Süpersimetri öyle bir düşünce ya da varsayımdır ki birincil kuram denklemlerinde fermiyonlar bozonlarla ve bozonlar fermiyonlarla uygun bir şekilde yer değiştirse bile denklemler değişmeyecektir. Standart modelde ve kuantum mekaniğinde bozonların ve fermiyonların davranışlarındaki görünen farklılığa karşın bu böyle olmalıdır. Kuşkusuz yer değiştirme denklemler de meydana gelir gerçek dünyadaki bir fermiyon ya da bozon da değil.
Standart model anlatımında parçacıkların kütlelerini kanıtlamak için fizikçiler bir Higgs Alanı varlığını öne sürdüler. Ayrıca bu alanın çok özel ve esrarengiz bir biçimde etkilendiğini varsaydılar. Higgs fiziği ileri sürdüğü problem için tek bir problem geliştirse de fizikçilerin çoğu için standart modelin kabul edilmesi ve sınanması zor gizemli bir parçaydı. Standart modelin ötesinde ve Higgs Alanıyla da uyumlu yeni bir fizik olmalıydı. Yoksa kendi başına standart model parçacıklarının kütlelerini açıklamak için gerekli Higgs etkileşimlerinin tutarlı yorumu mümkün olmazdı. Böylece 1982 de bazı kuramcılar eğer standart model süpersimetrik olacak şekilde genişletilirse, bunun Higgs Alanı için güzel bir açıklama sağlayacağını düşündüler.
Birçok kuramcıyı süpersimetrinin sadece hoş bir matematik değil fakat onun doğanın bir özelliği olduğuna inandıran işte bu sonuçtu.
Karanlık Madde, Boyutlar ve Diğerleri
Süpersimetrinin çözebileceği bazı gizemlerden bir kaçına değinirsek bunlardan ilki:
-Süpersimetri EHS den oluşan karanlık maddenin varlığını öne sürmektedir. Süpersimetrinin yıldızlardaki maddeden bile oldukça fazla miktarda EHS karanlık maddesinin varlığını ön gördüğü daha 1980lerin başında anlaşılmıştı. Gerçekten de astronomlar evrenin oldukça fazla karanlık maddeye sahip olduğunu gözlemlediler çünkü yıldızların ve gökadaların hareketleri, görülmekte olan maddenin etkileriyle açıklanamıyordu.
-CERN deki LEP çarpıştırıcısı ve Stanford daki SLC çarpıştırıcısı 1980lerde standart modeli sınamak ve temellerini güçlendirecek yeni fiziği araştırmak için kurulmuştur. Kesin ölçümlerden sonra ne yazık ki hiçbir Süpereş üretilemedi.
-Ve eğer süpersimetri bizim doğa tasvirimizin bir bileşeni ise belki de en önemli sonuç Planck ölçeğinde bir pencere temin etmesidir.
Süpersimetriyi düşünmenin 2 yolu olduğu gördük. Kuşku yok ki bunlar birbiriyle tutarlıdır. Ama 3. Bir yol daha vardır. Bazen süpersimetriyi bir uzay zaman simetrisi olarak düşünmek daha verimli olabilir. Fakat süperuzay denen genişletilmiş bir uzay zamanda. Bu yaklaşım daha çok süpersimetri kuramının matematiksel özelliğini ortaya çıkarırken yararlıdır.
Fizikte iki tür simetri vardır. İlki geometrik ya da uzay zaman simetrisidir. Standart model ise bazı iç simetrilere sahiptir. Bu iç simetriler için yukarı kuark ve aşağı kuark gibi parçacıklar yer değiştirdiğinde kuram değişmez. Burada çok önemli bir soru karşımıza çıkmaktadır. Acaba geometrik simetriklerle iç simetrileri birleştiren bir simetri olabilir mi?
Geometrik simetri iç simetri ile karıştırılamaz. Bununla birlikte yeni fermiyonsal boyutlara izin verirsek o zaman bir simetrinin daha var olabileceği ortaya çıkar. Bu ise süpersimetridir. Süpersimetrinin çekici yanı doğanın sahip olabileceği son olası uzay zaman simetrisi olmasıdır; şu ana kadar doğanın bir parçası olduğu bilinmeyen matematiksel açıdan olası tek simetri.
Süper uzay; fermiyon ve bozonların tam simetrik olarak ele alınabileceği bir geometrik yapıdadır. Süper uzayın yeni ilave boyutları bizim boyutlarımız gibi değildir. Büyüklükleri hiç yoktur. Bunlar sicim kuramındaki gibi aşırı küçük boyutlara da benzemezler. Süper uzayın alışılagelmiş bozonsal boyutlarımıza fermiyonsal boyutlar eklediği de düşünülebilir.
Einstein genel göreliği kütle çekimin geometrik kuramıdır. Bu kuramda kütleçekim kuvveti, kütlelerin uzay zamanda meydana getirdiği biçim değişimlerinin bir etkisi olarak algılanmaktadır. Süperuzay formüle edildikten sonra insanlar hemen onun kütleçekimin genelleştirilmiş bir geometrik kuramının yani süper kütle çekiminin temeli olarak kullanmayı düşündüler. Süper kütle çekimi genel göreliği içine alır ve onu genişletir. İlginçtir ki eğer süper kütle çekiminin geometrik yapısı 11 uzay zaman boyutuna genişletilirse anlaşılır ve sade bir şekle gelir. Raslantıya bakın ki tutarlı bir kütle çekim kuramının yazılabildiği en büyük uzay zaman boyutu da tam 11’dir.
Biliyoruz ki doğa iki nedenden ötürü tam süpersimetrik gözlemlenmez. Birincisi dünyada spini dışında bütün özellikleri elektronunkine özdeş olan bir selektron bulunsaydı onu deneylerde çoktan gözlemiş olurduk. İkicisi, ilgili deneyler mümkün değilken bile kütlesi elektronla aynı olan selektronların varlığında dünyanın tamamen daha farklı olmasının gerekliliği.
Eksiksiz olmasa dahi süpersimetri fikri mevcut sistemin davranışlarını anlama çabamızda bize oldukça yardımcı olabilir.
Kaynak: Gordon L. Kane, Supersymmetry(2000)