超対称性粒子（ちょうたいしょうせいりゅうし、、SUSY粒子） は、超対称性によって予想される粒子の分類である。既存のある粒子に対し、スピンが1/2ずれるだけで、電荷などは等値の素粒子。スピンが1/2ずれるため、既存のフェルミオンに対し未知のボソン、既存のボソンに対し未知のフェルミオンが対となる。対をなす相方を超対称性パートナー (supersymmetric partner) という。
超対称性粒子の中で最も軽いものはLSP (Lightest Supersymmetric Particle) と呼ばれる。Rパリティの保存を仮定すればその粒子は崩壊しない安定粒子となるため、LSPが電気的に中性であればダークマターの候補となる。
現在の宇宙ではこのような粒子は観測されていない。少なくとも低エネルギーでは超対称性は破れており、超対称性の破れによって粒子とその超対称パートナーの質量が異なっていると考えられている。
実験での直接探索ではLEPやTevatron, 2008年からはCERNの加速器LHCが行われているがこれまでのところ兆候は見つかっていない。 CERNが掲載した最新の論文(2021)では、「超対称性粒子が、いかなる条件でも全く観察されなかった」ことを改めて報告した。
少なくとも、13TeVのエネルギーで探索できる領域までにはSUSY粒子が存在しないことが示唆された。仮にヒッグス粒子の超対称パートナーである「ヒグシーノ」が暗黒物質である場合、LHCの探索実験の死角に入りやすいとされている。
命名法 ボソンに対するフェルミオンの超対称性パートナーは、元のボース粒子の名の語尾を-inoとする。-inoは「小さい」という意味。
フェルミオンに対するボソンの超対称性パートナーは、元のフェルミ粒子の名の語頭にs-をつける。s-はスカラーの略で、フェルミオンに対する超対称性粒子はスピンが0のスカラー粒子であることを表す。略さず「スカラー」を頭につけることもある。
主な超対称性粒子 ボシーノ (bosino) ⇔ （通常の）ボソン ゲージーノ (gaugino) ⇔ ゲージ粒子 フォティーノ (photino) ⇔ 光子（フォトン） ウィーノ (wino) ⇔ Wボソン ジーノ (zino) ⇔ Zボソン グルイーノ (gluino) ⇔ グルーオン グラヴィティーノ (gravitino) ⇔ 重力子（グラヴィトン） ヒグシーノ (higgsino) ⇔ ヒッグス粒子 中性ヒグシーノ ⇔ 中性ヒッグス粒子 荷電ヒグシーノ ⇔ 荷電ヒッグス粒子 混合状態 ニュートラリーノ (neutralino) = フォティーノ + ジーノ + 中性ヒグシーノ チャージーノ (chargino) = ウィーノ + 荷電ヒグシーノ アクシーノ (axino) ⇔ アクシオン スフェルミオン (sfermion) ⇔ （通常の）フェルミオン スクォーク (squark) ⇔ クォーク sdown、sup、sstrange、scharm、sbottom、stop スレプトン (slepton) ⇔ レプトン セレクトロン (selectron) ⇔ 電子（エレクトロン） スミューオン (smuon) ⇔ ミューオン スタウ (stau) ⇔ タウオン スニュートリノ (sneutrino) ⇔ ニュートリノ e-sneutrino、μ-sneutrino、τ-sneutrino サクシオン (saxion) ⇔ アクシーノ
脚注