초대칭
超對稱 / Supersymmetry / SUSY
1. 개요
물리학에서 초대칭은 보손과 페르미온을 바꾸는 대칭성이다. 입자를 반입자로 바꾸는것 처럼 어떤 입자를 초대칭으로 변환하면 스핀#s-4이 정수인 입자에 스핀값을 1/2 더하거나 빼서 스핀이 반정수인 입자로 바뀐다. 이 켤레의 입자를 초대칭쌍이라고 한다.[1]
약칭으로 수지(SUSY)라 부른다.
초대칭의 수학적인 구조는 리 대수를 변형시킨 등급화된 리 대수(graded Lie algebra)에 기반한다. 교환자와 반교환자를 하나로 묶은 리 초괄호(Lie superbracket) ( [A,B} 로 표기하기도 하며 초교환자라고도 부른다)를 사용하면 초대칭은 다음과 같이 쓸 수 있다.
$$ [A, B]_S=-(-1)^{|A||B|}[B, A]_S$$
는 A의 degree 를 나타내며 A가 보손인지 페르미온인지에 따라서 0 또는 1 으로 달라진다. 그러면 교환자를 쓰는 보손과 반교환자를 쓰는 페르미온이 하나의 대칭성으로 엮이게 된다.
종래보다 더 높은 에너지로 충돌시키는 LHC를 가동하면 기존 입자들의 초대칭쌍이 발견될 것이라 생각되어져 왔으나 현재까지도 발견이 안되고 있다. LHC에서 2017년 기준으로, 힉스 발견 이후 5년동안 7,000조번 이상의 양성자 충돌이 있었지만, 초대칭 입자의 흔적은 찾지 못했다. 그리고 단순히 증거를 찾지 못했을 뿐만 아니라... 자세한 내용은 이 기사를 참고하자. 상당히 좋지 않은 상황이라고 할 수 있다.