Η υπερσυμμετρία, που συχνά αναφέρεται ως SUSY στην επιστημονική κοινότητα, είναι μια θεωρία στη σωματιδιακή φυσική που προσπαθεί να εξηγήσει την έλλειψη ύλης ή τη σκοτεινή ύλη στο σύμπαν και να ενοποιήσει τη βαρύτητα με τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, που είναι ο ηλεκτρομαγνητισμός και η αδύναμη και ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις. Η ιδέα πίσω από την υπερσυμμετρία είναι μια πτυχή της θεωρίας χορδών που μπορεί να δοκιμαστεί με την τρέχουσα τεχνολογία πυρηνικών επιταχυντών σε κάποιο βαθμό και δηλώνει ότι όλα τα υποατομικά σωματίδια που φέρουν μια δύναμη αντιστοιχίζονται με υποατομικά σωματίδια που έχουν μάζα. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το μποζόνιο, το οποίο πιστεύεται ότι είναι ένας υπερσυμμετρικός φορέας δύναμης για εκείνον του σωματιδίου της ύλης που είναι γνωστό ως φερμιόνιο.
Ενώ η θεωρία της υπερσυμμετρίας λύνει πολλά θεμελιώδη προβλήματα που ανακαλύφθηκαν στον τρόπο συμπεριφοράς των στοιχειωδών σωματιδίων, δεν υπάρχουν άμεσες αποδείξεις που να την υποστηρίζουν από το 2011. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC), ο οποίος, από το 2011, είναι ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων χτισμένο στη Γη και αποτελείται από 17 μίλια (27 χιλιόμετρα) σήραγγα κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα, διεξήγαγε ένα άμεσο πείραμα τον Αύγουστο του 2011 για να ανιχνεύσει φαινόμενα υπερσυμμετρίας και απέτυχε να βρει κανένα στοιχείο που να υποστηρίζει τη θεωρία. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με προηγούμενες ελπιδοφόρες ενδείξεις από τον επιταχυντή σωματιδίων Tevatron ότι η προτεινόμενη υπερσυμμετρία μπορεί να παρατηρηθεί στη διάσπαση των υποατομικών σωματιδίων Β-μεσονίου. Το Tevatron είναι ένας επιταχυντής μήκους 3.9 μιλίων (6.28 χιλιομέτρων) που βρίσκεται στο Fermilab έξω από το Σικάγο του Ιλινόις, στις ΗΠΑ.
Η έννοια των σωματιδίων εταίρων σε μια μεγάλη θεωρία υπερσυμμετρίας εξελίσσεται στη σωματιδιακή φυσική εδώ και 20 χρόνια. Οι ερευνητές αμφισβητούν τώρα το θεμέλιο της θεωρίας, καθώς τα υποστηρικτικά πειράματα στο LHC, τα οποία θα έπρεπε επίσης να έχουν παράσχει κάποια στοιχεία για να υποστηρίξουν τη θεωρία, δεν έχουν κάνει. Η θεωρία ήταν ελκυστική για τους φυσικούς εδώ και αρκετό καιρό, καθώς επιτρέπει μια βασική δοκιμή πτυχών της θεωρίας χορδών που κατά τα άλλα είναι πολύ πέρα από τις δυνατότητες της ανθρώπινης τεχνολογίας για το άμεσο μέλλον.
Η θεωρία θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει το μεγάλο μυστήριο του τι είναι η σκοτεινή ύλη, η οποία υπολογίζεται ότι αποτελεί το 25% του σύμπαντος, ενώ ένα άλλο περίπου 70% αποδίδεται στη σκοτεινή ενέργεια. Όλη η κανονική ύλη και ενέργεια που είναι παρατηρήσιμα από τη συμβατική επιστήμη αποτελούν λιγότερο από το 5% της συνολικής μάζας και ενέργειας του σύμπαντος. Η θεωρία της υπερσυμμετρίας θα εξηγούσε επίσης την παρουσία της έννοιας του μποζονίου Higgs. Τα μποζόνια είναι υποθετικά σωματίδια που έχουν επεξεργαστεί σε υπολογισμούς για την επίλυση προβλημάτων με το Καθιερωμένο Μοντέλο στη σωματιδιακή φυσική, αλλά είναι το μόνο υποατομικό ή στοιχειώδες σωματίδιο που δεν έχει παρατηρηθεί σε πειράματα φυσικής από το 2011.
Αν και απλές εκδοχές της υπερσυμμετρίας μπορεί τώρα να αποκλειστούν ως πιθανές, εξετάζονται επίσης και άλλες σύνθετες προσεγγίσεις σε αυτήν. Το πιο θεμελιώδες από τα στοιχειώδη σωματίδια, το κουάρκ, θα είχε επίσης έναν υπερσυμμετρικό εταίρο γνωστό ως squark, ο οποίος θα ταίριαζε ξεχωριστά με καθεμία από τις έξι γεύσεις κουάρκ, που είναι πάνω, κάτω, παράξενο, γοητεία, κάτω και πάνω. Άλλοι υπερσυμμετρικοί εταίροι, εάν ποτέ ανακαλυφθούν, θα ήταν το γκραβιτίνο που ταιριάζει με το γκραβιτόνιο, το φωτίνο που ταιριάζει με το φωτόνιο, το γλουίνο που ταιριάζει με το γλουόνιο και πολλά άλλα. Ακόμη και πολύ γνωστά υποατομικά σωματίδια θα είχαν εταίρους υπερσυμμετρίας, όπως το ηλεκτρόνιο, το οποίο θα είχε ως υπερσύντροφο ένα επίλεκτρο.