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弯曲的旅行 · 第四十节

《弯曲的旅行》第四十节

目前尚无实验能证实超对称是否存在,但它是粒子物理的重要候选理论。

目前尚无实验能证实超对称是否存在,但它是粒子物理的重要候选理论。超对称指每个已知粒子都存在一个"超对称伙伴",二者可相互转换:费米子(半整数自旋)与玻色子(整数自旋)配对,且配对粒子必须具有相同的质量、电荷和相互作用。若超对称成立,它将是近一个世纪以来发现的首个新型时空对称。

超对称的发展历史如下:1971年,法国物理学家拉蒙在两维时空中首次提出超对称理论,目的是让弦理论包含费米子,后与内沃、施瓦茨共同发展为费米子弦理论。1973年,韦斯和朱米诺建立了四维超对称理论。1974年,费拉拉和朱米诺解决了如何在超对称理论中纳入规范玻色子的问题。1976年,费拉拉、弗里德曼和范·纽文豪生创建了包含引力的超引力理论。与此同时,格里奥兹等人在费米子弦理论中发现了引力微子,物理学家由此认识到超对称存在于弦理论中,超弦理论由此诞生。

如果宇宙是超对称的,标准模型必须包含数量翻倍的新粒子:所有费米子(夸克、轻子)都应有玻色子伙伴(统称"超"粒子,如超电子、超夸克),所有规范玻色子(光子、胶子、W和Z玻色子)都应有费米子伙伴(统称"微子",如胶微子)。这些伙伴粒子与对应粒子有相同的电荷和相互作用,若为绝对超对称还有相同质量。尽管从未在自然界发现这些粒子,许多物理学家仍相信超对称,一方面认为如此精妙的理论不可能与现实无关,另一方面是因为超对称能解决标准模型的等级问题——即希格斯粒子为何如此之轻的问题。

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