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SUPERSIMETRIA

Los bosones, partículas con spin entero, y los fermiones, partículas con spin semientero. obedecen a estadísticas diferentes. En términos simples, dos fermiones no pueden estar en el mismo estado (caracterizado por valores determinados de los diferentes números cuánticos), y en cambio, para los bosones no existe tal restricción. Supongamos que existe una transformación, que llamaremos "Supersimetría", que pasa de un fermión a un bosón (y viceversa) con espines adyacentes. Así, a una partícula cualquiera le correspondería otra, que llamaremos su compañera supersimétrica.
A principios de la década de los setenta, esta transformación fue construida por diversos autores (Y.Golfand y E.Likhtman en 1971; P.Volkov y V.Akulov en 1973; J.Wess y B.Zumino en 1973), que propusieron Teorías Cuánticas de Campos que eran invariantes bajo dicha transformación. La Supersimetría se imponía como una simetría global, es decir, la misma transformación actúa en todo punto del espacio-tiempo. Los primeros cálculos en las teorías supersimétricas mostraron que gozaban de una gran virtud: no necesitaban sucesivos ajustes de los parámetros, es decir, resolvían el problema de la "jerarquía de roturas".
Así pues, lo que se hizo fue unir las ideas de Gran Unificación y Supersimetría, originando las teorías llamadas SUSY GUT. Uno de los primeros ejemplos que se construyeron fue el de un modelo invariante gauge bajo SU(5) y además, supersimétrico. Sin embargo, hay que añadir nuevas partículas para que hagan de "compañeras" de los bosones de Higgs, quarks, etc. Así, para el fotón se introducía el fotino, para la W+ el wino, para la Zº el zino, para los gluones los gluinos, para los quarks los squarks y para los leptones los sleptones.
El contenido de partículas ha aumentado en relación al SU(5) no supersimétrico, pero ¿seguirán haciéndose iguales las constantes de acoplamiento a una energía dada?. La respuesta es afirmativa, por lo que seguimos teniendo un modelo unificado y además supersimétrico. Las constantes de acoplamiento coinciden a una energía de 10 16 GeV, es decir, a una energía superior a la del caso no supersimétrico. Este modelo también predice de forma natural la desintegración del protón.
Sin embargo, las compañeras supersimétricas no han sido detectadas hasta ahora. El siguiente paso tendrá que ser, entonces, el de romper la Supersimetría, o sea, el permitir que una partícula y su compañera supersimétrica tengan diferente masa. La rotura, naturalmente, ha de ser realizada de forma tal que no se "estropeen" las virtudes de las Teorías Supersimétricas, como la que conducía a la resolución del problema de las jerarquías. Esta cuestión, unida a la mayor proximidad a 10 19 GeV de la escala de unificación de los modelos supersimétricos, hará que se incluya finalmente la gravitación, como veremos más adelante.
Aunque hasta la fecha las compañeras supersimétricas no han sido detectadas, se espera encontrar señales de ellas en los futuros aceleradores; de no ser así, todo el esquema basado en la Supersimetría estaría en serias dificultades. Se conjetura que las partículas compañeras estables podrían formar parte de la materia "oscura" del Universo.