Supersymmetrie

Fermionen und Bosonen Die Welt der Elementarteilchen ist in zwei Lager geteilt: in so genannte Fermionen (darunter fallen die Materieteilchen) und in Bosonen (die Wechselwirkungsteilchen). In Gruppen legen diese beiden Teilchentypen sehr verschiedene Verhalten an den Tag. So können Materieteilchen (also Fermionen) nicht in demselben Zustand verweilen. Daraus folgt beispielsweise, dass die Elektronen eines Atoms nicht gleichzeitig im Zustand niedrigster Energie verweilen können, sondern in fein säuberlich geordneten Schalen um den Kern angeordnet sind. Für Bosonen gilt diese Einschränkung nicht.

Vereinigung Die Supersymmetrie vereint nun die ungleichen Brüder: Danach gibt es zu jedem Fermion (Materieteilchen) ein entsprechendes Boson (Wechselwirkungsteilchen) und umgekehrt. Für die Namen der Superpartner der Materieteilchen stellt man ein „s“ vorweg. Die supersymmetrischen Zwillinge der Wechselwirkungsteilchen bekommen ein „ino“ hinten angestellt. Und so tummeln sich in der supersymmetrischen Welt Selektronen, Squarks, Sneutrinos, Gluinos, Photinos, Winos, Zinos und Higgsinos.

Konsequenzen Für die Teilchenphysik spielt die Idee der Supersymmetrie eine wichtige Rolle. So ist es beispielsweise im Rahmen einer supersymmetrischen Theorie möglich, die starke und die elektroschwache Kraft in einer so genannten Grand Unified Theory (GUT) zu vereinheitlichen. Darüber hinaus stellt Supersymmetrie einen ersten Schritt auf der Suche nach einer Quantengravitationstheorie, d.h. einer vereinheitlichten Theorie aller Kräfte der Natur dar.  So ist sie auch zentrales Element der Stringtheorie – einem viel versprechenden Kandidaten für eine Quantengravitation.

Entdeckung Im Jahre 1973 begründete Julius Wess (1934–2007) zusammen mit Bruno Zumino die Supersymmetrie, die in vielen Gebieten der theoretischen Physik und vor allem in der Teilchenphysik ihre Anwendung gefunden hat. Gesichtet wurden supersymmetrische Teilchen noch nicht, auch wenn Physiker eifrig danach Ausschau halten.