超ちょう対称たいしょう性せい粒子りゅうし

超ちょう対称たいしょう性せい粒子りゅうし（ちょうたいしょうせいりゅうし、英語えいご: supersymmetric particle、SUSY粒子りゅうし）は、超ちょう対称たいしょう性せいによって予想よそうされる粒子りゅうしの分類ぶんるいである。既存きそんのある粒子りゅうしに対たいし、スピンが1/2ずれるだけで、電荷でんかなどは等とう値ねの素粒子そりゅうし。スピンが1/2ずれるため、既存きそんのフェルミオンに対たいし未知みちのボソン、既存きそんのボソンに対たいし未知みちのフェルミオンが対たいとなる。対たいをなす相方あいかたを超ちょう対称たいしょう性せいパートナー (supersymmetric partner) という。

超ちょう対称たいしょう性せい粒子りゅうしの中なかで最もっとも軽かるいものはLSP (Lightest Supersymmetric Particle) と呼よばれる。英語えいご: R-parityの保存ほぞんを仮定かていすればその粒子りゅうしは崩壊ほうかいしない安定あんてい粒子りゅうしとなるため、LSPが電気でんき的てきに中性ちゅうせいであればダークマターの候補こうほとなる。

現在げんざいの宇宙うちゅうではこのような粒子りゅうしは観測かんそくされていない。少すくなくとも低ていエネルギーでは超ちょう対称たいしょう性せいは破やぶれており、超ちょう対称たいしょう性せいの破やぶれによって粒子りゅうしとその超ちょう対称たいしょうパートナーの質量しつりょうが異ことなっていると考かんがえられている。

実験じっけんでの直接ちょくせつ探索たんさくではLEPやTevatron, 2008年ねんからはCERNの加速器かそくき LHCが行おこなわれているがこれまでのところ兆候ちょうこうは見みつかっていない。^[1]^[2]　CERNが掲載けいさいした最新さいしんの論文ろんぶん(2021)では、「超ちょう対称たいしょう性せい粒子りゅうしが、いかなる条件じょうけんでも全まったく観察かんさつされなかった」ことを改あらためて報告ほうこくした。^[3]

少すくなくとも、13TeVのエネルギーで探索たんさくできる領域りょういきまでにはSUSY粒子りゅうしが存在そんざいしないことが示唆しさされた。仮かりにヒッグス粒子りゅうしの超ちょう対称たいしょうパートナーである「ヒグシーノ」が暗黒あんこく物質ぶっしつである場合ばあい、LHCの探索たんさく実験じっけんの死角しかくに入はいりやすいとされている。^[4]

命名めいめい法ほう

ボソンに対たいするフェルミオンの超ちょう対称たいしょう性せいパートナーは、元もとのボース粒子りゅうしの名なの語尾ごびを-inoとする。-inoは「小ちいさい」という意味いみ。

フェルミオンに対たいするボソンの超ちょう対称たいしょう性せいパートナーは、元もとのフェルミ粒子りゅうしの名なの語頭ごとうにs-をつける。s-はスカラーの略りゃくで、フェルミオンに対たいする超ちょう対称たいしょう性せい粒子りゅうしはスピンが0のスカラー粒子りゅうしであることを表あらわす。略りゃくさず「スカラー」を頭あたまにつけることもある。

主おもな超ちょう対称たいしょう性せい粒子りゅうし

ボシーノ (bosino) ⇔ （通常つうじょうの）ボソン
- ゲージーノ (gaugino) ⇔ ゲージ粒子りゅうし
  - フォティーノ (photino) ⇔ 光子こうし（フォトン）
  - ウィーノ (wino) ⇔ Wボソン
  - ジーノ (zino) ⇔ Zボソン
  - グルイーノ (gluino) ⇔ グルーオン
  - グラヴィティーノ (gravitino) ⇔ 重力じゅうりょく子こ（グラヴィトン）
- ヒグシーノ (higgsino) ⇔ ヒッグス粒子りゅうし
  - 中性ちゅうせいヒグシーノ ⇔ 中性ちゅうせいヒッグス粒子りゅうし
  - 荷電かでんヒグシーノ ⇔ 荷電かでんヒッグス粒子りゅうし
- 混合こんごう状態じょうたい
  - ニュートラリーノ (neutralino) = フォティーノ + ジーノ + 中性ちゅうせいヒグシーノ
  - チャージーノ (chargino) = ウィーノ + 荷電かでんヒグシーノ
- アクシーノ (axino) ⇔ アクシオン
スフェルミオン (sfermion) ⇔ （通常つうじょうの）フェルミオン
- スクォーク (squark) ⇔ クォーク
  - sdown、sup、sstrange、scharm、sbottom、stop
- スレプトン (slepton) ⇔ レプトン
  - セレクトロン (selectron) ⇔ 電子でんし（エレクトロン）
  - スミューオン (smuon) ⇔ ミューオン
  - スタウ (stau) ⇔ タウオン
  - スニュートリノ (sneutrino) ⇔ ニュートリノ
    - e-sneutrino、μみゅー-sneutrino、τたう-sneutrino
- サクシオン (saxion) ⇔ アクシーノ