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Supersymétrie

DéfinitionClassé sous :physique

Extension des propriétés de symétrie de l'espace-temps à l'aide d'algèbres hypercomplexes (comme Clifford et Grassmann). De même que les nombres complexes sont des outils puissants pour la géométrie et l'analyse, on peut étendre l'algèbre des nombres complexes pour tenir compte des notions d'espaces-temps à 4 dimensions (et plus). La 'racine carré' des vecteurs de l'espace-temps peut alors donner lieu à des objets que l'on nomme spineurs qui comme leur nom l'indique sont étroitement liés aux rotations dans l'espace-temps. Il en résulte une algèbre, une géométrie et une analyse généralisée telle que la supersymétrie est parfois appelée la 'racine carré de la géométrie'.

Initialement découverte dans le cadre de la théorie des cordes et des études cherchant à généraliser la théorie des groupes et algèbres de Lie vers 1970, ses applications en physique théorique et surtout en topologie algébrique et différentielle se sont révélées extrêmement puissantes et riches.

Tout comme l'on parle de générateurs de translations et de rotations, on parle de générateurs de transformations supersymétriques. La supersymétrie est initialement globale, elle ne dépend pas de son point d'application, et associe en un seul multiplet bosons de spin entier et fermions de spin demi entier. L'avantage principal de la 'susy' est de mieux contrôler les problèmes de renormalisation inhérents aux champs quantiques relativistes et de résoudre certains problèmes (on l'espère) dans le cadre des théories de grande unification (GUT). Elle prédit que toutes les particules connues peuvent avoir un partenaire supersymétriques, le photon bosonique doit avoir un photino fermionique associé et l'électron (fermion) un sélectron (boson).

Cependant, si la symétrie était exacte le sélectron devrait avoir la même masse que l'électron et par conséquent devrait être produit copieusement en accélérateur et dans le rayonnement cosmique. La symétrie doit donc être brisée selon un processus analogue à celui de Higgs.

Ces particules font l'objet de recherches expérimentales intensives depuis des décades et on espère les observer au LHC.

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