Posted by ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტულ მოდელში, მატერიის შემადგენელ ნაწილაკებსა და ურთიერთქმედების გადამტან ნაწილაკებს შორის მკაფიო განსხვავება არსებობს. მატერიის შემადგენელი ფუნდამენტური ნაწილაკები – კვარკები და ლეპტონები, ფერმიონებს წარმოადგენს, არამთელი სპინით – (ინგლ.spin – ტრიალი) – ელემენტარული ნაწილაკის საკუთარი იმპულსის მომენტი, რომელსაც აქვს კვანტური ბუნება და არ ნიშნავს ნაწილაკის, როგორც ერთი მთლიანი წერტილის გადაადგილებას. სპინი არ არის ნაწილაკის მოძრაობა სივრცეში (ორბიტული მომენტისგან განსხვავებით), ეს არის შინაგანი, კვანტური მახასიათებელი, რომელიც ვერ აიხსნება კლასიკური რელატივისტური მექანიკით. სპინის მნიშვნელობა შეიძლება იყოს როგორც მთელი რიცხვი (ბოზონები s = 0, 1, 2, …) ასევე წილადი (ფერმიონები s = 1/2, 3/2, …) (რა არის სპინი?). ბოზონები ურთიერთქმედების გადამტანებია (ფოტონი, W– და Z-ბოზონები, გრავიტონი, გლიუონი….), ფერმიონებისგან კი ჩვეულებრივი მატერია არის აწყობილი (პროტონი,ნეიტრონი, ელექტრონი…). ფერმიონებისა და ბოზონების ქცევა იმდენად განსხვავებულია, რომ მათი ერთმანეთთან, ასე რომ ვთქვათ, ”დაქორწინება”, შეუძლებლად შეიძლება მოგვეჩვენოს (ატომი; ელემენტარული ნაწილაკების სტანდარტული მოდელი).
ამის გაკეთება შესაძლებელია მათემატიკური თეორიის ჩარჩოებში, რომელიც სუპერსიმეტრიის იდეას ეფუძნება, სიმეტრიას ფერმიონებსა და ბოზონებს შორის. ანუ, ფერმიონებიცა და ბოზონებიც გარკვეული ერთიანი ოჯახის წევრებად შეგვიძლია განვიხილოთ, რომელსაც ნაწილაკთა სუპერმულტიპლეტს უწოდებენ. სუპერმულტიპლეტი აღწერს ნაწილაკებს, რომლებიც სუპერსივრცეში მოძრაობს, ჩვეულებრივი, ოთხგანზომილებიანი სივრცის გაფართოებაში, რომელსაც სრულიად უჩვეულო განზომილებები ემატება, არაკომუტირებადი კოორდინატებით. თუ სუპერმულტიპლეტს ამ სუპერსივრცეში მოვაბრუნებთ, ბოზონები, ფერმიონებად გადაიქცევა და პირიქით. სხვანაირად რომ ვთქვათ, ბოზონები და ფორმიონები, განსხვავებული პროექციებია ჩვენთვის ჩვეულ სამყაროზე ერთიანი ობიექტისა, რომელიც სუპერსივრცეში არსებობს (მოკლედ ელემენტარული ნაწილაკების შესახებ).
ერთი შეხედვით, სუპერსიმეტრია უკიდურესად ხელოვნურ კონსტრუქციად შეიძლება მოგვეჩვენოს, მცდელობად, სამყაროს აღწერის ზედმეტად რთული მათემატიკის ძალით გამოგონებისა. თუმცა, როცა საქმე კონკრეტული თეორიების შექმნას ეხება, სტანდარტული მოდელის გარეთ, სუპერსიმეტრია იშვიათ სიძლიერეს ავლენს და სხვა გზებით მოუგვარებადი პრობლემების გადწყვეტას ახერხებს (ლამის ნულის ტოლი ვაკუუმის ენერგია, ჰიგსის მექანიზმის ბუნებრივი გზით გაჩენა, იერარქიის პრობლემის მოხსნა, ძლიერი მტკიცებულებები ურთიერთქმედებათა გაერთიანების თეორიის სასარგებლოდ და ა.შ.).
აქედან გამომდინარე, უკვე დიდი ხანია, რაც სუპერსიმეტრიის თეორია აღიქმება არა როგორც ეგზოტიკური ჰიპოთეზა, არამედ, როგორც ფიზიკის ერთ-ერთი ყველაზე მთავარი ვარიანტი სტანდარტული მოდელის ფარგლებს გარეთ.
თუ სუპრსიმეტრიის იდეას ჩვენს სამყაროს მოვარგებთ, მაშინ ნივთიერების შემადგენელი ნაწილაკები (მაგალითად, ელექტრონი), ერთ სუპერმულტიპლეტში არა უკვე ცნობილ ბოზონთან, არამედ სხვა ახალ ნაწილაკთან შევა, რომელსაც ”ელექტრონის სკალარულ სუპერმეწყვილეს” უწოდებენ, მოკლედ – ”სელექტრონი”. ყველა ფერმიონს ჰყავს თავისი სუპერპარტნიორი, იგივე სახელით, რომელსაც წინ პრეფიქსი ”ს” აქვს დამატებული. ფერმიონების ყველა სუპერპარტნიორი ნაწილაკი, ბოზონია და პირიქით. სუპერპარტნიორ ფერმიონებსაც იგივე სახელები აქვს, სუფიქსი ”ინო”-ს დამატებით: ფოტინო, ჰიგსინო, გლიუინო და ა.შ.
სუპერსიმეტრია რომ მკაცრად განხორციელებადი იყოს, მაშინ ნაწილაკებისა და მათი სუპერპარტნიორების მასები ზუსტად ერთნაირი იქნებოდა. ამაჩქარებლებზე აქამდე ჩატარებულ ექსპერიმენტებში მსგავსი არაფერი გამოვლენილა. ანუ, თუ სუპერსიმეტრია არსებობს, ის დარღვეული უნდა იყოს. მეცნიერთათვის ყველაზე მიმზიდველია სუპერსიმეტრიის სპონტანური დარღვევა, ანუ, თეორია სიმეტრიულად ფორმულირდება, ხოლო ამონახსნები, რომლებიც ჩვენს სამყაროს აღწერს, სიმეტრიას კარგავს.
ელექტროსუსტი სიმეტრიის დარღვევა ამის საუკეთესო მაგალითია (შეკითხვები ჰიგსის ბოზონთან დაკავშირებით). სუპერსიმეტრიის დარღვევამ, სუპერსიმეტრიული ნაწილაკები უფრო მასიური უნდა გახადოს, ასეულობით გიგაელექტრონვოლტის ფარგლებში (რა არის ელექტრონვოლტი?). თუ გაგვიმართლა და დიდი ადრონული კოლაიდერის ენერგიამ ამ დიაპაზონს მიაღწია, სუპერნაწილაკთა უამრავი რაოდენობა დაიბადება მასში.
ძნელი სათქმელია, რა ენერგიაზე მოხდება ეს. არ არის გამორიცხული, რომ სუპერსიმეტრია არსებობდეს, ოღონდ ჩვენთვის ხელმიუწვდომელ ენერგიებზე, 1 ტერაელექტრონვოლტზე მნიშვნელოვნად მაღლა. ასეთ შემთხვევაში, სუპერსიმეტრიული ნაწილაკები ვერც დიდ ადრონულ კოლაიდერში დაიბადება და ვერც მომავლის კოლაიდერებში.
გია დვალის ლექცია, სუპერსიმეტრია და დამატებითი განზომილებები.