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Supersymétrie

Note : Pour profiter au mieux de cet article, le lecteur devrait avoir de bonnes notions sur le spin, la physique des particules et la symétrie en physique.

La supersymétrie (abrégé en SUSY) est une symétrie supposée de la physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi physique...) qui postule une relation profonde entre les particules de spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa...) demi-entier (les fermions) qui constituent la matière et les particules de spin entier (les bosons) véhiculant les interactions. Dans le cadre de la SUSY, chaque fermion (Il existe deux grandes classes de particules élémentaires: les fermions et les bosons. Les fermions sont les particules à spin demi-entier...) est associé à un ou plusieurs « superpartenaires » de spin entier, alors que chaque boson (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de l'échange de particules : un système de particules identiques se comportant comme...) est associé à un ou plusieurs « super-partenaires » de spin demi-entier.

Description

Si on postule l'invariance de la théorie sous l'algèbre de super Poincaré, qui étend l'algèbre de Poincaré sur laquelle est basée la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) des particules habituelle, alors on peut construire des extensions du modèle standard qui incorporent naturellement la supersymétrie (voir le modèle standard supersymétrique minimal (MSSM).

Le secteur de Higgs, qui est responsable de la génération des masses non nulles pour la matière dans le modèle standard, est également étendu à au moins 5 bosons de Higgs dans le cadre du MSSM.

En 2006, cependant, aucun « super-partenaire » des particules connues n'a encore été observé. Si elle existe, la SUSY doit donc être une symétrie brisée : ceci implique en particulier que les « super-partenaires » doivent avoir des masses différentes de celles de leurs partenaires et qu'il est nécessaire de considérer des phénomènes à des échelles d'énergie élevées afin de restaurer et voir réapparaitre cette symétrie. La mise en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour...), prévue pour 2007, du LHC devrait permettre de vérifier ou d'invalider l'hypothèse de l'existence de la supersymétrie.

Malgré le fait que le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de particules soit doublé, la SUSY possède de nombreux avantages :

  • En postulant l'existence de « super-partenaire » de l'ordre du TeV, l'unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que d'autres systèmes de logique et est sans doute ce qui distingue le plus Prolog des autres langages de...) de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) forte, faible et électromagnétique devient possible à une échelle d'énergie de l'ordre de 1016 GeV (échelle de grande unification) ;
  • Cette théorie permet également d'expliquer naturellement pourquoi la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) du Higgs peut être faible (en dessous du TeV) ;
  • Elle offre également la possibilité d'expliquer la matière noire de notre univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) par le biais des neutralinos (particules supersymétriques stables interagissant très faiblement avec la matière).
  • Dans le cadre de la cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.), elle offre la possibilité d'expliquer la faiblesse de la constante cosmologique (La constante cosmologique est un paramètre rajouté par Einstein en février 1917 à ses équations de la relativité générale (1915), dans le but de rendre sa théorie compatible avec...).
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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