Supersimmetriya

Supersimmetriya fizikada nəzəri çərçivə olub, tam spinli (bozonlar) və yarı spinli zərrəciklər (fermionlar) arasında simmetriyanın varlığından bəhs edir. Supersimmetriyaya görə bilinən hər bir zərrəciyin fərqli spin özəlliyi olan bir yoldaş zərrəciyi var. [1] Supersimmetriyanın varlığını sınağa çəkən bir çox eksperiment baş tutsa da, heç birisi təbiətdə mövcudluğuna dair bir dəlil təmin edə bilməyib. [2] Əgər supersimmetriyanın varlığı sübut olunsa, zərrəciklər fizikasında bir çox izahsız qalmış problemlərə (məs. qaranlıq maddə, iyerarxiya problemi) anlayış gətirə bilər.

Supersimmetrik nəzəriyyədə təməl qüvvələrin tənliklərilə maddənin tənlikləri birəbir eynidir. Nəzəri və riyazi fizikada bu özəlliyi olan istənilən nəzəriyyə supersimmetriya prinsipinə (SUSY) uymuş sayılır. Supersimmetrik nəzəriyyələrin sayı çoxdur. [3] Supersimmetriya zaman-məkan simmetriyası növü olub, iki zərrəcik sinifi arasındadır. Bir sinif bozonlardır: hansı ki, spin ədədi tam ədəddir və Boze-Eynşteyn statistikasına tabedir. Digər sinif isə, fermionlardır: onların spin ədədi isə yarım ədəddir (məs.: 1/2, 3/2 və s.) və Fermi-Dirak statistikasına tabedirlər. [4] Fermionların supersimmetriyadakı bozon-xassəli yoldaşlarının adının önünə s- hərfi əlavə olunur, çünki onlar skalyar zərrəciklər sayılırlar. Məsələn, elektronun supersimmetrik nəzəriyyədəki yoldaşının adı selektrondur. Selektron bu məntiqlə bozon sayılır. [5]

Supersimmetriyaya görə fermion sinifindən olan hər bir zərrəciyin bozonlar sinifində, bozonlar sinifində olan hər bir zərrəciyin də, eyni şəkildə fermionlar sinifində müvafiq yoldaşı var. Bunlar superyoldaşlar kimi tanınır. Zərrəciyin superyoldaşıla spin fərqi 1/2-ə bərabərdir. Ən sadə supersimmetrik nəzəriyyələrinə görə, supersimmetriya qırılmamışdan qabaq, superyoldaş cütlüyünün hər bir üzvü eyni kütləyə və daxili kvant ədədlərinə malikdirlər. Daha mürəkkəb supersimmetrik nəzəriyyələrində özlüyündən qırılan simmetriya var və bu da superyoldaşların kütlədə fərqlənməsinə imkan yaradır.

Supersimmetriyanın fizikanın kvant mexanikası, statistik mexanika, kvant zəminlər nəzəriyyəsi, qatı maddələr fizikası, nüvə fizikası, optika, stoxastik dinamika, astrofizika, kvant qravitasiyası və kosmologiya kimi bir çox sahəsində müxtəlif tətbiqi var. Supersimmetriya yüksək enerjilər fizikasında geniş ölçüdə tətbiq olunub. Standard Modelin supersimmetrik artırılması Standard Model Ötəsi fizikası üçün mümkün namizədlərdən sayılır. Ancaq ki, Standard Modelin heç bir supersimmetrik artırılması təcrübi olaraq təsdiqini tapmayıb və bəzi fiziklər bu nəzəriyyənin qısır nəzəriyyə olmasını irəli sürür.[6]