物理学有一个最末目的：找到一些相关的根底理论，然后连系在一路构成一个万物理论。到目前为行，我们最接近万物理论的是粒子物理学的尺度模子，那个理论背后的方程式是我们在物理学中所拥有的最准确的方程式。但是，还有良多工具是理论无法解释，好比暗物量、暗能量和引力的量子理论。
有一个理论思惟，许多人它认为能够让我们更接近万物理论，并能够填补尺度模子的几个空白。那个理论被称为超对称，它是物量粒子和照顾力的粒子通过一种新的对称性毗连的设法。虽然没有尝试证明那种对称性，但它仍然很重要，因为在物理学中，对称性能够被突破，超对称性被突破仍然能够解释良多工作。
若是超对称性是实的，它能够处理我们目前对宇宙理解中的几个问题。例如，它能够解释希格斯玻色子的量量为什么那么小，它能够将三种根本力连系起来：电磁力、强力和弱力，它能够为难以捉摸的暗物量粒子供给完美的候选者。那么，到底什么是超对称呢？为什么对称性在我们寻找万物理论的过程中很重要？
超对称
超对称（SUSY）是尺度模子中物量粒子（费米子）和力粒子（玻色子）之间的对称性，那两种粒子之间的次要区别是自旋。尺度模子中费米子的自旋为1/2，而尺度模子中所有玻色子的自旋为0或1。费米子遵照的规则是，它们不克不及在统一时间以不异的自旋处于统一位置，那就是泡利不相容原理。但那个规则不适用于玻色子，因为许多不异的玻色子能够呈现在统一位置。
若是你看一些尺度模子，你会发现物量粒子比照顾力的粒子多得多，宇宙能否偏心物量而不是允许彼此感化的力？因为尺度模子充满了对称性，对许多物理学家来说，似乎费米子和玻色子之间的根本对称性也应该存在。所以他们用超对称来描述物量和力之间的对称性。
超对称理论固然有许多差别的版本，但其根本概念都一样：每个粒子都有一个镜像粒子或超对称对应粒子。每个镜像粒子都是相反类型的，例如费米子的镜像粒子都是玻色子，同样玻色子的镜像粒子都是费米子。通过超对称的那个简单概念，我们能够为尺度模子带来平衡，如许我们就有了与不异数量的玻色子和费米子费米子。
你可能会问那一切的意义是什么？玻色子和费米子的数量相等实的很重要吗？我们实的需要如许的对称性吗？简单的答复是，若是它是准确的，它将帮忙我们更好天文解宇宙。
超对称益处
早在80年代，物理学家就已经起头留意到尺度模子的一些问题。一般来说，超对称将处理三个问题：一是它能够处理希格斯玻色子的低量量问题，二是它能够同一三个根本力——电磁力、强力和弱力，三是它供给了暗物量的处理计划。
第一个问题简单来说就是希格斯玻色子的量量看起来不天然。希格斯粒子的量量为125GeV，从理论上讲，那似乎不太可能。为什么呢？那与量子校正若何影响希格斯玻色子的量量有关。我们能够写出希格斯玻色子的量量，如下图所示。m_measure是一个丈量量量，那是我们能够在尝试中丈量的。m_corrections是按照尺度模子的方程计算的量量校正。m_0是一个调谐参数，称为裸量量，尺度模子没有告诉我们那个裸量量应该是几。
我们从大型强子对碰机的尝试中得到m_measure，问题是当我们利用尺度模子的方程计算m_corrections时，成果却比丈量到的量量大好几个数量级。基于此，m_0需要与m_corrections在数值上相等，但符号相反。换句话说，m_0参数需要如斯之高，以致于它几乎完全抵消了理论计算的庞大量子校正，m_0的高值似乎很不天然，所以我们才需要其他理论来停止微调。
那就是超对称阐扬感化的处所，它能够更好地解释希格斯的丈量量量的问题。来自超对称的额外粒子，能够抵消那些十分大的量子校正，因为玻色子与费米子比拟奉献了相反的希格斯量量，如下图方程所示。
接下来是力的同一问题，物理学家认为，在某些根本层面上，所有力是同一的，而且有一些理论同一了力并以同一的体例解释物理学。尺度模子的每个力都有一些反映力强度的耦合常数，那些耦合常数现实上其实不恒定，因为它们会在较高温度下发作变革。物理学家估计耦合常数应该在某个十分高的温度下结合起来，因而在某个点上，差别力的差别耦合常数应该在尺度模子中变得相等。
最后的尺度模子似乎不克不及到达那个要求，但是从超对称中添加额外的粒子能够 改动耦合在较高温度下的变革体例，使它们可能在某个点同一。那是因为耦合的温度依赖性取决于理论中的粒子数量，而超对称性至少会使理论中的粒子数量增加一倍。
暗物量可能是一种不变的电中性的粒子，尚未发现的超对称粒子可能是暗物量的候选者。
找到超对称了吗
理论说得那么好听，那么为什么我们还没有发现任何超对称粒子？第一个原因可能是因为粒子太重，以致于我们无法在更好的加速器中产生它们。第二个原因是，若是它们确实是暗物量粒子，那么它们必然是弱彼此感化的大量量粒子。所以我们能够产生它们，但却没有检测到它们，因为它们的彼此感化十分微弱。
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来源：万象经历
编纂：草莓熊
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