Supersymmetrie

Supersymmetrie (SUSY) ist eine theoretische Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik, die in den 1970er-Jahren entwickelt wurde. Die Grundidee ist eine Symmetrie zwischen den zwei großen Teilchenfamilien: Fermionen (Materieteilchen mit halbzahligem Spin) und Bosonen (Kraftteilchen mit ganzzahligem Spin). Supersymmetrie postuliert, dass jedes bekannte Teilchen einen supersymmetrischen Partner besitzt, dessen Spin sich um 1/2 unterscheidet.

Das Elektron hätte ein Selektron, das Quark ein Squark, das Photon ein Photino, das Gluon ein Gluino, und so weiter. Diese Partner wären deutlich schwerer als ihre bekannten Gegenstücke, sonst wären sie längst entdeckt worden. Die Supersymmetrie löst elegante Probleme der theoretischen Physik: Sie stabilisiert die Masse des Higgs-Bosons gegen Quantenkorrekturen (das Hierarchieproblem), sie ermöglicht die Vereinigung der drei Kräfte bei hohen Energien, und das leichteste supersymmetrische Teilchen (LSP) ist ein natürlicher Kandidat für die Dunkle Materie.

Bisher hat der Large Hadron Collider am CERN trotz intensiver Suche kein supersymmetrisches Teilchen gefunden. Das schließt die Supersymmetrie nicht aus, schränkt aber den Parameterraum erheblich ein und lässt einige Physiker an ihrer Relevanz zweifeln. Die Debatte über den Status der Supersymmetrie ist eines der zentralen Themen der heutigen theoretischen Physik.

Die Supersymmetrie ist auch ein Baustein der Stringtheorie und der M-Theorie, in denen sie als fundamentale Eigenschaft der Raumzeit auftritt. In der Science-Fiction spiegelt sich die Suche nach neuer Physik jenseits des Standardmodells wider, etwa in Greg Egans Romanen, in denen Zivilisationen alternative Physiken erforschen.