[科普中國]-超對稱粒子

超對稱粒子是粒子物理-高能粒子物理探索的前沿，各國的先進粒子物理儀器也以探索超對稱粒子為‘目標’標的。

發(fā)現(xiàn)超對稱粒子在自然界存在的發(fā)現(xiàn)

在粒子物理學里，如果有新的希格斯粒子耦合形式新的伴隨粒子，和非點結構的希格斯粒子存在，超對稱粒子或超伴子是一種以超對稱的‘玻色子+費米子的四重對稱，’聯(lián)系到另一種較常見粒子的粒子。在這物理理論中，每種費米子都應有一種玻色子“拍檔”（費米子的超對稱粒子），反之亦然。沒有“破缺”的超對稱預測：一顆粒子和其超對稱粒子都應有完全相同的質量。仍然沒有在‘粒子物理的“實驗”中備制出’標準模型粒子的超對稱粒子被發(fā)現(xiàn)。這并不表示超對稱理論是錯誤的，或超對稱并不是一種“不破”的對稱性。如果超對稱粒子被發(fā)現(xiàn)，其質量會決定超對稱破裂時的尺度。現(xiàn)今；超對稱粒子在‘中國’首次在自然界中被‘發(fā)現(xiàn)’存在，這在基礎粒子物理高能粒子物理凝聚態(tài)物理和天體粒子物理是重大的探索意義，為科學‘儀器’制備粒子和探索自然界粒子的微觀能動有了‘推手’。超對稱粒子的‘發(fā)現(xiàn)’同樣揭示了正負粒子一體的‘獨立’實體粒子正負電子同出一體，就是人們認知的‘馬約拉納費米子’正負 粒子一體的‘能動量’超對稱的破缺，超對稱粒子的正負電子產(chǎn)生‘開關’效應，既粒子的激發(fā)態(tài)。粒子的激發(fā)態(tài)會組成‘正負電子正負磁極粒子’吸集的新粒子，正負粒子對撞的能量逃逸生成‘極化’的磁單極粒子，磁單極粒子的真空效應就是‘暗物質粒子’的本源。在‘矢量的真空環(huán)境場能中’亞原子次級粒子的質能-物質質量也不為‘零’，

就實標量的粒子（如軸子）而言，它們有一個費米子超對稱粒子，也有一個實標量場（矢量真空場--物質質量不為零，光介質可以生成光的反物質粒子-晶體光粒子）?，F(xiàn)今在自然界已經(jīng)‘發(fā)現(xiàn)’有高能粒子的‘超對稱粒子’存在，這有力的真實了超對稱粒子的‘存在’并不是粒子物理的“猜想+猜想”的問題，超對稱粒子的實效存在不只是‘費米子與玻色子’對稱的存在，它也體現(xiàn)了‘正負電子對’的超對稱性的連續(xù)譜能，是超導粒子的‘時間晶體’的超對稱，正負電子對撞的超對稱粒子實效的‘發(fā)現(xiàn)’存在同樣體現(xiàn)了粒子物理的‘超額外維’的延伸，超越‘粒子標準模型’。

在延伸的超對稱里，一種特定粒子可能會有多于一個超對稱粒子。舉例，在四維空間里，一個光子會有兩個費米超對稱粒子和一個標量超對稱粒子，它體現(xiàn)了超額外維的‘時間晶體’的光量子粒子的晶格（這在‘量子通訊 和 量子計算機的硬件芯’可以有了理論實踐的基礎應用）可以探索應用未來的‘量子計算機的硬件芯’和光量子計算機的硬件‘仿備制’。

在零維的情況下（常被稱作矩陣力學），有可能存在超對稱，但沒有超對稱粒子。然而，這只有在當超對稱性不包含超對稱粒子的情況下才成立。1

發(fā)展歷史日本粒子物理學家宮沢弘成最早于1966年首次提出超對稱理論，當時是為了補充標準模型中的一些漏洞。它描述了費米子和玻色子之間的對稱性，認為每種費米子都應有一種玻色子與之配對，費米子是自旋為1/2螺旋的實粒子是一種手征的‘外爾費米子’，玻色子是給費米子傳遞動能的自旋為疊加整數(shù)倍的‘介質’能量子，反之亦然?，F(xiàn)今粒子物理的前沿并且在自然界發(fā)現(xiàn)；超對稱粒子也會有‘玻色子費米子的四重超對稱’，只有‘超對稱粒子’存在，才能為證實--無中微子雙B衰變，是一種放射性衰變，在超對稱粒子的能動耦合機制中，“超對稱粒子”會CP對稱破缺超對稱破壞，在衰變過程中原子核內(nèi)的兩個中子同時換成為兩個質子和兩個電子--兩個物質粒子變成四個。現(xiàn)今；超對稱粒子已經(jīng)被中國的粒子物理科學家實證圖文-被證實‘超對稱粒子’是自然界真實‘發(fā)現(xiàn)’存在的新粒子物理（圖例），它將有助于統(tǒng)一宇宙的四種基本作用力，解決超對稱粒子不是‘猜想+猜想’的問題，并用大型粒子對撞機加速器實驗檢驗，并幫助解釋宇宙中存在的暗物質暗物質粒子的問題并探索自然界的第五種相互作用力‘斥力子+軸子’的作用力，探索發(fā)現(xiàn)超對稱粒子是可以在自然界存在和發(fā)現(xiàn)，超對稱粒子強關聯(lián)在正負粒子同體正負粒子對稱的‘激發(fā)態(tài)’的本證，超對稱粒子的‘晶格’可以制備用做‘光粒子計算機’的硬件芯。

實驗進程大型強子對撞機實驗未找到超對稱粒子，但會升級改造探索發(fā)現(xiàn)。

這項實驗是在LHCb設備上進行的，這一設備是安裝在瑞士-法國邊境的歐洲核子研究中心(CERN)的這臺大型對撞機環(huán)路中的4臺大型探測設備之一。英國利物浦大學的塔拉·希爾斯(Tara Shears)博士是這一設備工作組的發(fā)言人，他說：“實驗的結果已經(jīng)將超對稱理論置于聚光燈下?！?/p>

在實驗中，物理學家們試圖以前所未有的精度觀察B介子的衰變情況。如果超對稱粒子果真存在，那么B介子的衰變頻率將要比它們不存在的情況下高得多。除此之外，如果超對稱粒子存在，它們的物質和反物質版本粒子衰變時表現(xiàn)的差異也應當要更大一些。實際上‘超對稱粒子’在自然界也是一種存在。

科學界渴盼了解這項實驗的結果，尤其是在美國費米實驗室質子—反質子對撞機(Tevatron)得到的結果似乎暗示B介子的衰變確實受到超對稱粒子影響的結果之后，科學界就更加需要某種證實或澄清的結果出現(xiàn)。然而，在對數(shù)據(jù)進行深入分析之后，LHC的科研人員報告他們未能找到任何有關超對稱粒子的蛛絲馬跡。

根據(jù)LHC實驗工作組成員，倫敦帝國學院的約旦·納什(Jordan Nash)教授的說法，實驗進行中，我們應當已經(jīng)觀察到一些超對稱粒子的線索了。他說：“我們未能找到任何直接或間接的證據(jù)證明這一理論，這說明要么我們對這一理論的理解是不全面的，要么它的本質和我們所想還存在差異，再或者就是這種粒子根本就不存在?！闭f出最后這句話時，納什教授滿臉失望。2

新的征程有趣的一幕是，當年和超對稱理論同時代的一些“陳舊”的理論又再一次開始活躍，因為當年壓制它們風頭的超對稱理論正面臨危機。根據(jù)林肯教授的說法，一些年輕的理論物理學家已經(jīng)開始嘗試構建某種全新的理論，因為他們認為超對稱理論已經(jīng)“過時”了。

超對稱超對稱是費米子和玻色子之間的一種對稱性，該對稱性現(xiàn)今已經(jīng)在自然界中被觀測到。物理學家認為這種對稱性是自發(fā)破缺的。大型強子對撞器將會驗證粒子是否有相對應的超對稱粒子這個疑問。我們知道， 基本粒子按照自旋的不同可以分為兩大類： 自旋為整數(shù)的粒子被稱為玻色子 (Boson)， 自旋為半整數(shù)的粒子被稱為費米子 (Fermion)， 這兩類粒子的基本性質截然不同。 超對稱便是將這兩類粒子聯(lián)系起來的對稱性，而且是能做到這一點的對稱性。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學