Supergravitation

Supergravitation,

 

hypothetische Erweiterungen der Gravitation zu supersymmetrischen Theorien, die neben dem masselosen Graviton mit dem Spin s = 2 noch (mindestens) ein masseloses Gravitino mit dem Spin s =³/₂ enthält und sich als Eichfeldtheorie einer geeigneten Supersymmetrie auffassen lässt (so genannte minimale Supergravitation). Die erweiterte Supergravitation enthält weitere masselose Teilchen und entspricht der Einführung zusätzlicher innerer Symmetrien der Elementarteilchen mit den Symmetriegruppen SU(N) (unitäre Symmetrie) oder SO(N). Die Quantentheorien der Supergravitation zeigen gegenüber der Quantentheorie der einfachen Gravitation, die für physikalische Größen unvermeidlich auf unendliche Ausdrücke (Divergenzen) führt, ein verbessertes Renormierungsverhalten, weil sich Divergenzen für die Bosonen (Teilchen mit ganzzahligem Spin) und die Fermionen (Teilchen mit halbzahligem Spin) gegenseitig kompensieren können. Theorien der Supergravitation können auch in höherdimensionalen Räumen formuliert werden; die minimale Supergravitation in d = 11 Dimensionen führt bei Reduktion auf d = 4 Dimensionen zu einer erweiterten Supergravitation mit der inneren Symmetriegruppe SU(8). Die der Supergravitation zugrunde liegende Supersymmetrie ist in der Natur gebrochen, d. h., die meisten der in dieser Theorie vorkommenden Teilchen sind nicht masselos, sondern haben eine Masse (vermutlich) von der Größenordnung um 10¹¹ GeV/c². Bestimmte Theorien der Supergravitation ergeben sich u. a. aus den Superstringtheorien, die nicht punktartig lokalisierte »Teilchen«, sondern »fadenartig« ausgedehnte Objekte als elementar ansehen (Stringtheorie).