CORSO SULLA TEORIA DELL'UNIFICAZIONE: Lezione 4 Supersimmetria

4. Supersimmetria

La supersimmetria è una simmetria teorica che collega le particelle di spin intero (bosoni) e le particelle di spin semi-intero (fermioni). Questa simmetria propone l'esistenza di partner supersimmetrici per ciascuna particella conosciuta. Concetti di Supersimmetria: Partner Supersimmetrici: Ogni particella bosonica ha un partner fermionico e viceversa. Ad esempio, il partner supersimmetrico di un elettrone (fermione) sarebbe chiamato "selettone" (bosone). Spin: I bosoni hanno uno spin intero (0, 1, 2, ...), mentre i fermioni hanno uno spin semi-intero (1/2, 3/2, ...). I partner supersimmetrici hanno una differenza di spin di 1/2. Estensione dello Standard Model: La supersimmetria estende il Modello Standard della fisica delle particelle introducendo nuove particelle previste dalla teoria. Risoluzione della Gerarchia delle Massa: La supersimmetria offre una soluzione al problema della gerarchia delle masse, aiutando a spiegare perché le particelle fondamentali hanno masse così diverse. Implicazioni Cosmologiche: Materia Oscura: La supersimmetria suggerisce che una delle sue particelle supersimmetriche più leggere (LSP, ovvero la particella supersimmetrica più leggera) potrebbe costituire la materia oscura, una forma di materia invisibile che costituisce la maggior parte della materia nell'universo. Inflazione Cosmica: Alcune varianti della supersimmetria sono coinvolte nelle teorie dell'inflazione cosmica, spiegando le prime fasi dell'espansione accelerata dell'universo poco dopo il Big Bang. Modelli Cosmologici: L'introduzione della supersimmetria in alcuni modelli cosmologici può influenzare la dinamica dell'universo primordiale, inclusa l'evoluzione delle strutture cosmiche. La ricerca della supersimmetria è stata un obiettivo chiave della fisica delle particelle negli ultimi decenni, con esperimenti condotti presso acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider (LHC) del CERN. Finora, nonostante molti sforzi, non sono state trovate evidenze sperimentali dirette a sostegno della supersimmetria. Tuttavia, questa teoria rimane ancora una delle candidature più interessanti per estendere il Modello Standard e risolvere alcune delle questioni irrisolte della fisica delle particelle e della cosmologia.