Superspin

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Leggendo un libro intitolato Oltre la fisica di Star Trek scritto da Corrado Malanga del Gruppo StarGate e Alfredo Magenta del Comitato Scientifico del CIFAS, sono venuto a conoscenza della teoria del Superspin. Vorrei sapere se è una teoria credibile e, magari, avere qualche spiegazione in più.
Alessio Bucci
26 febbraio 2006
Il concetto di Superspin fa effettivamente la sua apparizione nella teorie supersimmetriche delle particelle elementari.

Ricordo che lo spin di una particella è una proprietà intrinseca della stessa, che possiamo approssimativamente figurarci come la caratteristica della particella di ruotare su se stessa a mo' di trottola. Nella teoria quantistica gli spin non assumono qualsiasi valore, ma solo valori discreti (quantizzati). Gli spin interi caratterizzano tutti i bosoni (fotoni, gluoni e gravitoni), gli spin seminteri i fermioni (elettroni, quark, neutrini, ecc.). Matematicamente lo spin è il valore (autovalore) assunto da una grandezza (operatore) che porta lo stesso nome, e che è caratterizzato dalla sua invarianza per rotazioni spaziali.

Le teorie supersimmetriche sono caratterizzate dalla simmetria tra bosoni e fermioni. Esistono versioni supersimmetriche di tutte le teorie importanti, per esempio del modello standard delle particelle elementari. Queste teorie sono caratterizzate dalla invarianza rispetto a trasformazioni che mescolano i gradi di libertà bosonici e quelli fermionici (trasformazioni supersimmetriche). Esse postulano l'esistenza di particelle (le cosiddette partner supersimmetriche) non ancora rivelate sperimentalmente, ma che potrebbero esserlo nei prossimi anni. Le teorie supersimmetriche, oltre a postulare nuove particelle, generalizzano molti dei concetti delle teorie non supersimmetriche. Uno di questi è lo spin. Esiste una generalizzazione supersimmetrica dello spin che si chiama appunto superspin, e che è caratterizzato dalla sua invarianza rispetto a super-rotazioni. Così come lo spin classifica le particelle (spin intero, semintero o nullo), il superspin serve a classificare i cosiddetti supermultipletti, cioè i gruppi di particelle composti di bosoni e fermioni che si traformano di concerto rispetto a trasformazioni supersimmetriche.

Non si può dire al momento attuale se il concetto di superspin avrà in futuro un ruolo importante nella teoria delle particelle elementari. Tutto dipenderà da cosa ci diranno gli esperimenti di alte energie dei prossimi anni.

Loriano Bonora Settore di Teoria delle Particelle Elementari, SISSA, Trieste

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