Войти
| Статус | Гипотетический |
|---|---|
| Символ | . N͂. 1,. N͂. 2,. N͂. 3,. N͂. 4 |
| Античастица | собственная (истинно нейтральная частица ) |
| Типы | 4 |
| Масса | >300 ГэВ |
| Электрический заряд | 0 |
| Спин | 1/2 |
| Лептон число | 0 |
| Барионное число | 0 |
| R-четность | −1 |
В суперсимметрии нейтралино является гипотетической частицей. В минимальной суперсимметричной стандартной модели (MSSM), популярной модели реализации суперсимметрии при низкой энергии, существует четыре нейтралино, которые являются фермионами и электрически нейтральны, самый легкий из которых устойчив в сохраняющейся R-четности сценарий MSSM. Обычно они обозначаются. N͂. 1(самый легкий),. N͂. 2,. N͂. 3и. N͂. 4(самый тяжелый), хотя иногда 
Эти четыре состояния являются составными частями бино и нейтрального пьяница (нейтральный электрослабый гаугино ) и нейтральный хиггсино. Поскольку нейтралино являются фермионами Майорана, каждый из них идентичен своей античастице. Поскольку эти частицы взаимодействуют только со слабыми векторными бозонами, они не производятся непосредственно на адронных коллайдерах в большом количестве. В первую очередь они появляются как частицы в каскадных распадах более тяжелых частиц (распады, которые происходят в несколько этапов), обычно происходящих от окрашенных суперсимметричных частиц, таких как скварки или глюино.
. В моделях, сохраняющих R-четность, легчайшее нейтралино является стабильным, и все суперсимметричные каскадные распады в конечном итоге распадаются на эту частицу, в результате чего детектор остается невидимым, и о его существовании можно судить только по несбалансированному импульсу в детекторе.
Более тяжелые нейтралино обычно распадаются через нейтральный Z-бозон на более легкий нейтралино или через заряженный W-бозон на легкий заряд:
| . N͂. 2 | → | . N͂. 1 | + | . Z. | → | Недостающая энергия | + | . ℓ. | + | . ℓ. | ||||||
| . N͂. 2 | → | . C . 1 | + | . W. | → | . N͂. 1 | + | . W. | + | . W. | → | Недостающая энергия | + | . ℓ. | + | . ℓ. |
Разделение масс между различными нейтралино будет определять, какие модели распадов разрешены.
До настоящего времени нейтралино никогда не наблюдались и не обнаруживались в экспериментах.
In В моделях суперсимметрии все частицы Стандартной модели имеют частицы-партнеры с одинаковыми квантовыми числами, за исключением квантового числа спина, которое отличается на ⁄ 2 от частицы-партнера. Поскольку суперпартнёры Z-бозона (zino ), фотон (photino ) и нейтральный хиггс (хиггсино ) имеют одинаковые квантовые числа, они могут смешивать для формирования четырех собственных состояний массового оператора, называемого «нейтралино». Во многих моделях самая легкая из четырех нейтралино оказывается самой легкой суперсимметричной частицей (LSP), хотя другие частицы также могут играть эту роль.
Точные свойства каждого нейтралино будут зависеть от деталей смешивания (например, являются ли они более похожими на хиггсино или гауджино), но они, как правило, имеют массу в слабый масштаб (100 ГэВ ~ 1 ТэВ) и взаимодействовать с другими частицами с сильными сторонами, характерными для слабого взаимодействия. Таким образом, за исключением массы, они феноменологически похожи на нейтрино и поэтому не наблюдаются напрямую в детекторах частиц на ускорителях.
В моделях, в которых R-четность сохраняется и самым легким из четырех нейтралино является LSP, самое легкое нейтралино стабильно и в конечном итоге образуется в цепочке распада всех других суперпартнеров. В таких случаях суперсимметричные процессы на ускорителях характеризуются ожиданием большого расхождения в энергии и импульсе между видимыми частицами начального и конечного состояний, причем эта энергия уносится нейтралино, который незамеченным покидает детектор. Это важный признак, позволяющий отличить суперсимметрию от фона Стандартной модели.
Как тяжелая, стабильная частица, легчайшее нейтралино является отличным кандидатом на формирование холодной темной материи Вселенной. Во многих моделях легчайшее нейтралино может образовываться термически в горячей ранней Вселенной и оставлять приблизительно правильное количество реликтов для объяснения наблюдаемой темной материи. Легчайшее нейтралино с энергией примерно 10–10000 ГэВ является ведущим кандидатом в слабовзаимодействующую массивную частицу (WIMP ) темной материи.
Темная материя нейтралино может наблюдаться экспериментально в природе либо косвенно, либо прямо. Для непрямого наблюдения гамма-телескопы и нейтринные телескопы ищут доказательства аннигиляции нейтралино в областях с высокой плотностью темной материи, таких как галактический или солнечный центр. Для прямого наблюдения специальные эксперименты, такие как Криогенный поиск темной материи (CDMS), направлены на обнаружение редких столкновений WIMP в наземных детекторах. Эти эксперименты начали исследовать интересное пространство суперсимметричных параметров, за исключением некоторых моделей темной материи нейтралино, и в стадии разработки находятся усовершенствованные эксперименты с большей чувствительностью.
