Supersymmetrie, in der wissenschaftlichen Gemeinschaft oft als SUSY bezeichnet, ist eine Theorie in der Teilchenphysik, die versucht, fehlende Materie oder dunkle Materie im Universum zu erklären und die Schwerkraft mit den anderen drei fundamentalen Naturkräften, dem Elektromagnetismus und der Schwachen, zu vereinen und starke Nuklearstreitkräfte. Das Konzept der Supersymmetrie ist ein Aspekt der Stringtheorie, der bis zu einem gewissen Grad mit der aktuellen Kernbeschleunigertechnologie getestet werden kann, und besagt, dass alle subatomaren Teilchen, die eine Kraft tragen, von subatomaren Teilchen mit Masse abgeglichen werden. Ein Beispiel dafür ist das Boson, von dem angenommen wird, dass es ein supersymmetrischer Kraftträger für das Materieteilchen ist, das als Fermion bekannt ist.
Während die Theorie der Supersymmetrie viele grundlegende Probleme löst, die beim Verhalten von Elementarteilchen entdeckt wurden, gab es seit 2011 keine direkten Beweise dafür. Der Large Hadron Collider (LHC), der seit 2011 der größte Teilchenbeschleuniger ist, der es gibt auf der Erde gebaut und besteht aus 17 Kilometern Tunnel unterhalb der französisch-schweizerischen Grenze, führte im August 27 ein direktes Experiment zum Nachweis von Supersymmetrieeffekten durch und fand keine Beweise für die Theorie. Dies steht im Gegensatz zu früheren vielversprechenden Hinweisen des Tevatron-Teilchenbeschleunigers, die darauf hindeuteten, dass beim Zerfall subatomarer B-Meson-Teilchen Supersymmetrie beobachtet werden könnte. Der Tevatron ist ein 2011 Meilen (3.9 Kilometer) langer Beschleuniger, der sich in Fermilab außerhalb von Chicago, Illinois, in den USA befindet.
Das Konzept der Partnerteilchen in einer großen Supersymmetrietheorie entwickelt sich seit 20 Jahren in der Teilchenphysik. Forscher stellen nun die Grundlage der Theorie in Frage, da unterstützende Experimente am LHC, die auch einige Beweise zur Untermauerung der Theorie hätten liefern sollen, nicht getan wurden. Die Theorie ist seit einiger Zeit für Physiker attraktiv, da sie eine grundlegende Überprüfung von Aspekten der Stringtheorie ermöglicht, die ansonsten auf absehbare Zeit weit über die Fähigkeiten der menschlichen Technologie hinausgehen.
Die Theorie könnte auch das große Geheimnis der Dunklen Materie erklären, die schätzungsweise 25% des Universums ausmacht, wobei weitere etwa 70% der Dunklen Energie zugeschrieben werden. Alle normale Materie und Energie, die von der konventionellen Wissenschaft beobachtbar sind, machen weniger als 5% der Gesamtmasse und -energie des Universums aus. Die Supersymmetrietheorie würde auch das Vorhandensein des Konzepts des Higgs-Bosons erklären. Bosonen sind hypothetische Teilchen, die in Berechnungen eingearbeitet wurden, um Probleme mit dem Standardmodell in der Teilchenphysik zu lösen, aber sie sind die einzigen subatomaren oder elementaren Teilchen, die seit 2011 nicht in physikalischen Experimenten beobachtet wurden.
Obwohl einfache Versionen der Supersymmetrie jetzt als wahrscheinlich ausgeschlossen werden können, werden auch andere komplexe Ansätze in Betracht gezogen. Das grundlegendste Elementarteilchen, das Quark, hätte auch einen supersymmetrischen Partner namens Squark, der individuell auf jede der sechs Quark-Aromen abgestimmt wäre, die oben, unten, seltsam, charmant, unten und oben sind. Andere supersymmetrische Partner, falls sie jemals entdeckt werden, wären das Gravitino, das dem Graviton entspricht, das Photino, das dem Photon entspricht, das Gluino, das dem Gluon entspricht, und einige andere. Selbst bekannte subatomare Teilchen hätten Supersymmetriepartner, wie das Elektron, das ein Selectron als Superpartner hätte.