Können sich Teilchen aus dem Nichts verdoppeln?

Können sich Teilchen aus dem Nichts verdoppeln? Die Suche nach Supersymmetrie

Die Welt der Teilchenphysik ist voller Rätsel und ungelöster Fragen. Eine der faszinierendsten Hypothesen ist die Supersymmetrie, die eine Verdoppelung der Teilchenvielfalt im Universum postuliert.

Was ist Supersymmetrie?

Die Supersymmetrie ist eine Theorie der Physik, die besagt, dass jedes bekannte Teilchen einen supersymmetrischen Partner hat. Dieser Partner hat die gleichen Eigenschaften wie das ursprüngliche Teilchen, unterscheidet sich jedoch in einer wichtigen Eigenschaft: Er hat einen um die Hälfte des Spins unterschiedlichen Spin.

Im Standardmodell der Teilchenphysik haben die meisten Teilchen einen Spin von 1/2 (Fermionen), während Bosonen einen Spin von 1 haben. Supersymmetrische Partner hätten entweder einen Spin von 0 (Bosonen) oder 1/2 (Fermionen), je nach Spin des ursprünglichen Teilchens.

Experimentelle Suche

Der experimentelle Nachweis supersymmetrischer Partner ist eine große Herausforderung. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass diese Partnerteilchen sehr massereich sein müssten, wenn die Supersymmetrie zutrifft. Die Detektion solcher Teilchen erfordern daher hochenergetische Teilchenbeschleuniger, wie etwa den Large Hadron Collider (LHC) am CERN.

Trotz intensiver Suche wurden am LHC bisher keine eindeutigen Hinweise auf supersymmetrische Partner gefunden. Dies hat einige Physiker zu der Annahme geführt, dass die Supersymmetrie möglicherweise nicht stimmt oder dass ihre Partnerteilchen zu massereich sind, um am LHC entdeckt zu werden.

Andere Möglichkeiten

Neben der direkten Suche nach supersymmetrischen Partnern gibt es auch indirekte Möglichkeiten, ihre Existenz zu untersuchen. Beispielsweise können Physiker nach Abweichungen von den Vorhersagen des Standardmodells suchen, die durch supersymmetrische Teilchen verursacht werden könnten.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nach dem supersymmetrischen Teilchen mit dem geringsten Spin zu suchen. Dieses Teilchen, das sogenannte Higgsino, könnte leichter nachweisbar sein als andere supersymmetrische Partner.

Bedeutung der Supersymmetrie

Die Entdeckung der Supersymmetrie hätte tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis der Physik. Sie würde nicht nur die Zahl der bekannten Teilchen verdoppeln, sondern auch das Standardmodell der Teilchenphysik erheblich erweitern.

Darüber hinaus würde die Supersymmetrie viele noch offene Fragen in der Physik lösen, wie beispielsweise das Hierarchieproblem. Dieses Problem bezieht sich auf die große Differenz zwischen der Masse des Higgs-Bosons und der Planck-Masse, der grundlegenden Einheit der Masse in der Physik. Die Supersymmetrie könnte eine Erklärung dafür liefern, warum die Masse des Higgs-Bosons so viel kleiner ist als erwartet.

Fazit

Die Suche nach supersymmetrischen Partnern ist eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Teilchenphysik. Obwohl direkte Suchen bisher erfolglos waren, bleiben indirekte Ansätze und alternative Möglichkeiten bestehen, ihre Existenz zu untersuchen. Die Entdeckung der Supersymmetrie würde unser Verständnis der Welt grundlegend verändern und viele der noch ungeklärten Geheimnisse des Universums lüften.