所有的夸克和膠子都到哪裡去了？
超對稱性是指自然界的基本粒子通過一種深層次的關係聯繫在一起。這一理論預測了世界上最大的對撞機實驗中存在全新的粒子。
可惜，根據最近的一份報告，目前還沒有超對稱的跡象。因此，這一理論看起來有點站不住腳。
神秘的對稱
亞原子宇宙由兩種基本粒子組成，稱為費米子（以恩里科·費米命名）和玻色子（以薩提恩德拉·納斯·玻色命名）。本質上，費米子是構建自然世界的基石：夸克、電子、中微子。如果你放大到你自己的細胞、分子和原子，你會發現一堆費米子在那裡嗡嗡作響，做著它們自己的事情。
相比之下，玻色子是自然界基本力的載體。電磁力由光子（一種玻色子）攜帶。弱核力有三個帶著它的玻色子，八個不同的玻色子合而為一使強核力發生。引力有一個假設的玻色子，叫做引力子，但我們還並不了解那個粒子。
我們也不知道為什麼宇宙會分裂成這兩大陣營。為什麼沒有更多的粒子族？為什麼費米子有這些特性？為什麼玻色子和這些力有關？這兩個世界之間有什麼聯繫嗎？
超強粒子
費米子和玻色子之間可能存在某種聯繫，而這種聯繫的理論名稱就是超對稱性。數學對稱性在現代物理學中起著核心作用。正是通過發現深刻的數學關係，物理學家才能夠理解自然力和其他奇妙的想法，比如能量守恆。
通過尋找對稱性，物理學家可以了解這個世界。
在超對稱中，有一種新的數學關係將費米子和玻色子聯繫起來。事實上，這不僅僅是一種聯繫：超對稱表明，費米子和玻色子實際上是同一枚（超對稱）硬幣的兩個面。在玻色子家族中，每一個費米子都有一個鏡像粒子，每個玻色子在費米子世界上都有一個孿生粒子。
用超對稱的行話來說，這對鏡像般的孿生粒子有一個相當奇特的名字。費米子的每個超對稱夥伴都有一個「S」連在前面，所以夸克的夥伴是一個超夸克，電子的夥伴是一個選擇電子，以此類推。對於玻色子來說，他們的夥伴在末尾連接了「ino」，因此光子與超光子配對，膠子（強力的載體）與膠微子配對。因此，要找到超對稱性的證據，你所要做的就是找到漂浮在周圍的流浪膠子或選擇性電子。
這聽起來簡單，但並不是那麼容易。在一個完美超對稱的世界裡，我們隨處都能看到這些孿生粒子。對於每一個費米子，我們都能找到一個相關聯的玻色子，反之亦然。
但是我們沒有
我們在宇宙中看不到對稱性的原因是它是不對稱的。很久以前，當宇宙溫度更高，密度更大的時候，這種對稱性仍然存在。但隨著宇宙的膨脹，它冷卻並打破了對稱性，將費米子和玻色子分開。對稱性的破壞，導致所有超對稱雙胞胎的質量急劇膨脹，而在粒子物理的世界裡，你的質量越大，你就越不穩定。
而現在，進入超對稱領域重建早期宇宙條件的唯一途徑就在 —— 巨型粒子對撞機中。
ATLAS支撐著世界
大型強子對撞機（LHC），顧名思義，就是一個巨大的粒子對撞機。它能夠將粒子加速到接近光速的速度，然後將它們碰撞在一起，達到可能的最高能量 —— 這是自大爆炸的最初時刻以來宇宙中所沒有的條件。大型強子對撞機被明確設計為，通過在碰撞碎片中尋找超對稱粒子夥伴的證據來尋找超對稱的跡象。
大型強子對撞機的其中一個探測器被稱為「ATLAS」，意思是「環形大型強子對撞機裝置」。由來自世界各地的數百名科學家組成的阿特拉斯合作研究小組，在預印本期刊arXiv上發表了一篇論文，發表了他們在超對稱性研究中的最新發現。
他們的結果是什麼呢？沒什麼，什麼也沒有。一無所獲。
經過多年的搜索和無數次碰撞積累的數據，沒有任何超對稱粒子的跡象。事實上，許多超對稱模型現在已經完全被排除在外，很少有理論觀點仍然有效。
雖然，幾十年來超對稱性一直受到理論家的廣泛支持（他們經常把它描繪成推進我們對宇宙理解的明顯下一步），但自從大型強子對撞機啟動以來，這一理論就一直如履薄冰。但是，儘管有這些最初的可疑結果，理論家們曾希望理論的某種調整模型能在對撞機實驗中產生積極的結果。
雖然，並非所有可能的超對稱性模型都已被排除，但該理論的未來仍令人嚴重懷疑。由於物理學家多年來在超對稱性上投入了如此多的時間和精力，因此沒有太多令人信服的替代方案。
在一個沒有超對稱性的宇宙中，物理學將走向何方？也許只有時間（以及大量的數學知識）才能證明這一點。
如果朋友們喜歡，敬請關注「知新了了」！
