Darüber hinaus gibt es noch ein „Super­symmetrisches (SUSY)” Standard­modell. Bei der Super­symmetrie stellt man sich eine 1 : 1 Symmetrie zwischen den Fermionen und den Bosonen vor. Das heißt, zu jedem uns bekannten Fermion, sprich Lepton und Quark, gibt es ein noch zu entdeckendes Boson mit Spin 0, aber mit grundsätzlich gleicher Masse.

Abb. 1: Supersymmetrie

Da man diese Teilchen aber bisher nicht entdeckt hat, geht man davon aus, dass die Massen nicht entspre­chend gleich sind, und daher die Symmetrie gebrochen sein muss. Zu jedem masse­losen Spin ½ Grund­zustand gibt es dann einen super­symmetrischen Spin 2 Zustand, was dann dem Graviton entspräche. So wäre die Gravitation auto­matisch Bestand­teil der String-Theorie, die man sich wiederum als Super­string­theorie vorstellt, und einfließen würde in die allum­fassende Quanten-Gravitation-Theorie bzw. die Theorie of Everything (TOE).

Doch wozu benötigt man die eigentlich „Super­symmetrie”? Damit lässt sich etwas Wichtiges erklären. Denn die im vorherigen Kapitel ange­sprochene abschir­mende virtuelle Wechsel­wirkung müsste nach bisherigen Berechnungen so stark sein, dass unser ganzes Universum gar nicht existieren könnte. Sie müsste um 10¹²⁰ Größen­ordnungen stärker ausfallen, als das, was wir gegen­wärtig beobachten. Mit anderen Worten, es gibt vermutlich gar nicht so viele virtuelle Teilchen, wie man dies mit dem reinen Standard­modell zu erklären versucht.

Wie lässt sich also eine derart große Abweichung erklären? Nun, das erreicht man mit der Super­symmetrie. Wenn nämlich die virtu­ellen Teilchen nicht nur die Standard­teilchen beinhalten, sondern auch die SUSY-Teilchen, dann löscht sich das virtuelle Feld aus, und es bleibt nur noch eine ganz schwache abschir­mende virtuelle Kraft erhalten. Dass wir aber diese SUSY-Teilchen nicht sehen liegt daran, dass deren Massen extrem hoch sein müssen.

Als Linear­kombination der SUSY-Teilchen wird ein anderes Teilchen voraus­gesetzt, welches man Neutralino nennt. Weil SUSY-Teilchen in ihre leichteste Variante zerfallen können, vermutet man darin einen Beweis für die Dunkle Materie. Das wäre dann dieses Neutralino. Ein solches Neutralino wäre seiner­seits der Super­partner von „Zino”, „Wino” und „Higgsino”, also des Z- und W-Bosons sowie des Higgs-Teilchens. Deswegen beinhaltet auch die Namens­gebung der super­symmetrischen Teilchen entweder das „S” für Super­symmetrie oder die Endung „ino” für Neutralino.

Und damit gehören die SUSY-Teilchen wie die Neutralinos zu den schwach wechsel­wirkenden Teilchen und sind deshalb noch nicht nach­weisbar. In dieser Gegen­welt werden aus den Bosonen jetzt „Fermionen”. Und wenn man die Teilchen entspre­chend konfiguriert, erhält man ein Neutralino, das keine Ladung hat und zudem die kleinste Masse besitzt. Kleinste Masse heißt auto­matisch, es muss stabil sein.

Im Umkehr­schluss müsste es da draußen ein Teilchen geben, also ein extrem großes Neutralino, mit extrem großer Masse, welches aber keine Ladung besitzt und damit auch keine Elektro­magnetische Wechsel­wirkung hat. Es wirkt nur noch gravitativ, und hat nur eine schwache Wechsel­wirkung. Und dieses Neutralino wird derzeit als „Dunkle Masse” definiert.

Grafik der SUSY-Teilchen (wird später eingefügt)

Grafik der SUSY durch X-Boson (wird später eingefügt)

Diese Super­symmetrie würde aller­dings bedeuten, dass die Symmetrie selbst ein Feld beinhaltet und damit ein weiteres Teilchen, welches als X-Boson bezeichnet wird. Und dieses X-Boson würde aufgrund seiner Wechsel­wirkung z.B. bei einem Proton aus einem Down-Quark ein Elektron(+) also ein Positron machen. Das ist nach dem jetzigen Verständnis aller­dings nicht mög­lich. Denn Quarks sind Quarks und Elektronen sind Leptonen. Die Theorie der Super­symmetrie sagt aller­dings voraus, dass die Teilchen zwischen Quarks und Leptonen wechseln können, und zwar über dieses „X-Boson”.

Das wiederum würde bedeuten, dass aus einem Proton ein Pion wird. Und da ein Pion gemäß der String­theorie sein eigenes Anti­quark beinhaltet, zerfällt dieses inner­halb von 10^-19s. Das bedeutet letzt­lich, dass Protonen zerfallen. Aller­dings sind diese X-Bosonen sehr schwer, und damit ist die Wechsel­wirkung extrem schwach. Insofern ist der Zerfall seiner­seits extrem langsam, genau gesagt 10³² Jahre. Unser Universum besteht aber nach aktuellen Schät­zungen erst 10⁹ Jahre. Und damit ließe sich erklären, warum sich die Materie nicht plötz­lich in Nichts auflöst.

Es gibt einige Forschungs­einrichtungen, die nichts anderes tun, als diesen Zerfall­sprozess in Form eines Positrons zu messen. Auch ein Pion hat einen Zerfalls­kanal in zwei Gamma-Teilchen. Und würde man diese Teilchen detektieren, wäre das der Beweis für die Super­symmetrie.

Auch hier lässt sich zusammen­fassend sagen, dass die Super­symmetrie eine hypothe­tische Symmetrie der Teilchen­physik ist, die Bosonen (Teilchen mit ganz­zahligem Spin) und Fermionen (Teilchen mit halb­zahligem Spin) ineinander umwandelt. Die meisten „Großen Vereinheit­lichten Theorien” und „Super­string­theorien” sind super­symmetrisch. Aller­dings konnte bis heute kein experimen­teller Nachweis erbracht werden, dass Super­symmetrie tatsäch­lich in der Natur existiert.

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