Tekst źródłowy strony Supersymetria

'''Supersymetria''' (SUSY) – hipotetyczna [[Symetria (fizyka)|symetria]] z zakresu [[fizyka cząstek elementarnych|fizyki cząstek elementarnych]] przekształcająca [[bozony]] w [[fermiony]]<ref>{{Encyklopedia PWN | tytuł = Supersymetria | id = 3981439 | data dostępu = 2021-07-22 }}</ref>. Nie zaobserwowano jak dotąd żadnych supersymetrycznych partnerów.

Jeżeli [[stan kwantowy]] fermionu oznaczymy jako <math>|F\rang,</math> a bozonu jako <math>|B\rang,</math> to supersymetria generowana jest przez przekształcenie:
:: <math>|F\rang = Q|B\rang\;{}</math> i <math>{}\;|B\rang = Q^+|F\rang.</math>

Generatory supersymetrii nie tworzą matematycznej [[grupa (matematyka)|grupy]], lecz '''grupę z gradacją'''. Symetria taka oznacza, że powinna istnieć identyczna liczba fermionów i ich partnerów supersymetrycznych – bozonów. Tak np. [[elektron]]owi, który jest fermionem, powinien towarzyszyć hipotetyczny bozon o tym samym ładunku, który nazywamy ''selektronem''. Podobnie [[foton]]owi, który jest bozonem, powinien towarzyszyć fermion ''fotino''. Obecnie supersymetria musi być złamana ([[spontaniczne złamanie symetrii]]). Może ona być pełną niezłamaną symetrią w bardzo młodym [[Wszechświat|wszechświecie]].

Laureat [[Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki|Nagrody Nobla]] [[Abdus Salam]] określił supersymetrię jako „ostateczną propozycję całkowitej unifikacji wszystkich cząstek<ref>{{Cytuj książkę |nazwisko = Kaku |imię = Michio |autor link = Michio Kaku |tytuł = Hiperprzestrzeń |data = 1997 |wydawca = Prószyński i S-ka |miejsce = Warszawa |isbn = 83-86669-52-7 |strony = 191}}</ref>”.

Supersymetrię po raz pierwszy zaobserwowano w matematycznych własnościach [[kwantowy oscylator harmoniczny|kwantowego oscylatora harmonicznego]].

Supersymetrię można też opisać za pomocą [[superprzestrzeń|superprzestrzeni]], czyli przestrzeni, która poza zwykłymi współrzędnymi ma fermionowe ([[komutator (matematyka)|antykomutujące]]) współrzędne <math>\theta.</math> Symetrię, względem której te współrzędne są naładowane (transformują się nietrywialnie), określa się jako [[symetria R|symetrię R]]. Może ona być ciągła lub dyskretna, w szczególności może się redukować do [[parzystość R|parzystości R]] ([[grupa (matematyka)|grupa]] <math>\mathbb{Z}_2</math>)<ref name="hep-ph/9709356"/>.

Dodanie supersymetrii do [[model standardowy|modelu standardowego]] prowadzi do [[minimalny supersymetryczny model standardowy|minimalnego supersymetrycznego modelu standardowego]]. Inne koncepcje wykorzystujące SUSY to [[supergrawitacja]] i wariant [[teoria strun|teorii strun]], [[teoria superstrun]]. Obie mogą wykorzystywać dodatkowe wymiary ([[Czasoprzestrzeń#Koncepcje z większą liczbą wymiarów|hiperprzestrzeń]]).

== Liczba cząstek ==
W najprostszych modelach z jednym generatorem supersymetrii (N=1) liczba [[liczby rzeczywiste|rzeczywistych]] [[stopień swobody (fizyka)|stopni swobody]] pól bozonowych i fermionowych jest równa. Przykładem są najprostsze superpola, czyli [[superpole chiralne|superpola chiralne]] (odpowiadające w minimalnym supersymetrycznym modelu standardowym [[kwark]]om, [[lepton (mechanika kwantowa)|leptonom]] i [[bozon Higgsa|bozonowi Higgsa]]) i [[superpole wektorowe|superpola wektorowe]] (odpowiadające [[bozony cechowania|bozonom cechowania]])<ref name="hep-ph/9709356"/>.

Superpole chiralne obejmuje [[dwuspinor]] oznaczany <math>\psi</math> o dwóch składowych [[liczby zespolone|zespolonych]], zespolone [[pole skalarne]] <math>\phi</math> i drugie, pomocnicze, zespolone pole skalarne <math>F.</math> Pole zespolone ma dwa rzeczywiste stopnie swobody, mamy więc 4 fermionowe i 2+2=4 bozonowe stopnie swobody. Po uwzględnieniu [[Dynamiczne równanie ruchu|równań ruchu]] fermion ma tylko dwa stopnie swobody, a pole pomocnicze można pominąć, gdyż jego równania ruchu jest zwykłym równaniem algebraicznym bez pochodnych. A zatem pozostają 2 fermionowe i 2 bozonowe stopnie swobody<ref name="hep-ph/9709356"/>.

W superpolu wektorowym w [[cechowanie Wesa-Zumino|cechowaniu Wesa-Zumino]] pozostaje jedno [[pole wektorowe]] <math>A</math> lub <math>v,</math> które po uwzględnieniu zwykłych transformacji [[cechowanie (fizyka)|cechowania]] ma 3 rzeczywiste stopnie swobody, dwuspinor <math>\lambda</math> i jedno pomocnicze rzeczywiste pole skalarne <math>D,</math> czyli 4 fermionowe i 3+1=4 bozonowe stopnie swobody. Po uwzględnieniu równań ruchu (ograniczających liczbę stopni swobody pola wektorowego do 2) znowu zostają 2 fermionowe i 2 bozonowe stopnie swobody<ref name="hep-ph/9709356">{{cytuj pismo |nazwisko = Martin |imię = Stephen P. |tytuł = A Supersymmetry Primer |czasopismo = arXiv High Energy Physics – Phenomenology (hep-ph) |arxiv = hep-ph/9709356v6 |data = 2011-08-06 |język = en |data dostępu = 2013-11-10}}</ref>. Pomijając wybór cechowania, mamy pole wektorowe (tym razem liczymy po prostu cztery składowe [[czterowektor]]a), cztery pomocnicze rzeczywiste pola skalarne oznaczane <math>C,</math> <math>D,</math> <math>M</math> i <math>N</math> i dwa dwuspinory <math>\lambda</math> i <math>\chi,</math> czyli 4+4×1=8 składowych bozonowych i 2×4=8 składowych fermionowych<ref>{{cytuj stronę |url = http://www.fuw.edu.pl/~ciesiel/sky.ps.gz |tytuł = Naruszenie supersymetrii w supergrawitacji sprzężonej z materią |nazwisko = Ciesielski |imię = Radał |data = 1998 |data dostępu = 2013-11-10}}</ref>.

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Bibliografia ==
* {{cytuj książkę | nazwisko = Kane | imię = Gordon | tytuł = Supersymetria | wydawca = [[Prószyński i S-ka]] | miejsce = Warszawa | rok = 2006 | isbn = 83-7469-279-0 }}

== Linki zewnętrzne ==
* {{otwarty dostęp}} Aleksander Filip Żarnecki, ''[http://hep.fuw.edu.pl/u/zarnecki/elementy04/wyklad11.pdf Supersymetria]'', hep.fuw.edu.pl [dostęp 2023-05-21].
* [https://www.scientificamerican.com/article/supersymmetry-fails-test-forcing-physics-seek-new-idea/ Badania nie potwierdzają supersymetrii] {{lang|en}}, [[Scientific American]] (2012.11.29).
{{otwarty dostęp}} Don Lincoln, nagrania na kanale [[Fermilab]]u {{lang|en}}, [[YouTube]] [dostęp 2023-05-21]:
* ''[https://www.youtube.com/watch?v=0CeLRrBAI60 What is Supersymmetry?]'', 21 maja 2013;
* ''[https://www.youtube.com/watch?v=09VbAe9JZ8Y Why Supersymmetry?]'', 1 czerwca 2013.

{{Cząstki elementarne}}
{{Fizyka poza modelem standardowym}}
{{Teoria strun}}
{{Oddziaływania podstawowe}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Supersymetria| ]]