Самая легкая суперсимметричная частица

В физике элементарных частиц, самая легкая суперсимметричная частица (LSP ) - это общее название, данное самой легкой из дополнительных гипотетических частиц, обнаруженных в суперсимметричных моделях. В моделях с сохранением R-четности LSP устойчив; другими словами, он не может распадаться на какую-либо частицу Стандартной модели, поскольку все частицы SM имеют противоположную R-четность. Имеются обширные данные наблюдений о дополнительном компоненте плотности материи во Вселенной, который носит название темная материя. LSP суперсимметричных моделей - кандидат в темную материю и слабо взаимодействующая массивная частица (WIMP).

• 1 Ограничения на LSP из космологии
• 2 LSP в качестве кандидата в темную материю
• 3 См. Также
• 4 Ссылки

LSP вряд ли будет заряженным пьяным, заряженным хиггсино, слептон, снейтрино, глюино, скварк или гравитино, но, скорее всего, это смесь нейтральных хиггсино, бино и нейтральный алкаш, то есть нейтралино. В частности, если бы LSP были заряженными (а их много в нашей галактике), такие частицы были бы захвачены магнитным полем Земли и образовали тяжелые водородоподобные атомы. Однако поиски аномального водорода в природной воде не имели никаких доказательств наличия таких частиц и, таким образом, наложили серьезные ограничения на существование заряженного LSP.

Частицы темной материи должны быть электрически нейтральными; иначе они рассеяли бы свет и, следовательно, не были бы «темными». Они также почти наверняка не должны быть цветными. С этими ограничениями LSP может быть самой легкой нейтралино, гравитино или самой легкой снейтрино.

• темной материей Снейтрино, исключенной в минимальной суперсимметричной Стандартная модель (MSSM) из-за текущих ограничений на сечение взаимодействия частиц темной материи с обычной материей, измеряемое в экспериментах по прямому обнаружению - снейтрино взаимодействует посредством обмена Z-бозоном и может быть обнаружен к настоящему времени, если он составляет темную материю. Расширенные модели с правосторонними или стерильными снейтрино вновь открывают возможность появления снейтрино темной материи за счет уменьшения сечения взаимодействия.
• Темная материя нейтралино является предпочтительной возможностью. В большинстве моделей самым легким нейтралино является в основном бино (суперпартнер гиперзаряда калибровочного бозона поля B) с некоторой примесью нейтрального винно (суперпартнер слабого изоспинового калибровочного бозонного поля W) и / или нейтральная Хиггсино.
• Гравитино темная материя возможна в суперсимметричных моделях, в которых масштаб нарушения суперсимметрии невелик, около 100 ТэВ. В таких моделях гравитино очень легкое, порядка эВ. Как темная материя, гравитино иногда называют супер-вимпом, потому что его сила взаимодействия намного слабее, чем у других суперсимметричных кандидатов в темную материю. По той же причине его прямое тепловое образование в ранней Вселенной слишком неэффективно, чтобы учесть наблюдаемую распространенность темной материи. Скорее, гравитино должно возникать в результате распада самой легкой суперсимметричной частицы (NLSP).

В теориях с дополнительными измерениями есть аналогичные частицы, называемые LKP или Легчайшая Калуца-Клейн Частица. Это стабильные частицы сверхпространственных теорий.

• Суперсимметрия
• Темная материя
• Нейтралино
• Гравитино
• Снейтрино

1. ^Jungman, Gerard ; Камионковски, Марк; Грист, Ким (1996). «Суперсимметричная темная материя». Phys. Отчет 267 (5–6): 195–373. arXiv : hep-ph / 9506380. Bibcode : 1996PhR... 267..195J. doi : 10.1016 / 0370-1573 (95) 00058-5.
2. ^Эллис, Джон Р..; Hagelin, J.S.; Nanopoulos, Dimitri V.; Olive, Keith A.; Средницки, М. (июль 1983 г.). «Суперсимметричные реликвии Большого взрыва». Nucl. Phys. B238 (2): 453–476. Bibcode : 1984NuPhB.238..453E. DOI : 10.1016 / 0550-3213 (84) 90461-9. OSTI 1432463.
3. ^Бирн, Марк; Колда, Кристофер; Риган, Питер (2002). «Границы заряженных, стабильных суперпартнеров от производства космических лучей». Physical Review D. 66 (7): 075007. arXiv : hep-ph / 0202252. Bibcode : 2002PhRvD..66g5007B. CiteSeerX 10.1.1.348.1389. doi : 10.1103 / PhysRevD.66.075007.
4. ^Smith, P.F.; Bennett, J.R.J.; Гомер, G.J.; Lewin, J.D.; Walford, H.E.; Смит, W.A. (ноябрь 1981 г.). «Поиск аномального водорода в обогащенном D2O с помощью времяпролетного спектрометра». Nucl. Phys. B206 (3): 333–348. Bibcode : 1982NuPhB.206..333S. doi : 10.1016 / 0550-3213 (82) 90271-1.
5. ^McGuire, Patrick C.; Стейнхардт, Пол (май 2001 г.). «Взломать окно для сильно взаимодействующих массивных частиц, таких как гало темной материи». Материалы 27-й Международной конференции по космическим лучам. 07-15 августа. 4 : 1566. arXiv : astro-ph / 0105567. Bibcode : 2001ICRC.... 4.1566M.
6. ^Такер-Смит, Дэвид.; Вайнер, Нил (февраль 2004 г.). «Статус неупругой темной материи». Physical Review D. 72 (6): 063509. arXiv : hep-ph / 0402065. Bibcode : 2005PhRvD..72f3509T. doi : 10.1103 / PhysRevD.72.063509.
7. ^Слуга, Джеральдин.; Тейт, Тим М. (Сентябрь 2003 г.). «Является ли легчайшая частица Калуцы – Клейна жизнеспособным кандидатом на темную материю?». Ядерная физика Б. 650 (1–2): 391–419. arXiv : hep-ph / 0206071. Bibcode : 2003NuPhB.650..391S. doi :10.1016/S0550-3213(02)01012-X.

.