초대칭(超對稱, Supersymmetry)은 고에너지 물리학에서 입자 물리학과 양자장 이론의 두 가지 주요 이론을 통합하려는 이론적 접근 방식이다. 초대칭 이론은 보존입자(보스온)와 фер미온 사이의 대칭 관계를 제안한다. 즉, 각 보존입자에 대해 대응되는 ферми온이 존재하며, 이 두 종류의 입자는 초대칭 변환을 통해 서로 변환될 수 있다는 것이다. 초대칭이 존재한다면, 우주의 입자들은 현재 알려진 것보다 더 많은 종류의 입자를 포함하게 되며, 이는 표준 모형을 확장하는 중요한 열쇠가 된다.

초대칭의 중요한 응용 중 하나는 암흑 물질에 대한 설명이다. 표준 모형에서는 암흑 물질을 구성하는 입자에 대한 명확한 설명이 부족하지만, 초대칭 이론은 초대칭 입자 중 하나가 암흑 물질 입자로 후보가 될 수 있음을 제안한다. 일반적으로, 암흑 물질 후보로는 WIMP(Weakly Interacting Massive Particles)와 같은 초대칭 입자가 언급된다. 이로 인해 초대칭은 우주의 구성 성분을 이해하는 데 있어 중요한 역할을 할 수 있다.

초대칭 이론은 또한 물리학의 다양한 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 힉스 보존의 질량 문제를 해결하는 데 초대칭이 기여할 수 있다. 표준 모형에서는 힉스 보존의 질량에 대한 자연스러운 예측이 부족하지만, 초대칭을 도입하면 힉스 보존의 질량이 더 안정적으로 계산될 수 있다. 따라서 초대칭 이론은 입자 물리학의 여러 난제를 해결하기 위한 유력한 후보로 평가받고 있다.

마지막으로, 초대칭의 실험적 증거를 검증하려는 시도가 진행 중이다. 여러 입자 가속기 실험, 특히 CERN의 대형 하드론 충돌기(LHC)에서는 초대칭 입자의 존재를 찾아내기 위한 다양한 실험이 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 직접적인 초대칭 입자의 발견은 이루어지지 않았으며, 초대칭 이론의 진정성이 입증되기 위해서는 더 많은 연구와 실험이 필요하다. 초대칭은 현재 입자 물리학 연구의 중요한 주제 중 하나로 남아 있으며, 과학자들은 이에 대한 지속적인 탐구를 이어가고 있다.