В физике элементарных частиц суперпартнер (также sparticle ) — класс гипотетических элементарных частиц, предсказанных с помощью суперсимметрии , которая, помимо других приложений, является одним из хорошо изученных способов расширения стандартной модели физики высоких энергий . [1] [2]
При рассмотрении расширений Стандартной модели префикс s- от sparticle используется для формирования имен суперпартнеров фермионов Стандартной модели ( сфермионов ) , [3] например, стоп-скварка . К названию суперпартнеров бозонов Стандартной модели добавлена буква -ino ( bosinos ) [3] , например, gluino , совокупность всех калибровочных суперпартнеров называется gauginos .
Согласно теории суперсимметрии , у каждого фермиона должен быть бозон- партнер , суперпартнер фермиона, и у каждого бозона должен быть фермион-партнер. Точная непрерывная суперсимметрия предсказывала бы, что частица и ее суперпартнеры будут иметь одинаковую массу. Никаких суперпартнеров частиц Стандартной модели пока не обнаружено. Это может указывать на то, что суперсимметрия неверна, или это также может быть результатом того, что суперсимметрия не является точной, непрерывной симметрией природы. Если суперпартнеры будут найдены, их массы будут указывать на масштаб нарушения суперсимметрии. [1] [4]
Для частиц, которые являются реальными скалярами (такими как аксион ), существует фермионный суперпартнер, а также второе, реальное скалярное поле. Что касается аксионов, то эти частицы часто называют аксиносами и саксионами.
В расширенной суперсимметрии у каждой частицы может быть более одной суперчастицы. Например, при наличии двух копий суперсимметрии в четырех измерениях фотон будет иметь двух фермионных суперпартнеров и скалярного суперпартнера. [ нужна цитата ]
В нулевых измерениях возможна суперсимметрия, но нет суперпартнеров. Однако это единственная ситуация, когда суперсимметрия не предполагает существования суперпартнеров. [ нужна цитата ]
Если теория суперсимметрии верна, то можно будет воссоздать эти частицы в ускорителях частиц высоких энергий . Сделать это будет непростой задачей; эти частицы могут иметь массу в тысячу раз большую, чем соответствующие им «настоящие» частицы. [1]
Некоторые исследователи надеялись, что Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе сможет предоставить доказательства существования частиц-суперпартнеров. [1] Однако по состоянию на 2018 год таких доказательств обнаружено не было.