A legkönnyebb szuperszimmetrikus részecske

A legkönnyebb szuperszimmetrikus részecske ( LSP ) a részecskefizikában  a szuperszimmetrikus modellekben található további hipotetikus részecskék legkönnyebb elnevezése. Az R-paritás megőrzési modellekben az LSP stabil. Kiterjedt megfigyelés folyik az univerzumban az anyag egy további összetevőjéről, az úgynevezett sötét anyagról . A szuperszimmetrikus modellek LSP-je a Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) [2] .

Kozmológiai korlátozások az LSP-vel kapcsolatban

Az LSP valószínűleg nem higgsino [ , sleepton , sneutrino , gluino , squark vagy gravitino töltetű bor , de nagy valószínűséggel semleges higgsino , bino és semleges bor [3] , azaz neutralino keveréke . Különösen, ha az LSP-k töltettek lennének (és bőségesek lennének galaxisunkban), az ilyen részecskéket befogná a Föld mágneses tere, és nehéz hidrogénszerű atomokat alkotnának [4] . A természetes vízben anomáliás hidrogén keresése [5] azonban nem mutatott bizonyítékot ilyen részecskékre, és így akadályozta a töltött LSP létezését.

A legkönnyebb szuperszimmetrikus részecske a sötét anyag jelöltjeként

A sötét anyag részecskéinek elektromosan semlegesnek kell lenniük; különben szórnák a fényt, és így nem lennének "sötétek". Szintén szinte színtelennek kell lenniük [6] . Ezekkel a korlátozásokkal az LSP lehet a legkönnyebb neutralino , gravitino vagy legkönnyebb szneutrínó .

• A szneutrínó sötét anyaga ki van zárva a minimális szuperszimmetrikus standard modellből (MSSM) a sötét anyag részecskéinek a közönséges anyaggal való kölcsönhatásának jelenlegi keresztmetszeti határai miatt, amelyeket közvetlen detektálási kísérletekkel mértek – a szneutrínó Z- bozoncserén keresztül lép kölcsönhatásba, és mostanra kimutatható lesz. ha sötét anyagot alkot. A kibővített modellek jobb vagy steril insiderino-val újra megnyitják az insiderino sötét anyagának lehetőségét, csökkentve az interakciós keresztmetszetet [7] .

• A semleges sötét anyag  egy lehetőség. A legtöbb modellben a legkönnyebb neutralino többnyire bino ( a B hipertöltött bozonikus mező szuperpartnere ), némi semleges vino ( a W 0 bozonikus mező gyenge izospin szuperpartnere ) és/vagy semleges higgsino keverékével.

• A gravitin-féle sötét anyag lehetséges szuperszimmetrikus modellekben, ahol a szuperszimmetria-törés mértéke alacsony, 100 TeV körül . Az ilyen modellekben a gravitino nagyon könnyű, 1 eV nagyságrendű . A sötét anyaghoz hasonlóan a gravitinót néha szuper-WIMP-nek is nevezik, mivel kölcsönhatási ereje sokkal gyengébb, mint a többi szuperszimmetrikus sötét anyag jelölt. Ugyanezen okból a közvetlen hőtermelés a korai Univerzumban túlságosan nem hatékony ahhoz, hogy megmagyarázza a sötét anyag megfigyelt tartalmát. Valószínűleg a gravitinót a legkönnyebb szuperszimmetrikus részecske ( NLSP ) következő generációjának bomlása okozta.

Vannak analóg részecskék az extradimenziós elméletekben, amelyeket LKP-nak vagy a legkönnyebb Kaluza-Klein részecskéknek neveznek. Ezek a szuperdimenziós elmélet stabil részecskéi [8] .

Jegyzetek

1. ↑ "Fizikai minimum" a XXI. század elején Vitalij Lazarevics Ginzburg akadémikus Mikrofizika Archiválva : 2016. november 9..
2. ↑ Jungman, Gerard; Kamionkowski, Marc; Legrosszabb, Kim. Szuperszimmetrikus sötét anyag  (angol)  // Phys. Ismétlés. : folyóirat. — Vol. 267. sz . 5-6 . - P. 195-373 . - doi : 10.1016/0370-1573(95)00058-5 . - . - arXiv : hep-ph/9506380 .
3. ↑ Ellis, John R.; Hagelin, J. S.; Nanopulosz, Dimitri V.; Olive, Keith A.; Srednicki, M. Szuperszimmetrikus relikviák az ősrobbanásból   // Nucl . Phys.  : folyóirat. - 1983. - július ( B238 köt . , 2. sz.). - P. 453-476 . - doi : 10.1016/0550-3213(84)90461-9 . - .
4. ↑ Byrne, Mark; Kolda, Christopher; Regan, Péter. Bounds on Charged, Stable Superpartners from Cosmic Ray Production  (angol)  // Physical Review D  : folyóirat. - 2002. - 20. évf. 66 , sz. 7 . - doi : 10.1103/PhysRevD.66.075007 . - . - arXiv : hep-ph/0202252v1 .
5. ↑ Smith, P. F.; Bennett, JRJ; Homer, GJ; Lewin, JD; Walford, H. E.; Smith, WA Rendellenes hidrogén keresése dúsított D2O-ban, repülési idő spektrométerrel   // Nucl . Phys.  : folyóirat. - 1981. - november ( B206. köt . , 3. sz.). - P. 333-348 . - doi : 10.1016/0550-3213(82)90271-1 . — .
6. ↑ McGuire, Patrick C.; Steinhardt, Paul. Nyissa ki az ablakot az erősen kölcsönhatásba lépő masszív részecskék számára, mint a halo sötét anyag  //  Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference. augusztus 07-15.: folyóirat. - 2001. - május ( 4. köt. ). - 1566. o . - Iránykód . - arXiv : astro-ph/0105567 .
7. ↑ Tucker-Smith, David.; Weiner, Neal. A rugalmatlan sötét anyag állapota  (angol)  // Physical Review D  : Journal. - 2004. - február ( 72. évf. , 6. sz.). - doi : 10.1103/PhysRevD.72.063509 . - . - arXiv : hep-ph/0402065 .
8. ↑ szolgáló, Geraldine.; Tait, Tim MP A legvilágosabb Kaluza-Klein részecske életképes sötét anyag jelölt? (angol)  // Nukleáris fizika B  : folyóirat. - 2003. - szeptember ( 650. köt. ). - 391. o . - doi : 10.1016/S0550-3213(02)01012-X . - . - arXiv : hep-ph/0206071 .