破缺的超对称
尽管超对称有可能解决希格斯粒子质量的巨大虚贡献问题,但就目前我提出的形式,超对称仍存在一个严重问题:很显然,世界不是超对称的。怎么可能是呢?如果存在与已知粒子相同质量、相同电荷的超对称伙伴,它们早就被发现了,但没人见过超电子或是光微子。
这并不意味着我们必须放弃超对称的观点,但它意味着,假设自然中存在,超对称不可能是一种绝对对称,就如伴随弱电统一作用力的局域对称一样,超对称也必须破缺。
理论推理显示,超对称可以被没有完全相同质量的粒子和它们的超对称伙伴所打破;微小的超对称破缺效应就能将它们区分开来。粒子与其对应的超对称伙伴之间的质量差异,由超对称的破缺程度来控制。如果超对称只是微弱破缺,质量差异会很小;如果破缺严重,则差异会很大。事实上,粒子与超对称伙伴的质量差异大小,是描述超对称破缺程度的一种方式。
几乎在所有的超对称破缺模型里,超对称伙伴的质量都要比已知粒子大。这很幸运,只有这样,超对称才能与观察结果相符,才能解释我们为什么还未发现它们。重粒子只有在高能量下才能产生,那么可以想见,如果超对称存在,对撞机还没有达到足够的能量生成它们。因为实验探索的能量已达到几百GeV,至今仍未能发现超对称伙伴的事实告诉我们,它们如果存在,质量至少有那么大。
超对称伙伴超过什么质量才能不被探测到,这要取决于那一特定粒子的电荷和相互作用。相互作用越强,粒子越容易生成,因此,为了避免被探测到,相互作用较强的粒子一定比那些较弱的粒子更重。如今的实验对大多数超对称破缺模型的限制告诉我们,如果超对称存在的话,所有的超对称伙伴质量一定要超过几百GeV才不会被发现。那些要经受强力的超对称伙伴,如超夸克,甚至会更重——其质量至少有1 000GeV。
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