Jenseits des Standardmodells

Die Supersymmetrie ist ein Erklärungsmodell für Materie und Kräfte, das über das Standardmodell hinausführt, bisher aber noch durch kein Experiment bestätigt ist. Es hat sich herausgestellt, dass sich im Rahmen dieser Theorie die sogenannte Dunkle Materie gut erklären liesse. Dunkle Materie ist eine Form von Materie, die bisher nur indirekt in Erscheinung trat, nämlich bei der Vermessung von Geschwindigkeiten von Sternen in Galaxien sowie bei der Betrachtung der kosmischen Hintergrundstrahlung durch Satelliten. Es war übrigens der geniale Schweizer Physiker Fritz Zwicky, der als erster schon 1933 auf Dunkle Materie hinwies.

Die Vertreter der Supersymmetrie vermuten, dass ein supersymmetrisches Teilchen Dunkle Materie erklären könnte. Supersymmetrische Teilchen kann man sich als Spiegelteilchen zu den bekannten Elementarteilchen vorstellen. Zum Elektron gibt es demnach ein Selektron, oder zum Quark ein Squark. Das supersymmetrische Gegenstück zu einem Materieteilchen wäre stets ein Kraftteilchen, und das supersymmetrische Gegenstück zu einem Kraftteilchen stets ein Materieteilchen. Darüber hinaus verlangt Supersymmetrie, dass es fünf verschiedene Higgs-Teilchen geben müsste, drei neutrale und zwei geladene. Alle diese haben zusätzlich auch noch ihre supersymmetrischen Gegenstücke, die sogenannten Higgsinos.

Eine raffinierte Kombination der supersymmetrischen Gegenstücke von Kraftteilchen mit den neutralen Higgsinos hätte gerade die richtigen Eigenschaften, die Forscher von der Dunklen Materie erwarten: Diese wäre stabil, elektrisch neutral, und sie würde mit normaler Materie nur äusserst schwach wechselwirken. Obwohl es sich um eine Kombination handelt, erhält man hierbei tatsächlich nur ein elementares Teilchen, welches die verschiedenen Eigenschaften vereint. Es gibt auch noch weitere Kombinationen aus den supersymmetrischen Gegenstücken von Kraftteilchen mit Higgsinos. Diese sind aber nicht stabil und manche sind auch geladen – und kommen daher als Erklärung für Dunkle Materie nicht in Frage.

Supersymmetrische Teilchen wurden im Experiment bisher nicht nachgewiesen. Diese Tatsache lässt darauf schliessen, dass solche Teilchen – wenn sie denn existieren – grosse Masse haben. Ob die Supersymmetrie tatsächlich einen Teil der Wirklichkeit beschreibt, könnte sich bereits bei der genaueren Untersuchung des Higgs-Teilchens in den kommenden Monaten beim LHC-Experiment in Genf herausstellen.