Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В физике элементарных частиц , то легкая суперсимметричная частица ( LSP ) является общим название для легчайших из дополнительных гипотетических частиц найдена 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 СМ 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 является слабовзаимодействующей массивной частицей (WIMP).[1]

Ограничения на LSP из космологии [ править ]

LSP вряд ли будет заряженным пьяницей , заряженным хиггсино , слептон , снейтрино , глюино , скварк или гравитино, но, скорее всего, представляет собой смесь нейтральных хиггсино, бино и нейтральных пьяниц , [2] 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. [3] Поиск аномального водорода в природной воде [4] однако не было никаких доказательств наличия таких частиц и, таким образом, наложило серьезные ограничения на существование заряженных LSP.

LSP как кандидат на темную материю [ править ]

Частицы темной материи должны быть электрически нейтральными; иначе они рассеивали бы свет и, следовательно, не были бы «темными». Они также почти обязательно должны быть неокрашенными . [5] С этими ограничениями, LSP может быть самым легким нейтралино , гравитино или самым легким снейтрино .

  • Снейтрино темная материя исключена в минимальной суперсимметричной стандартной модели (MSSM) из-за текущих ограничений на сечение взаимодействия частиц темной материи с обычным веществом, измеряемое в экспериментах по прямому обнаружению - снейтрино взаимодействует через обмен Z -бозонами и мог бы 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. [6]
  • Нейтралино темная материя - предпочтительная возможность. В большинстве моделей самым легким нейтралино является в основном бино (суперпартнер поля гиперзарядных калибровочных бозонов B) с некоторой примесью нейтрального вайно (суперпартнер поля слабых изоспиновых калибровочных бозонов W 0 ) и / или нейтрального Хиггсино .
  • Темная материя гравитино 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 наблюдаемое изобилие темной материи. Скорее, гравитино должно было образоваться в результате распада следующей по легкости суперсимметричной частицы (NLSP).

В сверхмерных теориях есть аналогичные частицы, называемые LKP s или легчайшая частица Калуцы – Клейна . Это стабильные частицы сверхпространственных теорий. [7]

См. Также [ править ]

  • Темная материя
  • Гравитино
  • Список гипотетических частиц
  • Нейтралино
  • Снейтрино
  • Суперсимметрия
  • Слабо взаимодействующая тонкая частица

Ссылки [ править ]

  1. ^ Юнгман, Джерард; Камионковски, Марк; Грист, Ким (1996). «Суперсимметричная темная материя». Phys. Rep . 267 (5–6): 195–373. arXiv : hep-ph / 9506380 . Bibcode : 1996PhR ... 267..195J . DOI : 10.1016 / 0370-1573 (95) 00058-5 . S2CID  119067698 .
  2. ^ Эллис, Джон Р .; Hagelin, JS; 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 . ОСТИ 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 . S2CID 17073892 .  
  4. ^ Смит, П.Ф .; Беннетт, JRJ; Гомер, ГДж; Левин, JD; Уолфорд, HE; Смит, Вашингтон (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. ^ Макгуайр, Патрик С .; 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 . S2CID 115846489 . 
  7. ↑ Слуга, Джеральдин .; Тейт, Тим MP (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 . S2CID 16222693 . 


  • v
  • т
  • е