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Supersymmetrie

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Supersymmetrie (englische Kurzform SUSY, deutsche Kurzform Susanne) ist ein Konzept der Teilchenphysik, das versucht selbst grundverschiedene Dinge mit den gleichen Kombinationen aus kleinen griechischen Buchstaben zu beschreiben. Der britische Hofnarr Sir Roger Penrose beschreibt in seinem autobiographischen Werk "The Road to Reality: My stay in the psychiatric clinic" die Grundidee der Supersymmetrie mit den Worten "letztenendes ist es doch alles der gleiche Scheiß".

Geschichtlicher Hintergrund

Als Grundlage der Supersymmetrie wird oft der wissenschaftliche Artikel "All possible symmetries of the S-matrix" von Jeffrey Mandula und Sidney Coleman, der durch ein albernes Foto aus seiner Zeit in Harvard internationale Bekanntheit erreichte, genannt. Tatsächlich zeichnet sich der Artikel vor allem dadurch aus, dass die beiden Autoren die Möglichkeit von Supersymmetrie völlig übersahen. Die eigentliche Grundlage für SUSY wurde erst in einem Folgeartikel mit dem reichlich unoriginellen Namen "All possible generators of supersymmetries of the S-matrix" von Rudolf Haag, Jan Łopuszański und Martin Sohnius gelegt. Da sich aber niemand den Namen Łopuszański, geschweige denn seine korrekte Schreibweise, merken kann, werden der Einfachheit halber meistens Mandula und Coleman erwähnt. Letztenendes interessieren die Ursprünge sowieso höchstens die Produzenten von Dokumentationen in den öffentlich-rechtlichen. Und auch die werden sich beim Namen Łopuszański zweimal überlegen, wie genau sie es mit der historischen Korrektheit nehmen wollen.

Susi ist spitze!

SUSY ist insbesondere in der Elementarteilchenphysik extrem beliebt. Dafür gibt es mehrere Gründe:

  • Selbst völlig sinnlose Wortkombinationen werden durch das Hinzufügen des Begriffs Supersymmetrie zu einem Forschungsantrag mit reeller Chance darauf, dass die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG die bereits verplante Kohle auch rausrückt. Schließlich will niemand die fünfwöchige Teilnahme inklusive Anreisekosten (wahlweise Floss oder Kohleschaufeln auf einem Dampfer - bei den Reisekosten kennen die deutschen Universitäten keinen Spaß) und Spesen für Arbeitsbesprechungen (Sauftouren mit den Kollegen aus aller Welt) für die dreitägige Konferenz in Kalifornien aus eigener Tasche bezahlen.
  • SUSY bietet eine elegante Lösung für das Natürlichkeitsproblem, nach dem die Masse des Hicks-Bosons (das Elementarteilchen des Schluckaufs) vor irgendwelchen quantenmechanischen Korrekturen, deren Integration über im Grunde genommen willkürliche Energiebereiche vorgenommen wird, fast -aber nicht exakt- den gleichen Wert haben muss, wie diese komischen Korrekturen selbst. Dank Supersymmetrie bekommen alle diese Korrekturen eine neue Korrektur, die über fast beliebige Energiebereiche einen ähnlichen (im Betrag) aber völlig unterschiedlichen (im Vorzeichen) Wert haben. Damit muss die unrenormierte Masse des Hicks-Bosons nur noch exakt den Wert haben, den sie haben muss. Das Natürlichkeitsproblem ist also sehr elegant gelöst.
  • Die Kurzform SUSY gibt den völlig weltfremden Physikern in einsamen Stunden das Gefühl, dass es wenigstens eine Frau in ihrem Leben gäbe.
  • Experimente zeigen, dass das Konzept der Supersymmetrie, das zusammenführen einander ausschließender Konzepte, prinzipiell funktioniert: Die US-Amerikanische Forschungsanstalt Marvel Comics konnte nachweisen, dass selbst muskelbepackte Männer in albernen Gummianzügen durch eine Supersymmetrietransformation zu einem Helden, einem sogenannten Superhelden, werden können.

Susi ist ein Allerweltsname

Nachteilig an der großen Popularität von Supersymmetrie in Fachkreisen ist, dass man teilweise echte Wissenschaft betreiben muss, um von den Kollegen ernst genommen zu werden. Um dieses Problem zu umgehen haben sich die Wissenschaftler darauf geeinigt, dass SUSY keine exakte Symmetrie sein kann, sondern eine sogenannte "spontan gebrochene" Symmetrie ist. Supersymmetrie funktioniert dann nur noch zu Beginn der Zeit, beim sogenannten Uhr-Knall. Danach funktioniert SUSY eigentlich gar nicht mehr, aber man kann dieses Nichtfunktionieren mit sogenannten Brechparametern quantifizieren. Mit Hilfe dieser Brechparameter kann man sogar neue Dinge voraussagen, die aber nur in völlig abstrusen Szenarien (Kollisionen von Elementarteilchen bei 99,99999% der Lichtgeschwindigkeit) überhaupt irgendeinen Einfluss auf irgendwas haben und daher im Grunde genommen völlig unwichtig sind.

Zu Beginn ihrer Promotion werden angehende Teilchenphysiker mit Interesse an Supersymmetrie am europäischen Kernforschungszentrum CERN in eine streng geheime Kammer (nach dem Hangar des X-33 zweite Tür links, Türcode 1111) geführt, wo sie ihre persönlichen Brechparameter aus einem Lostopf ziehen. Damit sind sie dann die weltweit einzigen und damit unersetzlichen Experten für diese speziellen Brechparameter, die ja theoretisch irgendwann mal an einem mehrere Milliarden Euro teuren Experiment gemessen werden könnten.

Es gibt auch andere

Um der Gefahr zu entgehen, dass tatsächlich mal irgendwelche Brechparameter experimentell gemessen werden (und damit alle mit dem falschen Los arbeitslos sind), wenden sich die Wissenschaftler zunehmend Theorien zu, die überhaupt nicht experimentell überprüft werden können. Die bekanntesten dieser Ansätze sind die Superstringtheorie (Strings) und die Loop-Quantengravitation (LQG).

Superstringtheoretiker machen das gleiche wie die Leute aus der Supersymmetrie, also unwichtige Voraussagen über künstlich erzeugte Prozesse mit Hilfe von willkürlichen Annahmen, die das Formelbild hübscher aussehen lassen. Nur mit noch abstruseren Annahmen und dafür ohne Voraussagen. In der LQG geht es vor allem darum, die Stringer (ja, die heißen wirklich so!) zu kritisieren, dass sie keine Voraussagen machen und dabei möglichst gut davon abzulenken, dass man selbst auch nichts gebacken bekommt.

Beide Ansätze haben allerdings gegenüber der reinen Supersymmetrie den enormen Vorteil, einen praktischen Nutzen zu haben: Man kann tolle Science-Fiction-Romane über die Themen schreiben. Außerdem trägt das Rumgezänke zur allgemeinen Erheiterung in der Wissenschaftlergemeinde bei und Hauptprotagonisten der öffentlichen Schlammschlacht, wie beispielsweise Peter Woit oder Lubos Motl, sind für die Internetkiddies wenigstens bessere Idole als diese drogenschluckenden Rapper.