Введение

Нейтральное массовое собственное состояние, образованное из суперпартнеров калибровочных и бозонов Хиггса.

В суперсимметрии нейтралино – это:
{|
|
|   →
|
| +
|
| colspan=6|
|   →
| Пропущенная энергия
| +
|
| +
|
|
|
|   →
|
| +
|
|   →
|
| +
|
| +
|
|   →
| Пропущенная энергия
| +
| +
| +
| +
|}

Различия в массах между различными нейтралино будут определять, какие схемы распадов разрешены. На сегодняшний день нейтралино никогда не наблюдались и не детектировались в эксперименте.

Истоки суперсимметрических теорий

В суперсимметрических моделях у всех частиц Стандартной модели есть суперпартнеры с теми же квантовыми числами, за исключением спина, который отличается от спина соответствующей частицы на 1/2. Поскольку суперпартнеры Z-бозона (зино), фотона (фотино) и нейтрального бозона Хиггса (хиггсино) имеют одинаковые квантовые числа, они могут смешиваться, образуя четыре собственных состояния оператора массы, называемые "нейтралино". Во многих моделях самая легкая из этих четырех нейтралино оказывается самой легкой суперсимметричной частицей (LSP), хотя эту роль могут выполнять и другие частицы.

Феноменология

Точные свойства каждого нейтралино будут зависеть от деталей смешивания (например, больше ли они похожи на хиггсино или гаугино), но их массы обычно находятся в области слабого масштаба (100 ГэВ ~ 1 ТэВ), и они взаимодействуют с другими частицами с интенсивностью, характерной для слабого взаимодействия. Таким образом, за исключением массы, они феноменологически похожи на нейтрино и поэтому не могут быть непосредственно обнаружены в детекторах частиц на ускорителях. В моделях, где сохраняется R-чётность и самый лёгкий из четырёх нейтралино является LSP, самый лёгкий нейтралино стабилен и в конечном итоге образуется в цепочке распадов всех остальных суперпартнёров. refngad Также опубликовано как глава 8 в Bertone (2010). Во многих моделях самый лёгкий нейтралино может быть создан термически в горячей ранней Вселенной, оставляя примерно правильное количество реликтовых частиц для объяснения наблюдаемой тёмной материи. Нейтралино с массой около 10 является ведущим кандидатом на роль тёмной материи, состоящей из слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP). Тёмную материю в виде нейтралино можно обнаружить экспериментально в природе как косвенным, так и прямым способом. Для косвенного наблюдения гамма- и нейтринные телескопы ищут признаки аннигиляции нейтралино в областях с высокой плотностью тёмной материи, таких как галактический или солнечный центр. Для прямого наблюдения специальные эксперименты, такие как Cryogenic Dark Matter Search (CDMS), стремятся зарегистрировать редкие столкновения WIMP с детекторами на Земле. Эти эксперименты начали исследовать интересные области параметров в суперсимметричных моделях, исключая некоторые модели тёмной материи в виде нейтралино, и разрабатываются усовершенствованные эксперименты с большей чувствительностью.