Najlżejsza cząstka supersymetryczna

W fizyce cząstek elementarnych najlżejsza supersymetryczna cząstka ( LSP ) to ogólna nazwa nadana najlżejszej z dodatkowych hipotetycznych cząstek występujących w modelach supersymetrycznych . W modelach z parzystości R LSP jest stabilny; innymi słowy, nie może rozpaść się na żadną Modelu Standardowego , ponieważ wszystkie cząstki SM mają przeciwną parzystość R. Istnieją obszerne dowody obserwacyjne na istnienie dodatkowego składnika gęstości materii we wszechświecie, który nosi nazwę ciemnej materii . LSP modeli supersymetrycznych jest kandydatem na ciemną materię i jest słabo oddziałującą masywną cząstką (WIMP).

Ograniczenia LSP wynikające z kosmologii

Jest mało prawdopodobne, aby LSP był naładowanym wino , naładowanym higgsino , sleeponem , sneutrino , gluino , squark lub gravitino , ale najprawdopodobniej jest mieszanką neutralnych higgsino, bino i neutralnych win , tj. neutralino . W szczególności, gdyby LSP były naładowane (i jest ich dużo w naszej galaktyce), takie cząstki zostałyby przechwycone przez pole magnetyczne Ziemi i utworzyłyby ciężkie atomy podobne do wodoru. Poszukiwania anomalnego wodoru w naturalnej wodzie nie wykazały jednak istnienia takich cząstek, co nałożyło poważne ograniczenia na istnienie naładowanego LSP.

LSP jako kandydat na ciemną materię

Cząsteczki ciemnej materii muszą być elektrycznie obojętne; w przeciwnym razie rozpraszałyby światło, a zatem nie byłyby „ciemne”. Prawie na pewno muszą być też niebarwione . Przy tych ograniczeniach LSP może być najlżejszym neutralino , gravitino lub najlżejszym sneutrino .

  • Ciemna materia sneutrina jest wykluczona w minimalnym supersymetrycznym modelu standardowym (MSSM) ze względu na obecne ograniczenia przekroju poprzecznego interakcji cząstek ciemnej materii ze zwykłą materią, mierzone w eksperymentach z bezpośrednią detekcją - sneutrino oddziałuje poprzez wymianę bozonu Z i byłby wykryte do tej pory, jeśli tworzy ciemną materię. Rozszerzone modele z prawoskrętnymi lub sterylnymi sneutrinami ponownie otwierają możliwość ciemnej materii sneutrin poprzez obniżenie przekroju interakcji.
  • 0 Preferowaną możliwością jest neutralna ciemna materia . W większości modeli najlżejsze neutralino to głównie bino (superpartner pola B bozonu cechującego hiperładowanie ), z pewną domieszką neutralnego wina (superpartnera pola bozonowego W słabego izospinowego cechowania ) i/lub neutralnego Higgsino .
  • Ciemna materia grawitacyjna jest możliwa w modelach supersymetrycznych, w których skala łamania supersymetrii jest niska, około 100 TeV . W takich modelach gravitino jest bardzo lekkie, rzędu eV . Jako ciemna materia, grawitino jest czasami nazywane super-WIMP, ponieważ jego siła interakcji jest znacznie słabsza niż w przypadku innych supersymetrycznych kandydatów na ciemną materię. Z tego samego powodu jej bezpośrednia produkcja termiczna we wczesnym Wszechświecie jest zbyt nieefektywna, aby wyjaśnić obserwowaną obfitość ciemnej materii. Grawitino musiałoby raczej powstać w wyniku rozpadu następnej najlżejszej cząstki supersymetrycznej (NLSP).

W teoriach pozawymiarowych istnieją analogiczne cząstki zwane LKP s lub Lightest Kaluza-Klein Particle . Są to stabilne cząstki teorii pozawymiarowych.

Zobacz też

  1. Bibliografia   _ Kamionkowski, Marc; Griest, Kim (1996). „Supersymetryczna ciemna materia”. fizyka przedstawiciel _ 267 (5–6): 195–373. arXiv : hep-ph/9506380 . Bibcode : 1996PhR...267..195J . doi : 10.1016/0370-1573(95)00058-5 . S2CID 119067698 .
  2. ^   Ellis, John R.; Hagelin, JS; Nanopoulos, Dimitri V.; Oliwka, Keith A.; Średninicki, M. (lipiec 1983). „Supersymetryczne relikty Wielkiego Wybuchu” . jądrowy fizyka . B238 (2): 453–476. Bibcode : 1984NuPhB.238..453E . doi : 10.1016/0550-3213(84)90461-9 . OSTI 1432463 .
  3. Bibliografia    _ Kolda, Krzysztof; Regan, Piotr (2002). „Granice naładowanych, stabilnych superpartnerów z produkcji promieni kosmicznych”. Przegląd fizyczny D. 66 (7): 075007. arXiv : hep-ph/0202252 . Bibcode : 2002PhRvD..66g5007B . CiteSeerX 10.1.1.348.1389 . doi : 10.1103/PhysRevD.66.075007 . S2CID 17073892 .
  4. Bibliografia _ Bennett, JRJ; Homer, GJ; Lewin, JD; Walford, ON; Smith, Waszyngton (listopad 1981). „Poszukiwanie anomalnego wodoru we wzbogaconym D2O za pomocą spektrometru czasu przelotu”. jądrowy fizyka . B206 (3): 333–348. Bibcode : 1982NuPhB.206..333S . doi : 10.1016/0550-3213(82)90271-1 .
  5. ^ McGuire, Patrick C.; Steinhardt, Paul (maj 2001). „Pęknięcie otwiera okno dla silnie oddziałujących masywnych cząstek, takich jak ciemna materia halo” . Materiały z 27. Międzynarodowej Konferencji Promieni Kosmicznych. 07-15 sierpnia . 4 : 1566. arXiv : astro-ph/0105567 . Bibcode : 2001ICRC....4.1566M .
  6. ^   Tucker-Smith, David .; Weiner, Neal (luty 2004). „Stan nieelastycznej ciemnej materii”. Przegląd fizyczny D. 72 (6): 063509. arXiv : hep-ph/0402065 . Bibcode : 2005PhRvD..72f3509T . doi : 10.1103/PhysRevD.72.063509 . S2CID 115846489 .
  7. ^   Sługa, Geraldine .; Tait, Tim MP (wrzesień 2003). „Czy najlżejsza cząstka Kaluzy-Kleina jest realnym kandydatem na ciemną materię?”. Fizyka Jądrowa B. 650 (1–2): 391–419. arXiv : hep-ph/0206071 . Bibcode : 2003NuPhB.650..391S . doi : 10.1016/S0550-3213(02)01012-X . S2CID 16222693 .


Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lightest_supersymmetric_particle&oldid=1132618687 ”