supersimmetrìa
Indice
Descrizione generale
sf. [super+simmetria]. In fisica, famiglia di teorie, dette anche SUSY, acronimo dell'ingl. SUperSYmmetryteoria che si propongono di unificare (vedi unificazione) tre delle quattro forze (o interazioni) fondamentali esistenti in natura: elettromagnetismo, forza nucleare debole (peraltro già unificate nell'interazione elettrodebole) e forza nucleare forte. La supersimmetria cerca di trattare unitariamente (unificare) i fermioni (particelle di materia) come quark e leptoni, con i bosoni (particelle portatrici di forze), come fotoni, W, Z e gluoni.In fisica delle particelle elementari, ogni simmetria tra il comportamento di fermioni e bosoni che oltre all'uguaglianza dei parametri fondamentali delle particelle, quali masse e intensità degli accoppiamenti, implica anche un uguale numero di gradi di libertà bosonici e fermionici del sistema quantistico considerato. Poiché raccolgono in un multipletto (o supermultipletto) particelle con spin differenti, le teorie di supersimmetria realizzano anche il collegamento tra particelle responsabili dei campi di materia (fermioni) e particelle responsabili dei campi di forza, ovvero di interazione (bosoni), e quindi raccolgono in un'unica teoria la descrizione di tutte le interazioni fondamentali. Le trasformazioni di supersimmetria dipendenti dal punto del cronotopo sono denominate supersimmetrie locali; le teorie invarianti rispetto a trasformazioni di supersimmetria locale sono dette teorie di supergravità.
Particelle supersimmetriche
Le teorie di supersimmetria predicono che per ogni particella nota ne debba esistere un'altra, detta supersimmetrica. In questo modo, per ogni particella di spin semiintero le teorie di supersimmetria predicono l'esistenza di un partner a spin intero e per ogni particella di spin intero predicono un partner semiintero. Nessuno di questi partner supersimmetrici, non previsti dal Modello Standard, è stato rivelato. Tuttavia, la loro ricerca è stata effettuata con grande impegno tramite i più potenti acceleratori di particelle funzionanti nel mondo all'inizio del sec. XXI, quali il LEP del CERN di Ginevra (demolito alla fine dell'anno 2000), HERA dei laboratori DESY di Amburgo e Tevatron del FNL (Fermilab) di Chicago. Poiché i modelli basati sulle diverse teorie di supersimmetria non sono in grado di prevedere il valore della massa dei partner supersimmetrici delle particelle ordinarie, è possibile che queste siano così grandi da sfuggire anche al supercollisionatore per protoniLHC del CERN, che potrà però rivelare eventuali particelle supersimmetriche con masse dell'ordine del migliaio di GeV. L'importanza delle particelle supersimmetriche è legata anche al problema della materia oscurache costituisce la massima parte dell'Universo e di cui non è nota la natura. Gran parte di essa potrebbe essere costituita da particelle supersimmetriche stabili. Quasi tutti i modelli di supersimmetria, infatti, prevedono che nei decadimenti delle particelle supersimmetriche si conservi un numero, denominato parità R, che consente di distinguere le particelle supersimmetriche dai loro partner normali. Per effetto di questa legge di conservazione, le particelle supersimmetriche di data massa devono essere prodotte in coppia dal decadimento di una particella supersimmetrica di massa maggiore. Al termine della catena di decadimenti, per la conservazione della parità R, devono quindi rimanere solo particelle supersimmetriche stabili.