Anzeige

Die große Symmetrie

Ein neuer Partner für jedes Teilchen

In der Mathematik und Physik gelten die Symmetrie und „Schönheit“ einer Theorie oft als wichtiges Indiz für ihre Richtigkeit. Je einfacher und damit „natürlicher“ eine Gleichung ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie zutrifft – so die traditionelle Annahme.

Supersymmetrie
In der Supersymmetrie bekommt jedes Elementarteilchen einen schwereren Partner. © DESY

Hat der Kosmos einen Sinn für Schönheit?

Tatsächlich hat sich diese Vorstellung in der Physik schon häufiger bewährt. So entwickelte der Physiker Murray Gell-Mann im Jahr 1957 eine Theorie für die schwache Kernkraft, die damals allen experimentellen Funden widersprach. Dennoch waren er und seine Kollegen sich ihrer Sache relativ sicher: „Weil die Theorie so schön war, musste sie einfach stimmen“, sagte er. Inzwischen ist die V-A-Theorie zur schwachen Wechselwirkung allgemein anerkannt.

Auch Albert Einstein strebte danach, seine Theorien in möglichst sparsamen, „schönen“ Formeln zu beschreiben. Dies gilt für die berühmte Gleichung E=mc2, aber auch seine Allgemeine Relativitätstheorie. „Sie ist ein Grundpfeiler der Physik und basiert auf Symmetrien, die Raum und Zeit miteinander verknüpfen“, erklärt der theoretische Physiker Georg Weiglein vom Deutschen Elektronensynchrotron DESY.

Ein supersymmetrischer Partner für jedes Teilchen

Um Symmetrien geht es auch in der Theorie, von denen sich viele Physiker einen Ausweg aus den Problemen und Lücken des Standardmodells erhofft haben – der Supersymmetrie. Sie wurde 1973 von den Physikern Julius Wess und Bruno Zumino als mögliche Ableitung von Quantenfeldgleichungen der Relativitätstheorie postuliert und ergänzt das Standardmodell um eine Art gespiegelten „Überbau“. Demnach existiert für jedes bekannte Teilchen ein schwererer Gegenpart mit einem um ½ abweichenden Spin.

Dadurch erhalten die Kraftteilchen mit ihrem normalerweise ganzzahligen Spin jeweils ein Gegenpart mit einem halbzahligen Spin – was ihre Supersymmetriepartner zu Fermionen und damit per Definition Materieteilchen macht. Umgekehrt bekommen alle Materieteilchen einen SUSY-Partner mit ganzzahligen Spin und damit ein Kraftteilchen als Gegenpart.

Anzeige

Konkret hätte beispielsweise das fermionische Elektron einen bosonisches „Selektron“ als Gegenpart – das „S“ kennzeichnet alle SUSY-Partner von Materieteilchen. Das Gluon als Eichboson der starken Kernkraft hätte dagegen ein Gluino als SUSY-Partner – „-ino“ markiert die SUSY-Gegenparts der Kraftteilchen.

Das Elegante daran: Mit der Supersymmetrie bekommt das Universum nicht nur zwölf neue Teilchen, die viele der noch unerklärten Lücken füllen könnten, es vereint auch die Kraft- und Materieteilchen auf höchst symmetrische – „schöne“ – Weise miteinander. „Die Supersymmetrie hat eine so schöne Struktur und in der Physik lassen wir uns von dieser Art Schönheit und ästhetischen Qualität gerne dahin leiten, wo wir die Wahrheit vermuten“, erklärt der US-Physiker Brian Greene.

Doch was ist dran an der Supersymmetrie?

  1. zurück
  2. |
  3. 1
  4. |
  5. 2
  6. |
  7. 3
  8. |
  9. 4
  10. |
  11. 5
  12. |
  13. 6
  14. |
  15. weiter
Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Aus für die Supersymmetrie?
Die vielversprechendste Erweiterung des Standardmodells in der Krise

Rätselhafte Lücken
Wo das Standardmodell versagt

Die große Symmetrie
Ein neuer Partner für jedes Teilchen

Elegante Lösung
Wie die Supersymmetrie das Standardmodell ergänzt

Wo stecken die alle?
Auf der Suche nach den SUSY-Teilchen

Ist die Supersymmetrie tot?
Zwischen Resignation und Hoffnung

Diaschauen zum Thema

News zum Thema

keine News verknüpft

Dossiers zum Thema

Dunkle Energie - Auf der Suche nach der geheimnisvollen Triebkraft des Universums