Les particules supersymétriques

[jojo17]

Bonjour,
Le LHC va peut-être permettre de découvrir les particules supersymétriques (entre autre) et ma question porte sur ces dernières.
Y a t-il un rapport quelconque entre les anti-particules et les particules supersymétriques?
Une anti-particule a t-elle "un partenaire" supersymétrique?
Dans quelle(s) dimension(s) evoluent les particules S? Sont-elles comme le gravitons, à "flotter" dans les "autres" dimensions?

C'est peut-être un peu trop d'un seul coup , mais d'avance, merci.

[Coincoin]

Salut,
La supersymétrie est une symétrie supplémentaire à la symétrie particule-antiparticule. Il y a donc en plus de la particule et de son antiparticule, le partenaire supersymétrique de la particule et celui de l'antiparticule.
Et, si je ne dis pas de bêtises, le partenaire supersymétrique de l'antiparticule est aussi l'antiparticule du partenaire supersymétrique. (Rassurez-moi, les spécialistes, ça commute bien ?)

La supersymétrie n'a à la base pas besoin de dimensions supplémentaires. Mais on peut combiner les deux.

[jojo17]

Salut,
La supersymétrie est une symétrie supplémentaire à la symétrie particule-antiparticule. Il y a donc en plus de la particule et de son antiparticule, le partenaire supersymétrique de la particule et celui de l'antiparticule.

Supermerci.

Et, si je ne dis pas de bêtises, le partenaire supersymétrique de l'antiparticule est aussi l'antiparticule du partenaire supersymétrique. (Rassurez-moi, les spécialistes, ça commute bien ?)

Si j'ai bien visualisé les symétries, mais bien sûr non spécialiste, je dirais que le partenaire supersymétrique de l'anti-paticule doit être l'anti-particule du partenaire supersymétrique de la particule. .

[Gwyddon]

Salut,
La supersymétrie est une symétrie supplémentaire à la symétrie particule-antiparticule.

Euh... Je vois ce que tu veux dire, mais en fait non c'est pas tout à fait ça.

En effet, la supersymétrie est une symétrie qui au départ relie bosons et fermions : un opérateur supersymétrique échange un boson en fermion, et un fermion en boson, tous les autres nombres quantiques étant inchangés. Si tu l'étudies au niveau de l'algèbre engendrée, tu te rends compte que la supersymétrie généralise en fait les symétries de l'espace-temps, et autorise la présence d'anticommutateurs dans l'algèbre de Lie.

Si la supersymétrie était exacte, les bosons et fermions regroupés au sein d'une même entitée appelée supermultiplet auraient même masse, même charge, etc... Donc par exemple le partenaire de l'électron serait tout comme l'électron, sauf qu'il serait de spin 0.

Il se trouve qu'aucune des particules standard ne vérifient ce critère : la supersymétrie est donc brisée à notre échelle, et c'est pourquoi l'on introduit de nouvelles particules dites supersymétriques, qui sont les partenaires des particules standard.


Donc l'existence des particules supersymétriques est plus une conséquence de la brisure de la supersymétrie que de la supersymétrie elle-même, c'est pourquoi je tiquais sur ta remarque Coincoin


Sinon la suite :

Il y a donc en plus de la particule et de son antiparticule, le partenaire supersymétrique de la particule et celui de l'antiparticule.
Et, si je ne dis pas de bêtises, le partenaire supersymétrique de l'antiparticule est aussi l'antiparticule du partenaire supersymétrique. (Rassurez-moi, les spécialistes, ça commute bien ?)

est tout à fait correcte, puisque seul le spin est concerné dans l'histoire.

La supersymétrie n'a à la base pas besoin de dimensions supplémentaires. Mais on peut combiner les deux.

Exact.

[Coincoin]

Donc l'existence des particules supersymétriques est plus une conséquence de la brisure de la supersymétrie que de la supersymétrie elle-même, c'est pourquoi je tiquais sur ta remarque Coincoin

Ça dépend comme tu l'entends... L'existence de particules supersymétriques est bien la conséquence de la supersymétrie. C'est le fait qu'elles soient différentes (bien plus lourdes) qui résulte de la brisure. Si la brisure n'avait pas lieu, les particules seraient là quand même. Simplement, on ne pourrait pas les cataloguer en "standard" et "supersymétriques" (la seule partition naturelle serait "bosons" et "fermions").
Donc quand tu dis que l'existence de particules supersymétriques est une conséquence de la brisure de la supersymétrie, je suis d'accord avec toi si tu prends "particules supersymétriques" comme un bloc en insistant sur le "supersymétrique". Si tu parles de l'existence des particules-cataloguées-pour-une-autre-raison-comme-supersymétriques alors ça vient bien de la supersymétrie et non de sa brisure.

C'est marrant de pinailler sur des mots alors qu'on est tout à fait d'accord...

Sinon, je suis rassuré de savoir que ça commute et qu'il ne faut pas encore introduire des matrices de mélange.

[Gwyddon]

Non mais on est d'accord hein

C'est juste que l'on pourrait très bien imaginer un monde où par exemple on aurait eu le boson W⁺ de même masse que l'électron, de même charge, etc... cela aurait été le partenaire supersymétrique de l'électron.

Bon évidemment ce n'est pas le cas

[Coincoin]

Oui, tout comme on pourrait imaginer un monde où le boson W+ est le partenaire supersymétrique de l'électron mais avec une brisure qui ferait que l'électron aurait une masse de 511 keV et le W+ de 80 GeV...

[jojo17]

Bonsoir,
Vos réponses dépassent largement le niveau de mes compétences (vous vous en serez douté), mais j'ai eu les réponses à mes questions.
Pour poursuivre un tout petit peu...
Considère-t-on comme la brisure de symétrie matière/anti-matière, que la supersymétrie s'est "brisée" dans les premiers instants de l'univers?

[Gwyddon]

Hello,

Je ne saurais te répondre à la question du "quand". Mais par contre je peux te dire que la nature de la brisure n'est pas la même : en effet la symétrie matière/antimatière est discrète, ce n'est pas le cas de la supersymétrie.

Et l'on ne connaît pas encore le mécanisme exacte de brisure de la supersymétrie, mais on cherche

[Coincoin]

en effet la symétrie matière/antimatière est discrète, ce n'est pas le cas de la supersymétrie.

Tu peux détailler, stp ?

[Gwyddon]

Bah la supersymétrie généralise l'algèbre de Lie en une superalgèbre, alors que la symétrie matière/antimatière est la symétrie C, qui est discrète (ce n'est pas un groupe continu qui la décrit).

[Coincoin]

Ok, c'est juste que la susy* est décrite différemment. J'avais l'impression que tu voulais dire que la susy était continue.

*après quelques dizaines de fois, je commence à avoir la flemme de taper le nom entier...

[Gwyddon]

Ok, c'est juste que la susy* est décrite différemment. J'avais l'impression que tu voulais dire que la susy était continue.

Elle l'est ! Un générateur supersymétrique est par exemple la dérivée supersymétrique suivante dans le superespace :



C'est bien un opérateur continu...

[Coincoin]

Tu passes continûment du boson au fermion ?

[Gwyddon]

Tu passes continûment du boson au fermion ?

Je comprend pourquoi tu tiques... En fait la supersymétrie relie boson et fermion et les échange en effet, mais ce n'est pas aussi simple que cela.

Par exemple si tu écris une transformation supersymétrique sur un lagrangien décrivant un boson scalaire et un fermions tous deux libres, la transformation dépend d'un paramètre infinitésimal continu, c'est en ce sens que je dis que la supersymétrie est continue.

Mais tu n'as pas d'intermédiaire statistique entre boson et fermion, en effet...

Tu peux mettre la main sur un "Supersymmetry and supergravity" de Weiss et Bagger ? Dedans il y a un exemple de transformation SUSY, ça te permettra de voir ce que j'entendais par continu.