Supersymétrie - Définition

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 des particules habituelles, 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, prévue pour l'été 2009, du LHC devrait permettre de vérifier ou d'invalider l'hypothèse de l'existence de la supersymétrie.

Malgré le fait que le 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 de l'interaction 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 du Higgs peut être faible (en dessous du TeV) ;
• Elle offre également la possibilité d'expliquer la matière noire de notre univers par le biais des neutralinos. Le neutralino étant stable (si la R-parité est conservée) et neutre, elle ne peut rayonner électromagnétiquement et se montrer indirectement par les particules résultantes de sa désintégration).
• Dans le cadre de la cosmologie, elle offre la possibilité d'expliquer la faiblesse de la constante cosmologique.