Кіріспе
Суперсимметриялық модельдегі ең жеңіл жаңа бөлшек. Бөлшек физикасында ең жеңіл суперсимметриялық бөлшек (LSP) – суперсимметриялық модельдерде табылатын қосымша гипотетикалық бөлшектердің ең жеңіліне берілген жалпы атау. R-паритеті сақталатын модельдерде LSP тұрақты болады; яғни, ол кез келген Стандартты модель бөлшегіне ыдырамайды, себебі барлық SM бөлшектерінің R-паритеті кері шамалы. Әлемдегі материя тығыздығының қосымша компонентінің болуын растайтын көптеген байқаулар бар, бұл қара материя деп аталады. Суперсимметриялық модельдердің LSP қара материяға үміткер және әлсіз өзара әрекеттесетін массивті бөлшек (WIMP) болып табылады.
In particle physics, the lightest supersymmetric particle (LSP) is the generic name given to the lightest of the additional hypothetical particles found in supersymmetric models. In models with R parity conservation, the LSP is stable; in other words, it cannot decay into any Standard Model particle, since all SM particles have the opposite R parity. There is extensive observational evidence for an additional component of the matter density in the universe, which goes under the name dark matter. The LSP of supersymmetric models is a dark matter candidate and is a weakly interacting massive particle (WIMP).
Қара материяға үміткер ретінде
Қара материя бөлшектері электрлік түрде бейтарап болуы керек; әйтпесе олар жарықты шашыратып, осылайша "қара" болмайды. Олар, әрине, түссіз болуы керек. Осы шектеулерге сәйкес, LSP ең жеңіл нейтралино, гравитино немесе ең жеңіл снейтрино бола алады. Минималды суперсимметриялық стандартты модельде (MSSM) снейтрино қара материясы, қарапайым материя бөлшектерімен тікелей анықтау эксперименттерінде өлшенген өзара әрекеттесу қимасының қазіргі шектеріне байланысты жоққа шығарылады. Снейтрино Z бозоны арқылы өзара әрекеттеседі және егер ол қара материяны құраса, қазірге дейін анықталуы керек еді. Оң жақтағы немесе стерильді снейтринолары бар кеңейтілген модельдер, өзара әрекеттесу қимасын төмендету арқылы снейтрино қара материясының мүмкіндігін қайта ашады. Нейтралино қара материясы – ең ықтимал нұсқа. Көптеген модельдерде ең жеңіл нейтралино негізінен бино (гиперзарядтың калибрлеу бозонының өрісі B-нің суперсерігі), сондай-ақ нейтральді виноның (W0 әлсіз изоспиннің калибрлеу бозонының өрісінің суперсерігі) және/немесе нейтральді Хиггстің үлесін қамтиды. Гравитино қара материясы, суперсимметрияның бұзылу масштабы төмен, шамамен 100 ТэВ болатын суперсимметриялық модельдерде мүмкін. Мұндай модельдерде гравитино өте жеңіл, шамамен 1 эВ шамасында болады. Қара материя ретінде гравитино кейде супер WIMP деп аталады, өйткені оның өзара әрекеттесу күші басқа суперсимметриялық қара материя кандидаттарына қарағанда әлдеқайда әлсіз. Осы себепті, оның ерте ғаламда тікелей жылу арқылы өндірілуі байқалған қара материя мөлшерін түсіндіру үшін жеткіліксіз. Керісінше, гравитинолар ең жеңіл суперсимметриялық бөлшектің (NLSP) ыдырауы арқылы пайда болуы керек. Көп өлшемді теорияларда, LKP немесе Ең жеңіл Калуза-Клейн бөлшегі деп аталатын ұқсас бөлшектер бар. Бұл – қосымша өлшемді теориялардың тұрақты бөлшектері.