Легчайшая суперсимметричная частица

Легчайшая суперсимметричная частица (LSP) — в физике элементарных частиц — общее название, данное самым лёгким из дополнительных гипотетических частиц, найденных в суперсимметричных моделях. В моделях с сохранением R-чётности LSP устойчива. Проводится обширное наблюдение за дополнительной составляющей материи во Вселенной, именуемой тёмной материей. LSP суперсимметричных моделей является слабо взаимодействующей массивной частицей (WIMP).[2]

Легчайшая суперсимметричная частица
Участвует во взаимодействиях Гравитация
Статус Гипотетическая
Масса Наименьшая среди суперсимметичных частиц (> 100–1000 ГэВ[1])
В честь кого или чего названа Наименьшей массы среди суперсимметичных частиц
Квантовые числа

Космологические ограничения на LSP

LSP вряд ли является вино, заряженным хиггсино, слептоном, снейтрино, глюино, скварком или гравитино, но, скорее всего, представляет собой смесь нейтральных хиггcино, бино и нейтральных вино[3], то есть нейтралино. В частности, если бы LSP были заряжены (и в изобилии в нашей Галактике), такие частицы были бы захвачены магнитным полем Земли и образовали бы тяжёлые водородоподобные атомы[4]. Поиски аномального водорода в природной воде[5], однако, не имели никаких доказательств для таких частиц и, таким образом, затрудняли существование заряженной LSP.

Легчайшая суперсимметричная частица как кандидат на тёмную материю

Частицы тёмной материи должны быть электрически нейтральными; иначе они рассеивали бы свет и, таким образом, не были бы «тёмными». Они также должны быть почти бесцветными.[6] С этими ограничениями LSP может быть самым легким нейтралино, гравитино или самым лёгким снейтрино.

  • Снейтриновая тёмная материя исключается из минимальной суперсимметричной стандартной модели (МССМ) из-за текущих пределов поперечного сечения взаимодействия частиц тёмной материи с обычным веществом, измеренных с помощью экспериментов с прямым детектированием, — sneutrino взаимодействует через обмен Z-бозоном и будет обнаружен к настоящему времени, если он составляет тёмную материю. Расширенные модели с правыми или стерильными снутрино вновь открывают возможность появления темноты материи снутрино, уменьшая сечение взаимодействия[7].
  • Гравитиновая тёмная материя является возможной в суперсимметричных моделях, в которых масштаб нарушения суперсимметрии низкий, около 100 ТэВ. В таких моделях гравитино очень светлое, порядка 1 эВ. Как тёмную материю, гравитино иногда называют супер-WIMPом, потому что его сила взаимодействия намного слабее, чем у других суперсимметричных кандидатов тёмной материи. По той же причине его прямое тепловое производство в ранней Вселенной слишком малоэффективно, чтобы объяснить наблюдаемое содержание тёмной материи. Скорее всего, гравитино должен был бы быть получен за счёт распада следующего поколения легчайшей суперсимметричной частицы (NLSP).

В сверхмерных теориях имеются аналогичные частицы, называемые LKP или легчайшие частицы Калуцы-Кляйна. Они являются стабильными частицами сверхмерной теории.[8]

См. также

Примечания
  1. «Физический минимум» на начало XXI века Академик Виталий Лазаревич Гинзбург Микрофизика Архивировано 9 ноября 2016 года.
  2. Jungman, Gerard; Kamionkowski, Marc; Griest, Kim. Supersymmetric dark matter (англ.) // Phys. Rep. : journal. — Vol. 267, no. 5—6. — P. 195—373. — doi:10.1016/0370-1573(95)00058-5. — . — arXiv:hep-ph/9506380.
  3. Ellis, John R.; Hagelin, J.S.; Nanopoulos, Dimitri V.; Olive, Keith A.; Srednicki, M. Supersymmetric Relics from the Big Bang (англ.) // Nucl. Phys. : journal. — 1983. — July (vol. B238, no. 2). — P. 453—476. — doi:10.1016/0550-3213(84)90461-9. — .
  4. Byrne, Mark; Kolda, Christopher; Regan, Peter. Bounds on Charged, Stable Superpartners from Cosmic Ray Production (англ.) // Physical Review D : journal. — 2002. — Vol. 66, no. 7. — doi:10.1103/PhysRevD.66.075007. — . — arXiv:hep-ph/0202252v1.
  5. Smith, P.F.; Bennett, J.R.J.; Homer, G.J.; Lewin, J.D.; Walford, H.E.; Smith, W.A. A search for anomalous hydrogen in enriched D2O, using a time-of-flight spectrometer (англ.) // Nucl. Phys. : journal. — 1981. — November (vol. B206, no. 3). — P. 333—348. — doi:10.1016/0550-3213(82)90271-1. — .
  6. McGuire, Patrick C.; Steinhardt, Paul. Cracking open the window for strongly interacting massive particles as the halo dark matter (англ.) // Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference. 07-15 August : journal. — 2001. — May (vol. 4). — P. 1566. — . — arXiv:astro-ph/0105567.
  7. Tucker-Smith, David.; Weiner, Neal. The Status of inelastic dark matter (англ.) // Physical Review D : journal. — 2004. — February (vol. 72, no. 6). — doi:10.1103/PhysRevD.72.063509. — . — arXiv:hep-ph/0402065.
  8. Servant, Geraldine.; Tait, Tim M.P. Is the Lightest Kaluza-Klein Particle a Viable Dark Matter Candidate? (англ.) // Nuclear Physics B : journal. — 2003. — September (vol. 650). — P. 391. — doi:10.1016/S0550-3213(02)01012-X. — . — arXiv:hep-ph/0206071.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.