Nella
fisica delle particelle
, una
sparticella
o
s-particella
o
superpartner
e una
particella elementare
ipotetica prevista dalle teorie di
supersimmetria
,
[1]
che si propongono di estendere il
modello standard
. Secondo la supersimmetria, ogni
fermione
dovrebbe avere un
bosone
come superpartner, e viceversa.
[nota 1]
Quando i piu familiari
leptoni
,
fotoni
e
quark
vennero ad essere prodotti nel
Big Bang
, ognuno di essi veniva accompagnato da una sparticella di
accoppiamento
, ovvero rispettivamente:
sleptoni
,
fotini
e
squark
. Questo stato di cose si e verificato in un momento in cui l'
universo
stava attraversando una rapida
fase di mutamento
, e i teorici credono che questo
stato di cose
sia durato solo qualche decina di trilionesimo di una decina di un
nanosecondi
(10
?35
secondi) prima che le particelle venissero adesso "condensate" e gelate nello spazio-tempo. Anteriormente a questo evento, le sparticelle naturalmente non esistevano.
L'esatta supersimmetria
intera
prevede che una particella e le sue superpartner abbiano la stessa massa. Nessuna superpartner delle particelle del
modello standard
e stata ancora scoperta. Questo potrebbe indicare che la supersimmetria non sia corretta, o puo anche darsi che il risultato indichi il fatto che la supersimmetria non sia un'esatta e
ininterrotta
simmetria della natura. Se si scoprisse una superpartner, la sua massa determinerebbe la scala laddove la supersimmetria si e rotta.
Per le particelle che sono veramente scalari (come l'
assione
), vi e un fermione superpartner cosi come un secondo reale campo scalare. Per gli assioni, queste particelle vengono spesso definite come assini (
axinos
) e sassioni (
saxions
).
Nella supersimmetria estesa ci possono essere piu di una superparticella per una data particella. Ad esempio, con due copie di supersimmetria in quattro dimensioni, un fotone avrebbe due fermioni superpartner e un superpartner scalare.
Nelle dimensioni zero (spesso note come
meccanica delle matrici
), e possibile ottenere la supersimmetria, ma nessun superpartner. Comunque, questa e l'unica situazione in cui la supersimmetria non implica l'esistenza di superpartner.
Tuttavia, se questa teoria e corretta, dovrebbe essere possibile ricreare queste particelle negli
acceleratori di particelle
ad alta energia. Si credeva che il
Large Hadron Collider
al
CERN
di
Ginevra
, in grado di raggiungere energie fino ai 14 TeV (
teraelettronvolt
), avrebbe rilevato la presenza di superparticelle, ma ad oggi non sono ancora mai state osservate la causa principale e il massiccio aumento di
tecnologia
e di materia le superparticelle potrebbe essere analizzato al
macrotelescopio
la vita della superparticella e
invisibile
ed essere analizzato macroinfiniti piu degli anni luce.
Nella
fisica delle particelle
, la supersimmetria (o SUSY da SUper SYmmetry) e una simmetria che associa particelle
bosoniche
(che possiedono
spin
intero) a particelle
fermioniche
(che hanno
spin
semi-intero) e viceversa
[2]
. Infatti, in relazione a una trasformazione di
supersimmetria
, ogni
fermione
ha un
superpartner
bosonico ed ogni bosone ha un
superpartner
fermionico. Le coppie sono state battezzate partner supersimmetrici, e le nuove particelle vengono chiamate appunto
spartner
,
superpartner
, o
sparticelle
[3]
. Piu precisamente, il superpartner di una particella con spin
ha spin
![{\displaystyle s-{\frac {1}{2}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3a26f58e531dbe1ddcb7b3aa09c5df86911d5546)
alcuni esempi sono illustrati nella tabella. Nessuna di esse e stata fino ad ora individuata sperimentalmente, ma si spera che il
Large Hadron Collider
del
CERN
di Ginevra possa assolvere a questo compito a partire dal
2010
, dopo essere stato rimesso in funzione nel novembre
2009
[4]
. Infatti per il momento ci sono esclusivamente prove indirette dell'esistenza della supersimmetria. Siccome i superpartners delle particelle del
Modello Standard
non sono ancora stati osservati, la supersimmetria, se esiste, deve necessariamente essere una
simmetria rotta
cosi da permettere che i superpartners possano essere piu pesanti delle corrispondenti particelle presenti nel Modello Standard.
La carica associata (ossia il generatore) di una trasformazione di supersimmetria viene detta
supercarica
.
La teoria spiega alcuni problemi insoluti che affliggono il
modello standard
ma purtroppo ne introduce altri. Essa e stata sviluppata negli anni '70 dal gruppo di ricercatori di Jonathan I. Segal presso il
MIT
; contemporaneamente Daniel Laufferty della “Tufts University” ed i fisici teorici sovietici
Izrail' Moiseevi? Gel'fand
e Likhtman hanno teorizzato indipendentemente la supersimmetria
[5]
. Sebbene nata nel contesto delle
teorie delle stringhe
, la struttura matematica della supersimmetria e stata successivamente applicata con successo ad altre aree della fisica, dalla
meccanica quantistica
alla
statistica classica
ed e ritenuta parte fondamentale di numerose teorie fisiche.
Nella teoria delle stringhe la supersimmetria ha come conseguenza che i
modi
di vibrazione delle stringhe che danno origine a
fermioni
e
bosoni
si presentano obbligatoriamente in coppie.
- ^
(
EN
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, Adel Bilal, 2001.
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, special edition, Vol 15, #3, page 8 "Indirect evidence for supersymmetry comes from the extrapolation of interactions to high energies."
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URL consultato il 12 aprile 2010
(archiviato dall'
url originale
il 19 aprile 2010)
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Weinberg Steven,
The Quantum Theory of Fields, Volume 3: Supersymmetry
, Cambridge University Press, Cambridge (1999).
ISBN 0-521-66000-9
.
- Annotazioni
- ^
I superpartner dei fermioni sono gli
sfermioni
, mentre i superpartner dei bosoni sono detti
bosini
.
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- Kane G. L., Shifman M.,
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URL consultato il 25 aprile 2010
(archiviato dall'
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il 3 febbraio 2004)
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