuk dirawat.
Penemuan-penemuan ini mengecewakan banyak fisikawan, yang dipercaya bahwa supersimetri (dan teori-teori lain mengandalkannya) sejauh ini teori-teori yang paling menjanjikan untuk fisika "baru", dan berharap untuk tanda-tanda dari hasil-hasil yang tidak terduga dari proses ini.
[11]
[12]
Mantan pendukung yang antusiasi
Mikhail Shifman
melangkah jauh dengan mendorong komunitas teoritis untuk mencari ide baru dan menerima bahwa supersimetri adalah sebuah teori yang gagal.
[13]
Pendapat ini secara universal tidak diterima dengan beberapa penelitian menyarankan bahwa krisis "
kealamian
" ini prematur karena berbagai perhitungan terlalu optimis tentang batas dari massa yang memungkinkan sebuah supersimetri berdasarkan solusi.
[14]
[15]
Untuk mencocokkan kurangnya bukti eksperimental untuk SUSI, beberapa peneliti menyarankan bahwa pemandangan teori dawai bisa memiliki sebuah statistik hukum kekuasaan menarik SUSI melanggar istilah untuk nilai-nilai besar (bergantung pada bilangan dari sektor tersembunyi SUSI melanggar bidang berkontribusi pada istilah lunak).
[16]
Jika ini ditambahkan dengan kebutuhan antropik bahwa kontribusi ke skala lemah tidak melebihi faktor antara 2 dan 5 hingga dari nilai terukur (seperti yang diperdebatkan oleh Agrawal et al.
[17]
), maka massa Higgs di tarik sekitar 125 GeV meskipun hampir superpartikel ditarik ke nilai di luar jangkauan saat ini dari Penumbuk Hadron Raksasa.
[18]
Sebuah pengecualian terjadi untuk higgsino yang memperoleh massa bukan dari pematah SUSI melainkan dari mekanisme apapun menyelesaikan masalah mu SUSI. Produksi higgsino Light berpasangan dalam kaitannya dengan radiasi jet keadaan awal yang keras mengarah ke dilepton dengan tanda berlawanan yang lembut ditambah jet ditambah sinyal energi transversal yang hilang.
[19]
Kelebihan seperti itu tampaknya muncul dalam data Atlas saat ini dengan 139 fb
?1
dari luminositas terintegrasi.
[20]
Terdapat banyak motivasi fenomenologis untuk supersimetri dekat ke skala elektro-lemah, serta secara motivasi-motasi teknis untuk supersimetri di setiap skala.
Supersimetri dekat dengan
skala elektrolemah
memperbaiki
masalah hierarki
yang menimpa
Model Standar
.
[21]
Dalam Model Standar, skala elektolemah menerima koreksi kuantum
skala Planck
yang sangat besar. Hierarki yang diamati di antara skala elektrolemah dan skala Planck harus dicapai dengan penyetelan yang luar biasa. Dalam sebuah
teori supersimetri
, di samping itu, koreksi kuantum skala Planck membatalkan antara partner dengan superpartner (karena sebuah tanda minus dikaitkan dengan lingkaran fermionik). Hierarki antara skala elektrolemah dan skala Planck dicapai secara
alami
, tanpa penyetelan yang ajaib.
Ide bahwa grup simetri pengukur dengan energi tinggi disebut
Teori unifikasi besar
. Dalam Model Standar, bagaimanapun, kopling yang
lemah
,
kuat
dan
elektromagnetik
gagal untuk menyatukan pada energi tinggi. Dalam sebuah teori supersimetri, jalannya kopling pengukur dimodifikasi, dan penyatuan energi tinggi yang tepat dari kopling pengukur tercapai. Proses modifikasi juga menyediakan sebuah mekanisme alami untuk
pematah simetri elektro-lemah
radiasi.
Supersimetri skala TeV (ditambah dengan sebuah simetri diskrit) khas menyediakan sebuah kandidat partikel materi gelap pada suatu skala massa konsisten dengan perhitungan kelimpahan retik termal.
[22]
[23]
Supersimetri juga dimotivasi oleh solusi untuk beberapa masalah teoretis, untuk umumnya banyak sifat-sifat matematika yang diinginkan, dan untuk memastikan perilaku yang masuk akal pada energi tinggi.
Teori medan kuantum
supersimetri seringkali jauh lebih mudah untuk menganalisa, sebagai lebih banyak masalah menjadi rapi secara matematis. Ketika supersimetri dikenakan sebagai sebuah simetri
lokal
, Teori Einstein dari
relativitas umum
disertakan secara otomatias, dan hasilnya dikatakan sebagai sebuah teori dari
supergravitasi
. Itu juga merupakan fitur yang diperlukan dari kandidat paling populer untuk sebuah
teori segalanya
,
teori superdawai
, dan sebuah teori SUSI yang bisa menjelaskan masalah
inflasi kosmologis
.
Sifat-sifat supersimetri menarik lainnya secara teoretis adalah yang ditawarkan satu-satunya "celah" ke
teorema Coleman?Mandula
, yang melarang ruang waktu dan
kesimetrian
internal dari penggabungan dalam setiap cara yang tidak sepele, untuk
teori medan kuantum
seperti Model Standar dengan asumsi yang paling umum.
Teorema Haag?Lopusza?ski?Sohnius
mendemonstrasikan bahwa supersimetri adalah satu-satunya cara ruang waktu dan kesimetrian internal bisa digabungkan secara konsisten.
[24]
Sebuah supersimetri menghubungkan
meson
dan
barion
pertama kali diusulkan, dalam konteks fisika hadronik, oleh
Hironario Miyazawa
pada tahun 1966. Supersimetri ini tidak melibatkan ruang waktu, artinya, ini menyangkut kesimetrian internal, dan rusak parah. Pekerjaannya sebagian besar diabaikan pada saat itu.
[25]
[26]
[27]
[28]
J. L. Gervais
dan
B. Sakita
(pada tahun 1971),
[29]
Yu. A. Golfand
dan E. P. Likhtman (juga pada tahun 1971), dan D. V. Volkov dan V. P. Akulov (1972),
[30]
[
perlu rujukan lengkap
]
menemukan kembali supersimetri secara mandiri dalam konteks
teori medan kuantum
, sebuah jenis baru yang radikal supersimetri dari ruang waktu dan bidang-bidang fundamental, yang menetapkan sebuah hubungan antara partikel-partikel dasar dari alam kuantum yang berbeda, boson dan fermion, dan menyatukan ruang waktu dan kesimetrian internal dari fenomena mikroskopis. Supersimetri dengan sebuah konsisten aljabar Lie adalah struktur bertingkat di mana penemuan kembali Gervais?Sakita didasarkan pertama kali muncul pada tahun 1971
[31]
dalam konteks sebuah versi sebelumnya dari
teori dawai
oleh
Pierre Ramond
,
John H. Schwarz
dan
Andre Neveu
.
Akhirnya,
Julius Wess
dan
Bruno Zumino
(pada tahun 1974)
[32]
mengidentifikasikan fitur renormalisasi karakterisitik dari teori-teori bidang supersimetris empat dimensi, yang diidentifikasikan mereka sebagai QFT yang luar biasa, dan mereka dan
Abdus Salam
dan sesama peneliti mereka memperkenalkan penerapan fisika partikel sebelumnya. Struktur matematis daei supersimetri (Superaljabar Lie bertingkat) kemudian diterapkan berhasil ke topik fisika lainnya, mulai dari
fisika nuklir
,
[33]
[34]
fenomena kritis
,
[35]
mekanika kuantum
hingga
fisika statistika
. Itu tetap menjadi bagian penting dari banyak teori-teori yang diusulkan dari fisika
Versi supersimetris realistis pertama kali dari Model Standar diusulkan pada tahun 1977 oleh
Pierre Fayet
dan dikenal sebagai Model Standar Supersimetris Minal atau MSSM sebagai penyingkatan, Itu diusulkan untuk menyelesaikan, diantara hal lainnya,
masalah hierarki
.
Ekstensi dari grup simetri yang memungkinkan
[
sunting
|
sunting sumber
]
Salah satu alasan bahwa fisika mengeksplorasi supersimetri adalah karena itu menawarkan sebuah ekstensi ke simetri-simetri teori medan kuantum yang lebih akrab. Simetri-simetri ini dikelompokkan menjadi
grup Poincare
dan simetri-simetri internal dan
teorema Coleman?Mandula
menunjukkan bahwa dengan asumsi tertentu, simetri-simetri dari
matriks-S
harus sebuah produk langsung dari grup Poincare dengan sebuah grup simetri internal kompak atau jika idak terdapat
celah massa
,
grup konformal
dengan sebuah grup simetri internal kompak. Pada tahun 1971 Golfand dan Likhtman adalah yang pertama menunjukkan bahwa aljabar Poincare bisa diperpanjang melalui pengenalan dari generator spinor empat antikomutatif (dalam empat dimensi), yang kemudian dikenal sebagai supermuatan. Pada tahun 1975,
teorema Haag?Łopusza?ski?Sohnius
menganalisis semua superaljabar yang memungkinkan dalam bentuk ymym, termasuk itu dengan sebuah bilangan yang diperpanjang dari supergenerator dan
muatan pusat
. Aljabar super-Poincare yang diperpanjang ini membuka jalan untuk memperoleh yang sangat besar dan kelas penting dari teori medan supersimetris.
Supersimetris tradisional dari fisika dihasilkan oleh objek-objek yang diubah oleh
representasi
tensor
dari
grup Poincare
dan kesimetrian internal. Supersimetri, namun, dihasilkan oleh objek yang diubah oleh
representasi spin
. Menurut
teorema spin-statistika
, medan
bosonik
komutatif
sementara medan
fermionik
antikomutatif
. Menggabungkan kedua jenis dari medan-medan menjadi sebuah
aljabar
tunggal membutuhkan pengenalan dari sebuah penilaian
Z
2
di mana boson adalah anggota-anggota genap dan fermion adalah anggota-anggota ganjil. Seperti aljabar disebut sebuah
Superaljabar Lie
.
Ekstensi supersimetris paling sederhana dari
aljabar Poincare
adalah
aljabar super-Poincare
. Diekspresikan dalam istilah dari dua
spinor Weyl
, memiliki hubungan
anti-komutatif
berikut iniː
dan semua hubungan anti-komutatif lainnya di antara
dan hubungan komutatif di antara
dan
menghilang. Ekspresi di atas,
adalah generator-generator translasi dan
adalah
matriks Pauli
.
Terdapat
representasi dari sebuah superaljabar Lie
bahwa analog dengan representasi dari sebuah aljabar Lie. Setiap aljabar Lie memiliki sebuah grup Lie yang terkait dan sebuah superaljabar Lie bisa terkadang diperpanjang menjadi representasi dari sebuah
supergrup Lie
.
Menggabungkan supersimetri menjadi
Model Standar
membutuhkan penggandaan bilangan dari partikel-partikel sejak tidak ada cara bahwa setiap partikel-partikel dalam Model Standar bisa
superpartner
dari satu sama lain. Dengan menambahkan partikel-partikel baru, terdapat banyak kemungkinan interaksi baru interaksi baru. Model supesimetris kemungkinan yang paling sederhana konsisten dengan Model Standar adalah
Model Standar Supersimetris Minimal
(MSSM) yang dapat mencakup jumlah yang diperlukan partikel-partikel baru yang mampu menjadi
superpartner
dari mereka dalam Model Standar
Salah satu dari motivasi-motivasi utama untuk SUSI berasal dari kontribusi yang berbeda secara kuadrat ke kuadrat massa Higgs. Mekanika kuantum interaksi dari boson Higgs menyebabkan sebuah renormalisasi yang besar dari massa Higgs dan kecuali terdapat sebuah pembatalan secara tidak sengaja, ukuran alami dari massa Higgs adalah skala paling terbesar yang memungkinkan. Masalah ini dikenal sebagai
masalah hierarki
. Supersimetri mengurangi ukuran dari koreks kuantum dengan memiliki pembatalan otomatis antara interaksi fermionik dan Higgs bosonik. Jika supersimetri pulih pada skala lemah, maka massa Higgs berkaitan dengan perubahan supersimetri yang bisa diinduksi dari efek non-gangguan kecil menjelaskan skala yang sangat berbeda dalam interaksi lemah dan interaksi gravitasi.
Dalam banyak Model Standar supersimetris, terdapat sebuah partikel stabil yang berat (seperti
neutralino
) yang bisa berfungsi sebagai sebuah kandidat
materi gelap
partikel masif yang berinteraksi dengan lemah
(dalam bahasa Inggrisː
weakly interacting massive particle
, disingkatː WIMP). Keberadaan sebuah kandidat materi gelap supersimetris terkait erat dengan
keseimbangan-R
.
Paradigma standar untuk menggabungkan supersimetri menjadi sebuah teori realistis adalah untuk memiliki dinamika yang mendasari dari teori menjadi supersimetris, tetapi keadaan dasar teori tidak mengenai simetri dan supersimetri
patah secara spontan
. Perubahan supersimetris tidak bisa dilakukan secara permanen oleh partikel-partikel dari MSSM seperti yang muncul saat ini. Ini berarti bahwa terdapat sebuah sektor baru dari teori yang bertanggung jawab untuk perubahannya. Satu-satunya kendala pada sektor baru ini adalah bahwa itu harus mengubah supersimetri secara permanen dan harus memberikan superpartikel-superpartikel massa skala TeV. Terdapat banyak model yang bisa melakukan ini dan hampir detailnya tidak masalah. Untuk mengukur fitur supersimetri yang relevan, istilah
pematahan SUSI halus
ditambahkan ke teori yang sementara mengubah SUSI secara eksplisit tetapi tidak pernah bisa muncuk dari sebuah teori lengkap pematahan supersimetri.
Satu bukti untuk supersimetri yang ada unifikasi kopling pengukur. Evolusi
grup renormalisasi
dari tiga
konstanta kopling
pengukur dari
Model Standar
agak peka terhadap kandung partikel dari teorinya. Konstanta-konstanta kopling ini tidak cukup bertemu bersama pada skala energi yang sama jika kita menjalankan grup renormalisasi menggunakan
Model Standar
.
[36]
[37]
Setelah menggabungkan SUSI minimal, konvergensi bersama dari konstanta kopling diproyeksikan sekitar 10
16
GeV
.
[38]
Mekanika kuantum supersimetris
menambahkan superaljabar SUSI ke
mekanika kuantum
sebagai lawan dari
teori medan kuantum
. Mekanika kuantum supersimetris seringkali menjadi relevan ketika mempelajari dinamika
soliton
supersimetris, dan karena sifat yang sederhana memiliki bidang yang hanya berfungsi sebagai waktu (daripada ruang-waktu), banyak kemajuan telah dibuat dalam subjek ini dan sekarang itu dipelajari dengan sendirinya.
Mekanika kuantum SUSI melibatkan sepasang
Hamiltonan
yang membagikan sebuah hubungan matematis tertentu, yang disebut
partner Hamiltonan
. (Istilah
energi potensial
yang terjadi dalam Hamiltonan kemudian dikenal sebagai
potensial partner
.) Sebuah pengenalan teorema menunjukkan bahwa untuk setiap eigen-keadaan dari salah satu Hamiltonan, pasangan Hamiltonannya memiliki spektrum eigen-keadaan yang sesuai. Itu analog dengan deskripsi asli SUSI, yang mengacu pada boson dan fermion. Kita bisa membayangkan sebuah "Hamiltonan bosonik", yang eigen-keadaannya adalah boson-boson yang bervariasi pada teori kita. Mitra SUSI dari Hamiltonan ini akan menjadi "fermionik", dan eigen-keadaannya akan menjadi fermion teori. Setiap boson akan memiliki sebuah partner fermionik dari energi yang sama.
Supersimetri dalam fisika benda terkondensasi
[
sunting
|
sunting sumber
]
Konsep SUSI menyediakan
ekstensi
yang berguna untuk
pendekatan WKB
. Sebagai tambahan, SUSI telah diterapkan pada rata-rata gangguan baik kuantum maupun non-kuantum (melalui
mekanika statistik
), persamaan Fokker?Planck menjadi sebuah contoh dari sebuah teori non-kuantum. 'Supersimetri' dalam semua sistem-sistem ini muncul dari fakta bahwa salah satunya adalah pemodelan satu partikel dan seperti 'statistika' tidak masalah. Penggunaan dari metode supersimetri menyediakan sebuah alternatif matematika yang ketat untuk
trik replika
, tetapi hanya dalam sistem yang tidak berinteraksi, yang mencoba untuk mengatasi apa yang disebut 'masalah dari penyebut' di bawah rata-rata gangguan. Untuk lebih lanjut tentang peneraoan supersimetri dalam
fisika benda terkondensasi
lihat Efetov (1997).
[39]
Optik terintegrasi baru saja ditemukan
[40]
untuk menyediakan tanah subur di mana konsekuensi tertentu pada SUSI bisa dieksplorasi dalam pengaturan laboratorium yang mudah diakses. Memanfaatkan struktur matematika analog dari
persamaan Schrodinger
kuantum mekanis dan
persamaan gelombang
mengatur evolusi cahaya dalam pengaturan satu dimensi, salau satunya dapat menafsirkan distribusi
indeks bias
dari sebuah struktur sebagai sebuah lanskap potensial yang di mana paket gelombang optik merambat. Dengan cara ini, sebuah kelas baru struktur fungsi optik dengan penerapan yang memungkinkan dalam
pencocokan fase
, konversi mode
[41]
dan multiplexing ruang-divisi menjadi mungkin. Transformasi SUSI telah juga diusulkan sebagai sebuah cara untuk mengatasi masalah hamburan terbalik dalam optik dan sebagai sebuah
optik transformasi
satu dimensi
[42]
Semua persamaan diferensial (parsial) stokastik, model untuk semua jenis sistem dinamis waktu kontinu, memiliki s?upersimetri topologi.
[43]
[44]
Dalam representasi operator evolusi stokastik, supersimetri topologi adalah
turunan eksterior
yang bersifat komutatif dengan operator evolusi stokastik didefinisikan sebagai
kemunduran
rata-rata secara stokastik diinduksi pada
bentuk diferensial
oleh
difeomorfisme
yang ditentukan SDE dari
ruang fase
. Sektor topologi dari
teori supersimetris dinamika stokastik
yang berkembang pesat bisa dikenal sebagai
teori medan topologi tipe-Witten
.
Arti dari supersimetri topologi daam sistem dinamis adalah pelestarian kesinambungan ruang fase titik-titik yang tak terhingga akan tetap dekat selama evolusi waktu berkelanjtuan bahkan di hadapan adanya kebisingan. Ketika supersimetri topologi patah secara spontan, sifat ini dilanggar dalam batas evolusi temporal yang sangat panjang dan modelnya dapat dikatakan untuk memperlihatkan (generalisasi stokastik dari)
efek kupu-kupu
. Dari perspektif yang lebih umum, kerusakan spontan dari supersimetri topologi adalah esensi teoretis dari fenomena dinamis di mana-mana yang dkenal sebagai
kekacauan
,
turbulensi
, kekritisan yang terorganisir sendiri, dll.
Teorema Goldstone
mengatakan kemunculan terkait dari perilaku dinamis jangka panjang yang memanifestasikan dirinya sebagai
derau
1
f
,
efek kupu-kupu
, dan statistik bebas skala dari proses (instan) tiba-tiba, seperti gempa bumi, neuroavalanch, dan suar surya, dikenal sebagai
Hukum Zipf
dan
skala Richter
.
SUSI terkadang juga mempelajari secara matematis untuk sifat-sifat intrinstiknya, Ini karenanya menjelaskan bidang-bidang kompleks memenuhi sebuah sifat dikenal sebagai
holomorphy
, yang memungkinkan jumlah holomorfik untuk dihitung dengan tepat. Ini membuat model supersimetris berguna sebagai "
model mainan
" dari teori-teori yang lebih realistis. Sebuah contoh utama ini telah didemonstrasikan dualitas-S dalam teori-teori pengukuran empat dimensi
[45]
yang menukarkan partikel dan
ekakutub
.
Pembuktian dari
teorema indeks Atiyah?Singer
lebih disederhanakan oleh penggunaan mekanika kuantum supersimetris.
Supersimetri dalam gravitasi kuantum
[
sunting
|
sunting sumber
]
Supersimetri adalah bagian dari
teori superdawai
, sebuah teori dawai dari gravitasi kuantum, meskipun itu bisa secara teori menjadi sebuah komponen darin teori-teori gravitasi kuantum lainnya demikian juga, seperti
gravitasi kuantum simpal
. Untuk
teori superdawai
menjadi konsisten, supersimetri tampaknya dibutuhkan di beberapa tingkat (meskipun itu supersimetri yang sangat rusak). Jika bukti eksperimental menerima supersimetri dalam bentuk
partikel supersimetris
seperti
neutralino
yang seringkali diyakini sebagai superpartner yang paling ringan, beberapa orang percaya ini akan menjadi sebuah dorongan besar untuk
teori superdawai
. Sejak supersimetri adalah komponen yang dibutuhkan teori superdawai, setiap penemuan supersimetri akan menjadi konsisten dengan teori superdawai. Jika
Penumbuk Hadron Raksasa
dan percobaan fisika partikel utama lainnya gagal untuk mendeteksi partner-partner supersimetris, banyak versi teori superdawai yang telah memprediksi superpartner bermassa rendah tertentu ke partikel yang ada mungkin perlu direvisi secara signifikan.
Supersimetri muncul dalam banyak konteks yang berkaitan fisika teoretis. Itu mungkin memiliki beberapa supersimetri dan juga memiliki dimensi tambahan supersimetris.
Adalah mungkin untuk memiliki lebih dari satu jenis transformasi supersimetri Teori-teori dengan lebih dari satu transformasi supersimetri dikenal sebagai teori
supersimetri yang diperpanjang
. Semakin banyak supersimetri yang dimiliki sebuah teori, semakin dibatasi konten lapangan dan interaksi. Biasanya jumlah salinan dari sebuah simetris adalah pangkat 2 (1, 2, 4, 8, ...). Dalam empat dimensi, sebuah spinor memiliki empat sudut bebas dan demikian jumlah minimal generator supersimetri adalah empat dalam empat dimensi dan memiliki delapan salinan supersimetri berarti bahwa terdapat 32 generator supersimetri.
Jumlah maksimal generator supersimetri yang memungkinkan adalah 32, Teori-teori dengan lebih dari 32 generator supersimetri secara otomatis memiliki medan tanoa massa dengan spin lebih besar daripada dua berinteraksi, jadi jumlah maksimal generator supersimetri dianggap 32. Ini karena
teorema Weinberg?Witten
. Ini sesuai dengan sebuah teori supersimetri
. Teori-teori dengan 32 supersimetri secara otomatis memiliki sebuah
graviton
.
Untuk empat dimensi terdapat teori-teori berikut, dengan pengganda yang sesuai
[46]
(CPT menambahkan sebuah salinan, kapanpun mereka tidak invarian di bawah simetri tersebut).
|
Multiplet kiral
|
|
Multiplet vektor
|
|
Multiplet gravitino
|
|
Multiplet graviton
|
|
|
Hipermultiplet
|
|
Multiplet vektor
|
|
Multiplet supergravitasi
|
|
|
Multiplet vektor
|
|
Multiplet supergravitasi
|
|
|
Multiplet supergravitasi
|
|
Supersimetri dalam jumlah dimensi alternatif
[
sunting
|
sunting sumber
]
Adalah mungkin untuk memiliki supersimetri dalam dimensi selain empat. Karena sifat-sifat spinor berubah secra drastis antara dimensi-dimensi yang berbeda, setiap dimensi memiliki karakteristikanya. Dalam
dimensi, ukuran spinor kira-kira
atau
. Sejak jumlah maksimum supersimetri adalah 32, jumlah dimensi terbesar di mana sebuah teori supersimetris bisa ada sebelas.
[
butuh rujukan
]
Supersimetri pecahan adalah sebuah generalisasi dari gagasan supersimetri di mana jumlah positif minimal spin tidak harus
tetapi bisa menjadi sembarang
untuk nilai bilangan bulat
. Generalisasi seperti itu dimungkinkan dalam dua atau beberapa dimensi
ruang waktu
.
Model supersimetris dibatasi oleh berbagai eksperimen, termasuk pengukuran observasi energi rendah ? sebagai contoh,
momen magnet anomali muon
di
Fermilab
, pengukuran kepadatan materi gelap
WMAP
dan eksperimen deteksi langsung ? sebagai contoh,
XENON
-100 dan
LUX
; dan oleh eksperimen benturan partikel, termasuk
fisika-B
, fenomenologi Higgs dan pencarian langsung untuk superpartner (spartikel), di
Penumbuk Elektron Besar?Positron
,
Tevatron
dan
Penumbuk Hadron Raksasa
. Faktanya, CERN menyatakan secara terbuka bahwa jika supersimetri "benar, partikel-partikel supersimetris akan muncul dalam tumbukan di Penumbukan Hadron Raksasa."
[47]
Menurut sejarah, batas paling ketat berasal dari produksi langsung di penumbukan. Massa pertama terbatas untuk squark dan gluino dibuat di
CERN
oleh
eksperimen UA1
dan
eksperimen UA2
di
Super Proton Synchrotron
. LEP kemudian menetapkan batas yang sangat kuat,
[48]
yang pada tahun 2006 diperpanjang oleh eksperimen D0 di Tevatron.
[49]
[50]
Dari 2003-2015,
WMAP
dan pengukuran kepadatan
materi gelap
Planck
memiliki model supersimetri yang sangat dibatasi, yang mana, jika mereka menjelakan materi gelap, harus disetel untuk menjalankan mekanisme tertentu cukup mengurangi kepadatan
neutralino
.
Sebelum awal Penumbuk Hadron Raksasa, pada tahun 2009, cocok dengan data yang tersedia untuk CMSSM dan NUHM1 menunjukkan bahwa kemungkinan besar squark dan gluino memiliki massa di 500 hingga 800 GeV, meskipun nilainya setinggi 2.5 TeV diizinkan dengan probabilitas rendah. Neutralino dan slepton diharapkan cukup ringan, dengan neutralino paling ringan dan stau paling ringan kemungkinan besar ditemukan antara 100 dan 150 GeV
[51]
Operasi pertama Penumbuk Hadron Raksasa tidak menemukan bukti supersimetri, dan hasil dari, melampaui batas eksperimental yang ada dari
Penumbuk Elektron Besar?Positron
dan
Tevatron
dan sebagiannya mengecualikan rentang yang diharapkan tersebut di atas.
[52]
Pada tahun 2011?12,
Penumbuk Hadron Raksasa
menemukan sebuah
boson Higgs
dengan massa sekitar 125 GeV, dan dengan kpling untuk fermion dan boson yang konsisten dengan
Model Standar
. MSSM memprediksikan bahwa massa dari
boson Higgs
paling ringan seharusnya tidak jauh lebih tinggi daripada massa dari
boson Z
, dan, dengan tidak adanya
penyetelan halus
(dengan skala pematahan supersimetri pada urutan dari 1 TeV), seharusnya tidak melebihi 135 GeV.
[53]
Hasil Penumbuk Hadron Raksasa sepertinya bermasalah untuk model supersimetris minimal ,sebagai nlai 125 GeV relatif besar untuk model dan bisa hanya tercapai dengan radiatikoreksi loop radiasi besar dari
squark
atas, yang banyak teoretis dianggap "tidak wajar" (lihat
kealamian (fisika)
dan
penyetelan halus
).
[54]
Beberapa peneliti berusaha mendamaikan situasi saat ini dengan konsep "kealamian berserat",
[55]
di mana massa Higgs ditarik melalui efek lanskap dawai hingga 125 GeV dan massa spartikel ditarik melampaui jangkauan Penumbuk Hadron Raksasa saat ini.
- ^
Haber, Howie.
"Supersymmetry, Part I (Theory)"
(PDF)
.
Reviews, Tables and Plots
. Particle Data Group (PDG)
. Diakses tanggal
8 July
2015
.
- ^
"supersymmetry"
.
Merriam-Webster
. Diakses tanggal
October 2,
2017
.
- ^
Martin, Stephen P. (1997).
"A Supersymmetry Primer"
.
Perspectives on Supersymmetry
. Advanced Series on Directions in High Energy Physics.
18
. hlm.
1?98
.
arXiv
:
hep-ph/9709356
.
doi
:
10.1142/9789812839657_0001
.
ISBN
978-981-02-3553-6
.
- ^
Baer, Howard; Tata, Xerxes (2006).
Weak scale supersymmetry: From superfields to scattering events
.
- ^
Dine, Michael (2007).
Supersymmetry and String Theory: Beyond the Standard Model
. hlm.
169
.
- ^
"ATLAS Supersymmetry Public Results"
. ATLAS Collaboration. CERN
. Diakses tanggal
24 September
2017
.
- ^
"CMS Supersymmetry Public Results"
. CMS. CERN
. Diakses tanggal
24 September
2017
.
- ^
"ATLAS Supersymmetry Public Results"
. ATLAS Collaboration. CERN
. Diakses tanggal
24 September
2017
.
- ^
"CMS Supersymmetry Public Results"
. CMS. CERN
. Diakses tanggal
24 September
2017
.
- ^
Baron J, Campbell WC, Demille D, Doyle JM, Gabrielse G, et al. (2014). "Order of Magnitude Smaller Limit on the Electric Dipole Moment of the Electron".
Science
.
343
(6168): 269?272.
arXiv
:
1310.7534
.
Bibcode
:
2014Sci...343..269B
.
doi
:
10.1126/science.1248213
.
PMID
24356114
.
- ^
Wolchover, Natalie (November 20, 2012).
"Supersymmetry Fails Test, Forcing Physics to Seek New Ideas"
.
Quanta Magazine
.
- ^
Wolchover, Natalie (August 9, 2016).
"What No New Particles Means for Physics"
.
Quanta Magazine
.
- ^
Shifman, M. (31 October 2012).
Reflections and Impressionistic Portrait
. Frontiers Beyond the Standard Model. FTPI.
arXiv
:
1211.0004v1
.
- ^
Howard Baer; Vernon Barger; Dan Mickelson (September 2013). "How conventional measures overestimate electroweak fine-tuning in supersymmetric theory".
Physical Review D
.
88
(9): 095013.
arXiv
:
1309.2984
.
Bibcode
:
2013PhRvD..88i5013B
.
doi
:
10.1103/PhysRevD.88.095013
.
- ^
Howard Baer; Vernon Barger; Peisi Huang; Dan Mickelson; Azar Mustafayev; Xerxes Tata (December 2012). "Radiative natural supersymmetry: Reconciling electroweak fine-tuning and the Higgs boson mass".
Physical Review D
.
87
(11): 115028.
arXiv
:
1212.2655
.
Bibcode
:
2013PhRvD..87k5028B
.
doi
:
10.1103/PhysRevD.87.115028
.
- ^
Michael R. Douglas (May 2004). "Statistical analysis of the supersymmetry breaking scale".
arΧiv
:
hep-th/0405279
.
- ^
V. Agrawal; S. Barr; J. F. Donoghue; D. Seckel (January 1998). "Anthropic considerations in multiple domain theories and the scale of electroweak symmetry breaking".
Physical Review Letters
.
80
(9): 1822?1825.
arXiv
:
hep-ph/9801253
.
Bibcode
:
1998PhRvL..80.1822A
.
doi
:
10.1103/PhysRevLett.80.1822
.
- ^
H. Baer; V. Barger; H. Serce; K. Sinha (December 2017). "Higgs and superparticle mass predictions from the landscape".
Journal of High Energy Physics
.
1803
(3): 002.
arXiv
:
1712.01399
.
doi
:
10.1007/JHEP03(2018)002
.
- ^
H. Baer; A. Mustafayev; X. Tata (September 2014). "Monojet plus soft dilepton signal from light higgsino pair production at LHC14".
Physical Review D
.
90
(11): 115007.
arXiv
:
1409.7058
.
Bibcode
:
2014PhRvD..90k5007B
.
doi
:
10.1103/PhysRevD.90.115007
.
- ^
Atlas Collaboration (May 2019). "Searches for electroweak production of supersymmetric particles with compressed mass spectra in roots=13 TeV pp collisions with the ATLAS detector".
Atlas-Conf-2019-014
.
- ^
David, Curtin (August 2011).
Model Building And Collider Physics Above The Weak Scale
(Tesis PhD thesis). Cornell University
.
http://www.lepp.cornell.edu/rsrc/Home/Research/GradTheses/Curtin_David.pdf
.
- ^
Feng, Jonathan (11 May 2007).
"Supersymmetric Dark Matter"
(PDF)
. University of California, Irvine. Diarsipkan dari
versi asli
(PDF)
tanggal 2013-05-11
. Diakses tanggal
2020-10-31
.
- ^
Bringmann, Torsten.
"The WIMP "Miracle
"
"
(PDF)
. University of Hamburg. Diarsipkan dari
versi asli
(PDF)
tanggal 1 March 2013.
- ^
Haag, Rudolf; Łopusza?ski, Jan T.; Sohnius, Martin (1975). "All possible generators of supersymmetries of the S-matrix".
Nuclear Physics B
.
88
(2): 257?274.
Bibcode
:
1975NuPhB..88..257H
.
doi
:
10.1016/0550-3213(75)90279-5
.
- ^
H. Miyazawa (1966). "Baryon Number Changing Currents".
Prog. Theor. Phys
.
36
(6): 1266?1276.
Bibcode
:
1966PThPh..36.1266M
.
doi
:
10.1143/PTP.36.1266
.
- ^
H. Miyazawa (1968). "Spinor Currents and Symmetries of Baryons and Mesons".
Phys. Rev
.
170
(5): 1586?1590.
Bibcode
:
1968PhRv..170.1586M
.
doi
:
10.1103/PhysRev.170.1586
.
- ^
Kaku, Michio
(1993).
Quantum Field Theory
. hlm. 663.
ISBN
0-19-509158-2
.
- ^
Freund, Peter
(1988-03-31).
Introduction to Supersymmetry
. hlm. 26?27, 138.
ISBN
0-521-35675-X
.
- ^
Gervais, J.-L.; Sakita, B. (1971). "Field theory interpretation of supergauges in dual models".
Nuclear Physics B
.
34
(2): 632?639.
Bibcode
:
1971NuPhB..34..632G
.
doi
:
10.1016/0550-3213(71)90351-8
.
- ^
D. V. Volkov, V. P. Akulov,
Pisma Zh.Eksp.Teor.Fiz.
16 (1972) 621; Phys.Lett. B46 (1973) 109; V.P. Akulov, D.V. Volkov, Teor.Mat.Fiz. 18 (1974) 39
- ^
Ramond, P. (1971). "Dual Theory for Free Fermions".
Physical Review D
.
3
(10): 2415?2418.
Bibcode
:
1971PhRvD...3.2415R
.
doi
:
10.1103/PhysRevD.3.2415
.
- ^
Wess, J.; Zumino, B. (1974).
"Supergauge transformations in four dimensions"
.
Nuclear Physics B
(Submitted manuscript).
70
(1): 39?50.
Bibcode
:
1974NuPhB..70...39W
.
doi
:
10.1016/0550-3213(74)90355-1
.
- ^
Hagen Kleinert, Discovery of Supersymmetry in Nuclei
- ^
Iachello, F. (1980).
"Dynamical Supersymmetries in Nuclei"
.
Physical Review Letters
.
44
(12): 772?775.
Bibcode
:
1980PhRvL..44..772I
.
doi
:
10.1103/PhysRevLett.44.772
.
- ^
Friedan, D.; Qiu, Z.; Shenker, S. (1984).
"Conformal Invariance, Unitarity, and Critical Exponents in Two Dimensions"
.
Physical Review Letters
.
52
(18): 1575?1578.
Bibcode
:
1984PhRvL..52.1575F
.
doi
:
10.1103/PhysRevLett.52.1575
.
- ^
Kane, Gordon L. (June 2003). "The Dawn of Physics Beyond the Standard Model".
Scientific American
.
288
(6): 68?75.
Bibcode
:
2003SciAm.288f..68K
.
doi
:
10.1038/scientificamerican0603-68
.
PMID
12764939
.
- ^
"The Frontiers of Physics".
Scientific American Special Edition
.
15
(3): 8. 2005.
- ^
Kane, Gordon L. (June 2003). "The Dawn of Physics Beyond the Standard Model".
Scientific American
.
288
(6): 68?75.
Bibcode
:
2003SciAm.288f..68K
.
doi
:
10.1038/scientificamerican0603-68
.
PMID
12764939
.
- ^
Efetov, Konstantin (1997).
Supersymmetry in Disorder and Chaos
. Cambridge University Press.
- ^
Miri, M.-A.; Heinrich, M.; El-Ganainy, R.; Christodoulides, D. N. (2013). "Superymmetric optical structures".
Physical Review Letters
.
110
(23): 233902.
arXiv
:
1304.6646
.
Bibcode
:
2013PhRvL.110w3902M
.
doi
:
10.1103/PhysRevLett.110.233902
.
PMID
25167493
.
- ^
Heinrich, M.; Miri, M.-A.; Stutzer, S.; El-Ganainy, R.; Nolte, S.; Szameit, A.; Christodoulides, D. N. (2014). "Superymmetric mode converters".
Nature Communications
.
5
: 3698.
arXiv
:
1401.5734
.
Bibcode
:
2014NatCo...5.3698H
.
doi
:
10.1038/ncomms4698
.
PMID
24739256
.
- ^
Miri, M.-A.; Heinrich, Matthias; Christodoulides, D. N. (2014). "SUSY-inspired one-dimensional transformation optics".
Optica
.
1
(2): 89?95.
arXiv
:
1408.0832
.
Bibcode
:
2014arXiv1408.0832M
.
doi
:
10.1364/OPTICA.1.000089
.
- ^
Ovchinnikov, Igor (March 2016). "Introduction to Supersymmetric Theory of Stochastics".
Entropy
.
18
(4): 108.
arXiv
:
1511.03393
.
Bibcode
:
2016Entrp..18..108O
.
doi
:
10.3390/e18040108
.
- ^
Ovchinnikov, Igor; Ensslin, Torsten (April 2016). "Kinematic dynamo, supersymmetry breaking, and chaos".
Physical Review D
.
93
(8): 085023.
arXiv
:
1512.01651
.
Bibcode
:
2016PhRvD..93h5023O
.
doi
:
10.1103/PhysRevD.93.085023
.
- ^
Krasnitz, Michael (2003).
Correlation functions in supersymmetric gauge theories from supergravity fluctuations
(PDF)
. Princeton University Department of Physics: Princeton University Department of Physics. hlm. 91.
- ^
Polchinski, J.
String Theory. Vol. 2: Superstring theory and beyond
, Appendix B
- ^
"Supersymmetry predicts a partner particle for each particle in the Standard Model, to help explain why particles have mass"
.
CERN: Supersymmetry
. Diakses tanggal
5 September
2019
.
- ^
LEPSUSYWG, ALEPH, DELPHI, L3 and OPAL experiments, charginos, large m0 LEPSUSYWG/01-03.1
- ^
The D0-Collaboration (2009). "Search for associated production of charginos and neutralinos in the trilepton final state using 2.3 fb
?1
of data".
Physics Letters B
.
680
(1): 34?43.
arXiv
:
0901.0646
.
Bibcode
:
2009PhLB..680...34D
.
doi
:
10.1016/j.physletb.2009.08.011
.
hdl
:
10211.3/195394
.
- ^
The D0 Collaboration (2008). "Search for squarks and gluinos in events with jets and missing transverse energy using 2.1 fb
?1
of pp
?
collision data at
s
= 1.96 TeV".
Physics Letters B
.
660
(5): 449?457.
arXiv
:
0712.3805
.
Bibcode
:
2008PhLB..660..449D
.
doi
:
10.1016/j.physletb.2008.01.042
.
- ^
Buchmueller O, et al. (2009). "Likelihood Functions for Supersymmetric Observables in Frequentist Analyses of the CMSSM and NUHM1".
The European Physical Journal C
.
64
(3): 391?415.
arXiv
:
0907.5568
.
Bibcode
:
2009EPJC...64..391B
.
doi
:
10.1140/epjc/s10052-009-1159-z
.
- ^
Roszkowski, Leszek; Sessolo, Enrico Maria; Williams, Andrew J. (11 August 2014). "What next for the CMSSM and the NUHM: improved prospects for superpartner and dark matter detection".
Journal of High Energy Physics
.
2014
(8): 67.
arXiv
:
1405.4289
.
Bibcode
:
2014JHEP...08..067R
.
doi
:
10.1007/JHEP08(2014)067
.
- ^
Marcela Carena and Howard E. Haber; Haber (2003). "Higgs Boson Theory and Phenomenology".
Progress in Particle and Nuclear Physics
.
50
(1): 63?152.
arXiv
:
hep-ph/0208209
.
Bibcode
:
2003PrPNP..50...63C
.
doi
:
10.1016/S0146-6410(02)00177-1
.
- ^
Draper, Patrick; Meade, Patrick; Reece, Matthew; Shih, David (December 2011). "Implications of a 125 GeV Higgs for the MSSM and Low-Scale SUSY Breaking".
Physical Review D
.
85
(9): 095007.
arXiv
:
1112.3068
.
Bibcode
:
2012PhRvD..85i5007D
.
doi
:
10.1103/PhysRevD.85.095007
.
- ^
H. Baer; V. Barger; S. Salam (June 2019). "Naturalness versus stringy naturalness (with implications for collider and dark matter searches)".
Physical Review Research
.
1
(2): 023001.
arXiv
:
1906.07741
.
Bibcode
:
2019arXiv190607741B
.
doi
:
10.1103/PhysRevResearch.1.023001
.
Pengenalan teoritis, gratis dan online
[
sunting
|
sunting sumber
]
- Weak Scale Supersymmetry
by Howard Baer and Xerxes Tata, 2006.
- Cooper, F.; Khare, A.; Sukhatme, U. (1995).
"Supersymmetry and quantum mechanics"
.
Physics Reports
(Submitted manuscript).
251
(5?6): 267?385.
arXiv
:
hep-th/9405029
.
Bibcode
:
1995PhR...251..267C
.
doi
:
10.1016/0370-1573(94)00080-M
.
(arXiv:hep-th/9405029).
- Junker, G. (1996).
Supersymmetric Methods in Quantum and Statistical Physics
.
doi
:
10.1007/978-3-642-61194-0
.
ISBN
978-3-540-61591-0
.
.
- Kane, Gordon L.,
Supersymmetry: Unveiling the Ultimate Laws of Nature
, Basic Books, New York (2001).
ISBN
0-7382-0489-7
.
- Drees, Manuel, Godbole, Rohini, and Roy, Probir,
Theory & Phenomenology of Sparticles
, World Scientific, Singapore (2005),
ISBN
9-810-23739-1
.
- Kane, Gordon L., and Shifman, M., eds.
The Supersymmetric World: The Beginnings of the Theory
, World Scientific, Singapore (2000).
ISBN
981-02-4522-X
.
- Muller-Kirsten, Harald J. W., and Wiedemann, Armin,
Introduction to Supersymmetry
, 2nd ed., World Scientific, Singapore (2010).
ISBN
978-981-4293-41-9
.
- Weinberg, Steven,
The Quantum Theory of Fields, Volume 3: Supersymmetry
, Cambridge University Press, Cambridge, (1999).
ISBN
0-521-66000-9
.
- Wess, Julius, and Jonathan Bagger,
Supersymmetry and Supergravity
, Princeton University Press, Princeton, (1992).
ISBN
0-691-02530-4
.
- Nath, Pran,
Supersymmetry, Supergravity and Unification
, Cambridge University Press, Cambridge, (2016),
ISBN
0-521-19702-3
.
- Duplij, Steven (2003). Duplij, Steven; Siegel, Warren; Bagger, Jonathan, ed.
Concise Encyclopedia of Supersymmetry
.
doi
:
10.1007/1-4020-4522-0
.
ISBN
978-1-4020-1338-6
.