Supersymmetri, ofta kallad SUSY i det vetenskapliga samfundet, är en teori inom partikelfysik som försöker redogöra för saknad materia eller mörk materia i universum, och förena gravitationen med de andra tre grundläggande naturkrafterna, som är elektromagnetism och de svaga. och starka kärnkrafter. Konceptet bakom supersymmetri är en aspekt av strängteorin som till viss del kan testas med nuvarande kärnacceleratorteknologi, och säger att alla subatomära partiklar som bär en kraft matchas av subatomära partiklar som har massa. Ett exempel på detta är bosonen, som tros vara en supersymmetrisk kraftbärare för materiepartikeln som kallas fermion.
Även om teorin om supersymmetri löser många grundläggande problem som upptäckts i hur elementarpartiklar beter sig, har det inte funnits några direkta bevis som stöder det från och med 2011. The Large Hadron Collider (LHC), som från och med 2011 är den största partikelacceleratorn som har varit byggd på jorden och består av 17 miles (27 kilometer) tunnel under den fransk-schweiziska gränsen, genomförde ett direkt experiment i augusti 2011 för att upptäcka supersymmetrieffekter och lyckades inte hitta några bevis för att stödja teorin. Detta står i motsats till tidigare lovande indikationer från Tevatron-partikelacceleratorn som tyder på att supersymmetri kan observeras i sönderfallet av subatomära B-mesonpartiklar. Tevatron är en 3.9 mil (6.28 kilometer) accelerator placerad vid Fermilab utanför Chicago, Illinois, i USA.
Konceptet med partnerpartiklar i en storslagen supersymmetriteori har utvecklats inom partikelfysik i 20 år. Forskare ifrågasätter nu grunden för teorin, eftersom stödexperiment vid LHC, som också borde ha tillhandahållit några bevis för att stödja teorin, inte har gjort. Teorin har varit attraktiv för fysiker under en tid, eftersom den möjliggör en grundläggande testning av aspekter av strängteorin som annars ligger långt bortom den mänskliga teknikens möjligheter under överskådlig framtid.
Teorin kan också förklara det stora mysteriet med vad mörk materia är, som uppskattningsvis utgör 25 % av universum, med ytterligare cirka 70 % tillskriven mörk energi. All normal materia och energi som är observerbar av konventionell vetenskap utgör mindre än 5% av universums totala massa och energi. Supersymmetri teori skulle också förklara förekomsten av begreppet Higgs boson. Bosoner är hypotetiska partiklar som har arbetats in i beräkningar för att lösa problem med standardmodellen i partikelfysik, men de är den enda subatomära eller elementära partikeln som inte har observerats i fysikexperiment från och med 2011.
Även om enkla versioner av supersymmetri nu kan uteslutas som troliga, övervägs också andra komplexa tillvägagångssätt för det. Den mest grundläggande av elementarpartiklar, kvarken, skulle också ha en supersymmetrisk partner känd som squark, som skulle matchas individuellt till var och en av de sex kvarksmakerna, som är upp, ner, konstigt, charm, botten och topp. Andra supersymmetriska partners, om de någonsin upptäcks, skulle vara gravitinot matchat till gravitonen, photinot matchat till fotonen, gluinot matchat till gluonen och flera andra. Även välkända subatomära partiklar skulle ha supersymmetripartners, såsom elektronen, som skulle ha en selectron som sin superpartner.