Самая легкая суперсимметричная частица - Lightest supersymmetric particle

В физика элементарных частиц, то легчайшая суперсимметричная частица (LSP) - общее название, данное самой легкой из дополнительных гипотетических частиц, обнаруженных в суперсимметричные модели. В моделях с R-четность консервация, ЛСП стабильна; другими словами, он не может распадаться ни на что Стандартная модель частица, так как все частицы СМ имеют противоположный R-четность. Существуют обширные данные наблюдений за дополнительной составляющей плотности материи во Вселенной, которая носит название темная материя. LSP суперсимметричных моделей - кандидат в темную материю и Слабо взаимодействующая массивная частица (WIMP).[1]

Ограничения на LSP из космологии

LSP вряд ли будет платным алкаш, заряжено Хиггсино, Slepton,снейтрино, глюино, скварк, или же Gravitino но, скорее всего, это смесь нейтральных хиггсино, бино и нейтральный алкаши,[2] т.е. 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] Поиски 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

Частицы темной материи должны быть электрически нейтральными; иначе они рассеяли бы свет и, следовательно, не были бы «темными». Они также почти наверняка не должны бытьцветной.[5] С этими ограничениями LSP может быть самым легким нейтралино, то Gravitino, или самый легкий снейтрино.

  • Темная материя Снейтрино исключено в Минимальная суперсимметричная стандартная модель (MSSM) из-за текущих ограничений на сечение взаимодействия частиц темной материи с обычной материей, измеренное в экспериментах по прямому обнаружению - снейтрино взаимодействует через Z-бозон обмен и был бы обнаружен к настоящему времени, если бы 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 это благоприятная возможность. В большинстве моделей самый легкий нейтралино в основном бино (суперпартнер сверхзаряд калибровочный бозон поле B) с примесью нейтральных алкаш (суперпартнер слабый изоспин поле калибровочных бозонов W0) и / или нейтральный Хиггсино.
  • Гравитино темная материя возможность 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 производство в ранней Вселенной слишком неэффективно, чтобы учесть наблюдаемое изобилие темной материи. Скорее, гравитино должно было возникнуть в результате распада следующей по легкости суперсимметричной частицы (NLSP).

В экстрамерные теории, есть аналогичные частицы, называемые LKPs или Легчайшая частица Калуцы – Клейна.. Это стабильные частицы сверхпространственных теорий.[7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Юнгман, Джерард; Камионковски, Марк; Грист, Ким (1996). «Суперсимметричная темная материя». Phys. Представитель. 267 (5–6): 195–373. arXiv:hep-ph / 9506380. Bibcode:1996PhR ... 267..195J. Дои: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:1984НуФБ.238..453Э. Дои: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». Физический обзор D. 66 (7): 075007. arXiv:hep-ph / 0202252. Bibcode:2002ПхРвД..66г5007Б. CiteSeerX  10.1.1.348.1389. Дои: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:1982НуФБ.206..333С. Дои: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 .... 4,1566 млн.
  6. ^ Такер-Смит, Дэвид .; Вайнер, Нил (февраль 2004 г.). «Статус неупругой темной материи». Физический обзор D. 72 (6): 063509. arXiv:hep-ph / 0402065. Bibcode:2005ПхРвД..72ф3509Т. Дои:10.1103 / PhysRevD.72.063509.
  7. ^ Слуга, Джеральдина .; Тейт, Тим М. (Сентябрь 2003 г.). «Является ли легчайшая частица Калуцы – Клейна жизнеспособным кандидатом на темную материю?». Ядерная физика B. 650 (1–2): 391–419. arXiv:hep-ph / 0206071. Bibcode:2003НуФБ.650..391С. Дои:10.1016 / S0550-3213 (02) 01012-X.