Սուպերսիմետրիա
Սուպերսիմետրիա, տեսություն տարրական մասնիկների ֆիզիկայում, ըստ որի՝ գոյություն ունի հատուկ տարածաժամանակային սիմետրիա, որն իրար է կապում երկու հիմնական դասի տարրական մասնիկները՝ ամբողջ սպին ունեցող բոզոններին և կիսաամբողջ սպին ունեցող ֆերմիոններին[1]։ Ամեն խմբի յուրաքանչյուր մասնիկ զուգորդվում է մյուս խմբի մասնիկի հետ, որը կոչվում է սուպերմասնակից։ Սուպերմասնակիցների սպինների տարբերությունը կիսաամբողջ թիվ է։ Չխախտվող սուպերսիմետրիայով տեսության մեջ սուպերմասնակիցների զույգերից յուրաքանչյուրն ունի միևնույն զանգվածը և ներքին քվանտային թվերը, բացառությամբ սպինի։ Օրինակ, պիտի լինի s-էլեկտրոն (էլեկտրոն սուպերմասնակից)՝ էլեկտրոնի բոզոնային տարբերակը, որի զանգվածը նույն էլեկտրոնի զանգվածն է։ Քանի որ մինչև այժմ սուպերմասնակիցներ չեն հայտնաբերվել, եթե գոյություն ունի սուպերսիմետրիա, այն պետք է ինքնակամ խախտվի, այնպես որ սուպերմասնակիցների զանգվածները կտարբերվեն իրարից[2][3]։ Սուպերսիմատրիայի ինքնակամ խախտումը կարող է լուծել տարրական մասնիկների ֆիզիկայի բազմաթիվ խնդիրներ, ներառյալ տրամաչափային աստիճանակարգության խնդիրը։ Ինքնակամ խախտվող սուպերսիմետրիայի ամենապարզ տարբերակը նվազագույն սուպերսիմետրիկ ստանդարտ մոդելն է, որը ստանդարտ մոդելի սահմաններից դուրս ֆիզիկայի ամենալավ ուսումնասիրված թեկնածուն է։
Սուպերսիմետրիայի գոյության միայն անուղղակի վկայություններ կան։ Սուպերմասնակիցների ուղղակի վկայություներ հնարավոր է ստանալ արագացուցիչներում, ինչպիսին Մեծ հադրոնային բախիչն է։ Մեծ հադրոնային բախիչի առաջին գործարկումից սուպերսիմատրիայի վկայություններ չեն ստացվել (բոլոր արդյունքները համապատասխանել են ստանդարտ մոդելին)։ Չնայած շատերը դեռ խանդավառված են այս տեսությամբ[4], Մեծ հադրոնային բախիչի առաջին գործարկումը ֆիզիկոսների առաջնորդել է դեպի այլ գաղափարներ[5]։ Նախատեսվում է երկրորդ գործարկման ընթացքում շարունակել սուպերսիմետրիայի և նոր ֆիզիկայի որոնումները։
Պատմություն
Մեզոնների և բարիոնների միջև կապ հաստատող սուպերսիմետրիայի գաղափարը հադրոնային ֆիզիկայի շրջանակներում առաջին անգամ առաջարկել է Հիրոնայի Միյազավան 1966 թվականին։ Այս սուպերսիմետրիայում տարաժածամանակը ներառված չէր, այսինքն, այն համարվում էր ներքին սիմետրիա և խախտում ուներ։ Միյազավայի աշխատանքը անտեսված մնաց[6][7][8][9]։
1971 թվականին Ջ․ Լ․ Գերվակսը և Բունջի Սակիտան[10], Յուրի Գոլֆանդը և Ե․ Պ․ Լիխտմանը, իսկ 1972 թվականին Դ․ Վ․ Վոլկովը և Վ․ Պ․ Ակուլովը[11] միմյանցից անկախ վերաբացահայտեցին սուպերսիմետրիան դաշտի քվանտային տեսության շրջանակներում։ Սա տարածաժամանակի և հիմնարար դաշտերի արմատապես նոր տարրական մասնիկների՝ բոզոնների և ֆերմիոնների միջև՝ միավորելով տարածա-ժամանակը և միկրոսկոպիկ աշխարհի ներքին սիմետրիաները։ Կայուն Լիի հանրահաշվական աստիճանային կառուցվածքով սուպերսիմետրիայի գաղափարը, որի վրա հիմնված էր Գերվայզ-Սակիտայի վերահայտնագործությունը, առաջին անգամ ի հայտ եկավ 1971 թվականին[12] լարերի տեսության վաղ տարբերակի շրջանակներում (Պիեռ Ռամոն, Ջոն Շվարց և Անդրե Նևո)։
Վերջապես 1974 թվականին Յուլիուս Վեսը և Բրունո Զումինոն[13] սահմանեցին քառաչափ սուպերսիմետրիկ դաշտի տեսությունների վերանորմավորումների բնութագրական հատկությունները և Աբդուս Սալամի և հաջորդ հետազոտողների հետ ներկայացրեցին տարրական մասնիկների ֆիզիկայի վաղ կիրառությունները։ Սուպերսիմետրիայի մաթեմատիկական ապարատը (Լիի կարգավորված սուպերհանրահաշիվ) հաջողությամբ կիրառվեց ֆիզիկայի այլ ոլորտներում, ներառյալ միջուկային ֆիզիկան[14][15], կրիտիկական երևույթները[16], քվանտային մեխանիկան և վիճակագրական ֆիզիկան։Ստանդարտ մոդելի առաջին իրատեսական սուպերսիմետրիկ տարբերակը առաջարկել է 1977 թվականին Պիեռ Ֆայետը։ Այն հայտնի է նվազագույն սուպերսիմետրիկ ստանդարտ մոդել (Minimal Supersymmetric Standard Model, MSSM) անունով։ Ակնկալվում է, որ բացի այլ խնդիրներից, այն պետք է լուծի տրամաչափային աստիճանակարգության խնդիրը։