La partícula supersimétrica más ligera.

La partícula supersimétrica más ligera ( LSP ) es en física de partículas el  nombre general dado a la más ligera de las partículas hipotéticas adicionales que se encuentran en los modelos supersimétricos. En los modelos de conservación de paridad R , LSP es estable. Se están realizando amplias observaciones de un componente adicional de la materia en el universo, llamada materia oscura . El LSP de los modelos supersimétricos es la Partícula Masiva de Interacción Débil (WIMP) [2] .

Restricciones cosmológicas en el LSP

Es poco probable que LSP sea un vino cargado con higgsino , sleepton , sneutrino , gluino , squark o gravitino , pero lo más probable es que sea una mezcla de neutral higgsino , bino y neutral wine [3], es decir , neutralino . En particular, si los LSP estuvieran cargados (y son abundantes en nuestra galaxia), tales partículas serían capturadas por el campo magnético de la Tierra y formarían átomos pesados ​​similares al hidrógeno [4] . Sin embargo, las búsquedas de hidrógeno anómalo en agua natural [5] no arrojaron ninguna evidencia de tales partículas y, por lo tanto, obstaculizaron la existencia de un LSP cargado.

La partícula supersimétrica más ligera como candidata a materia oscura

Las partículas de materia oscura deben ser eléctricamente neutras; de lo contrario, dispersarían la luz y, por lo tanto, no serían "oscuros". También deben ser casi incoloros [6] . Con estas limitaciones, un LSP podría ser el neutralino más ligero , el gravitino o el sneutrino más ligero .

• La materia oscura de Sneutrino está excluida del Modelo Estándar Supersimétrico Mínimo (MSSM) debido a los límites transversales actuales de la interacción de las partículas de materia oscura con la materia ordinaria según lo medido por experimentos de detección directa: Sneutrino interactúa a través del intercambio de bosones Z y ya se detectará .si constituye materia oscura. Modelos extendidos con insiderinos derechos o estériles reabren la posibilidad de la materia oscura del insiderino, reduciendo la sección transversal de interacción [7] .

• La materia oscura neutralina  es una oportunidad. En la mayoría de los modelos, el neutralino más ligero es principalmente bino ( un supercompañero del campo bosónico de calibre hipercargado B), con alguna mezcla de vino neutral ( un supercompañero del isospín débil del campo bosónico W 0 ) y/o un higgsino neutral.

• La materia oscura gravitiniana es posible en modelos supersimétricos, donde la escala de ruptura de la supersimetría es baja, alrededor de 100 TeV . En tales modelos, el gravitino es muy ligero, del orden de 1 eV . Al igual que la materia oscura, el gravitino a veces se denomina super-WIMP porque su fuerza de interacción es mucho más débil que la de otros candidatos a materia oscura supersimétrica. Por la misma razón, su producción térmica directa en el Universo primitivo es demasiado ineficiente para explicar el contenido observado de materia oscura. Lo más probable es que el gravitino debería haber sido producido por la descomposición de la próxima generación de la partícula supersimétrica más ligera (NLSP).

Hay partículas análogas en teorías extradimensionales llamadas LKP o partículas Kaluza-Klein más ligeras. Son partículas estables de la teoría superdimensional [8] .

Notas

1. ↑ "Mínimo físico" a principios del siglo XXI Académico Vitaly Lazarevich Ginzburg Microfísica Archivado el 9 de noviembre de 2016.
2. ↑ Jungman, Gerard; Kamionkowski, Marc; Griest, Kim. Materia oscura supersimétrica  (inglés)  // Phys. Reps. : diario. — vol. 267 , núm. 5-6 . - pág. 195-373 . - doi : 10.1016/0370-1573(95)00058-5 . - . -arXiv : hep - ph/9506380 .
3. ↑ Ellis, John R.; Hagelin, JS; Nanopoulos, Dimitri V.; Oliva, Keith A.; Srednicki, M. Reliquias supersimétricas del Big Bang   // Nucl . física  : diario. - 1983. - julio ( vol. B238 , n. 2 ). - Pág. 453-476 . - doi : 10.1016/0550-3213(84)90461-9 . - .
4. ↑ Byrne, Marcos; Kolda, Cristóbal; Regan, Pedro. Límites en supersocios cargados y estables de Cosmic Ray Production  (inglés)  // Physical Review D  : revista. - 2002. - vol. 66 , núm. 7 . -doi : 10.1103 / PhysRevD.66.075007 . - . -arXiv : hep - ph/0202252v1 .
5. ↑ Smith, PF; Bennett, JRJ; Homero, GJ; Lewin, JD; Walford, HE; Smith, WA Una búsqueda de hidrógeno anómalo en D2O enriquecido, utilizando un espectrómetro de tiempo de vuelo   // Nucl . física  : diario. - 1981. - noviembre ( vol. B206 , no. 3 ). - P. 333-348 . - doi : 10.1016/0550-3213(82)90271-1 . — .
6. ↑ McGuire, Patrick C.; Steinhardt, Paul. Abriendo la ventana para partículas masivas que interactúan fuertemente como la materia oscura del halo  //  Actas de la 27ª Conferencia Internacional de Rayos Cósmicos. 07-15 de agosto: diario. - 2001. - mayo ( vol. 4 ). - Pág. 1566 . - . -arXiv : astro - ph/0105567 .
7. ↑ Tucker-Smith, David.; Weiner, Neal. El estado de la materia oscura inelástica  (inglés)  // Revisión física D  : revista. - 2004. - febrero ( vol. 72 , no. 6 ). -doi : 10.1103 / PhysRevD.72.063509 . - . -arXiv : hep - ph/0402065 .
8. ↑ Sierva, Geraldine.; Tait, Tim MP ¿Es la partícula Kaluza-Klein más ligera un candidato viable a la materia oscura? (inglés)  // Física nuclear B  : revista. - 2003. - Septiembre ( vol. 650 ). — Pág. 391 . -doi : 10.1016 / S0550-3213(02)01012-X . - . -arXiv : hep - ph/0206071 .