La supersymétrie (abrégé en SuSy) est une symétrie supposée de la physique des particules qui postule une relation profonde entre les particules de spin demi-entier (les fermions) qui constituent la matière et les particules de spin entier (les bosons) véhiculant les interactions. Dans le cadre de la SuSy, chaque fermion est associé à un « superpartenaire » de spin entier, alors que chaque boson est associé à un « superpartenaire» de spin demi-entier.
L’un des grands intérêts de la supersymétrie, au niveau phénoménologique, vient de la stabilisation du boson de Higgs, et donc la hiérarchie des masses des particules élémentaires.
Les corrections radiatives dans le modèle standard sont considérées comme bien maitrisées pour les fermions et pour les bosons de jauge. Pour les fermions, les corrections sont logarithmiques et surtout proportionnelles à la masse de la particule, ce qui assure l’ordre de grandeur. Pour une particule de masse nulle, elles sont nulles, et on retombe sur un modèle avec une symétrie supplémentaire qui protège les fermions : la symétrie chirale. Pour les bosons de jauge, l’invariance de jauge assure le même genre de « protection » aux masses. On constate que pour les deux cas, une « symétrie » empêche les corrections d’atteindre des échelles trop importantes, puisqu’elles doivent être proportionnelles au « degré de brisure » de la symétrie.
Or il existe dans le modèle standard un autre type de particule, le boson de Higgs, qui est introduit afin d’expliquer pourquoi certains bosons acquièrent des masses et brisent ainsi la symétrie de l’interaction.
Il s’avère que la masse du Higgs est dangereusement divergente, puisqu’elle dépend quadratiquement de l’échelle d’énergie.
Mais le vrai souci vient du fait que le modèle standard n’est considéré par la majorité des physiciens que comme un modèle à basse énergie qui doit, à partir d’une certaine échelle, donner la main à un autre modèle qui inclut plus de phénomènes. Ceci implique que les divergences ne peuvent pas être simplement absorbées dans la procédure de renormalisation, puisqu’on se retrouve très rapidement dans des régimes énergétiques qui ne sont pas censés être décrits par le modèle standard (à cause de la dépendance en carré), alors qu’on se place justement à des énergies correspondant au modèle standard.
La supersymétrie est une des solutions proposées pour atténuer l’effet de ces corrections, en introduisant une symétrie entre bosons et fermions.
