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Teilchenphysik: Was war nochmal Supersymmetrie?

Diese Theorie könnte viele Fragen lösen – wenn sie denn stimmt.
What is Supersymmetry?

Fermilab

Veröffentlicht am: 21.05.2013

Laufzeit: 0:05:44

Sprache: englisch

Das US-Forschungszentrum Fermi National Accelerator Laboratory bei Chicago ist vor allem durch das 2011 stillgelegte Tevatron bekannt, den bis zur Inbetriebnahme des LHC weltgrößten Teilchenbeschleuniger.

Mal davon abgesehen, dass Don Lincoln in diesem Video ein extrem cooles Nerd-T-Shirt trägt, hat es auch sonst etwas zu bieten. So kann man hier testen, ob man ein echter Physiker ist – das wäre man dann, wenn man über Dons kleinen Scherz bei 3:04 ff. lacht. Außerdem erklärt er ziemlich gut. In diesem kurzen Video fasst der US-Teilchenphysiker vom Fermilab bei Chicago zusammen, worum es bei der Supersymmetrie geht. Nach diesem physikalischen Prinzip wird am Genfer LHC-Beschleuniger gefahndet (wie auch nach einigen anderen Dingen), und daher lohnt es sich, Bescheid zu wissen.

Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt alle uns bekannten Teilchen ziemlich gut – einige offene Fragen gibt es aber noch, und diese kann man beispielsweise mit Hilfe der so genannten Supersymmetrie zu beantworten versuchen. Ganz kurz gefasst ist Supersymmetrie ein Prinzip, das – falls sich unsere Welt tatsächlich nach ihm richtet – dazu führen würde, dass die mathematischen Gleichungen, die einerseits Bosonen und andererseits Fermionen beschreiben – also Kräfteteilchen und Materieteilchen – identisch wären. So etwas mögen Physiker, denn es ist elegant und einfach.

Es gibt außerdem nicht nur eine Theorie der Supersymmetrie, sondern viele – so dass, wenn eine dieser Theorien sich als ineffektiv erweist, nicht das gesamte Prinzip der Supersymmetrie widerlegt wäre. Auch so etwas mögen Physiker ;)

Wie zeigt sich Supersymmetrie in der Physik? Wir kennen Kugeln als Beispiele symmetrischer Körper. In der Teilchenphysik, wo es um Gleichungen geht, sucht man nach mathematischen Symmetrien – so ist Addition zum Beispiel symmetrisch unter Vertauschung der Summanden: 3+4 ist dasselbe wie 4+3. Und mit dieser einfachen Idee erklärt Lincoln dann auch, was man innerhalb der Supersymmetrie derzeit so versucht – so einfach, dass jeder es vom Prinzip her verstehen kann.

Existiert die Supersymmetrie, dann könnten wir damit einige zentrale Probleme der Physik lösen: Wir könnten erklären, warum die Gravitation so viel schwächer ist als die anderen Kräfte, warum das Higgs-Boson existiert, und möglicherweise könnte auch die dunkle Materie enträtselt werden. Doch wie werden wir wissen, ob die Supersymmetrie gilt? Nun, sie sagt ein Bruderteilchen für jedes bekannte Elementarteilchen vorher – gefunden hat man diese Teilchen bisher noch nicht, aber wir können gespannt bleiben, was die CERN-Forscher in den kommenden Jahren entdecken werden.

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