Supersymétrie - Définition et Explications

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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...) qui postule une relation profonde entre les particules de spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque...) demi-entier (les fermions) qui constituent la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) et les particules de spin entier (les bosons) véhiculant les interactions. Dans le cadre de la SUSY, chaque fermion (Le modèle standard classe les particules élémentaires en deux grandes...) 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...) est associé à un ou plusieurs " super-partenaires " de spin demi-entier.

Description

Si on postule l'invariance de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) sous l'algèbre (L'algèbre, mot d'origine arabe al-jabr (الجبر), est la branche...) 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...) des particules habituelle, alors on peut construire des extensions du modèle standard qui incorporent naturellement la supersymétrie (Note : Pour profiter au mieux de cet article, le lecteur devrait avoir de bonnes notions sur...) (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 (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) élevées afin de restaurer et voir réapparaitre cette symétrie. La mise en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...), 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...) 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...) de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) 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...) du Higgs peut être faible (en dessous du TeV) ;
  • Elle offre également la possibilité d'expliquer la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...) 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...), 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...).
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