SUSY: La teoría de la supersimetría

Supersimetría (o como la conocen los físicos por sus siglas en inglés, SUSY) es una de las teorías más populares que postulan la existencia de física más allá del Modelo Estándar de Física de Partículas (teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones). El Modelo Estándar se construye a partir de simetrías muy fundamentales que dan lugar a leyes de conservación: SUSY incluye todas las simetrías que ya contiene el Modelo Estándar y añade otra más que involucra a un número cuántico llamado espín (en inglés spin, 'giro'), una propiedad de las partículas elementales que hace referencia a su momento angular intrínseco.

Este número cuántico divide a todas las partículas conocidas en dos tipos: fermiones (con espín semientero) y bosones (con spin entero). Los fermiones en el Modelo Estándar son los quarks y los leptones (como por ejemplo el electrón), mientras que los bosones son los mediadores de las interacciones (como por ejemplo el fotón). 

Lo que postula SUSY es que a cada partícula del Modelo Estándar le corresponde un compañero supersimétrico que tiene el espín contrario. Es decir, por cada fermión, SUSY añade un bosón y por cada bosón añade un fermión. Por tanto, el número de partículas predicho por SUSY es el doble que en el Modelo Estándar.

Si esta teoría es cierta, el LHC (gran colisionador de hadrones) debería ser capaz de producir estos compañeros supersimétricos en sus colisiones, puesto que sus masas deben estar en el rango de energías en el que LHC trabaja (14 TeV cuando alcance su máxima energía, a partir de 2015). Los dos experimentos más grandes del LHC (ATLAS y CMS), denominados 'de carácter general', tienen un programa muy extenso de búsqueda de supersimetría diseñado para, en caso de que SUSY sea correcta, detectar su señal.

En cuanto a la relación entre SUSY y la materia oscura, en la mayoría de modelos de supersimetría (es una teoría de la que existen muchas variantes, cada una de las cuales predice fenomenologías diferentes), la partícula supersimétrica más ligera (en inglés LSP: lightest supersymmetric particle) es necesariamente neutra y estable. Esto significa que nuestro Universo estaría lleno de estas partículas masivas, neutras y estables, que por tanto serían buenas candidatas a formar la materia oscura.

Si se llega a verificar la existencia de SUSY y se consigue medir la masa de la LSP seremos capaces de decir mucho más sobre si con SUSY es suficiente para explicar la materia oscura o si se necesita algo más.