Гравітино — калібрувальний ферміон, що є суперсиметричним партнером гіпотетичного гравітона. Гравітино може бути одним з кандидатів у темну матерію. Якщо гравітино існує, воно є ферміоном зі спіном 3/2, а отже задовольняє рівнянню Раріти-Швінгера. Гравітино переносить взаємодії супергравітації, так само як фотон переносить електромагнетизм і гравітон повинен переносити гравітацію. Хоча у теоріях супергравітації суперсиметрія порушена, повинне існувати деяке значення маси гравітино, що визначається масштабом порушення суперсиметрії. Дана маса сильно відрізняється у різних моделях порушення суперсиметрії, але якщо суперсиметрія розв'язує проблему ієрархії у Стандартній моделі, маса гравітино не може бути більше за 1 ТеВ/с2.
Якщо гравітино має масу порядку 1 ТеВ, воно створює проблему у стандартній космологічній моделі. По-перше, гравітино може бути стабільним. Це можливо, якщо воно є найлегшою суперсиметричною частинкою і R-парність зберігається. У цьому випадку гравітино є кандидатом у темну матерію, оскілько вони мали виникати у дуже ранньому всесвіті. Однак, якщо розрахувати відповідну густину гравітино, вона виявляється набагато більше спостережуваної густини темної матерії. По-друге, гравітино може бути нестабільним. Такі гравітино будуть розпадатися і не будуть робити внеску у спостережувану густину темної матерії. Однак, оскільки гравітино можуть розпадатися лише внаслідок гравітаційної взаємодії, для маси 1 ТеВ їх час розпаду має бути дуже великим (більше доби), набагато більше тривалості нуклеосинтезу. Щонайменше один з каналів розпаду має включати фотон, заряджений лептон або мезон. Будь-яка з цих частинок може зруйнувати ядро при зіткненні. Можна показати, що таким чином мають бути зруйновані усі ядра, що утворились у нуклеосинтезі, а це не відповідає спостереженням. Дійсно, у такому випадку Всесвіт буде складатися виключно з водню і зореутворення напевне буде неможливим.
Одним з можливих розв'язків проблеми космологічних гравітино є модель розщепленої суперсиметрії, у якій маса гравітино набагато більше 1 ТеВ, але тоді на цьому масштабі мають виникати ферміонні суперсиметричні партнери інших частинок стандартної моделі.
Інший розв'язок полагає у тому, що R-парність слабко порушена і гравітино є найлегшою суперсиметричною частинкою. Це призведе до того, що майже усі суперсиметричні частинки у ранньому всесвіті розпадуться на частинки Стандартної Моделі у взаємодіях з порушенням R-парності значно раніше синтезу первинних ядер. Однак мала частина розпадеться на гравітино, чий час життя на порядки більше віку Всесвіту відповідно до подавлення темпу розпаду планківським масштабом і слабкістю взаємодії з порушенням R-парності.
Посилання
- Asaka T., Hamaguchi K., Suzuki K. Cosmological gravitino problem in gauge-mediated supersymmetry breaking models // Physical Letters B. — 2000. — № 490. — С. 136.
- Borgani S., Masiero A., Yamaguchi M. Light gravitinos as mixed dark matter // Physical Letters B. — 1996. — № 386. — С. 189.
- Cahill-Rowley M. W., Hewett J. L., Hoeche S., Ismail A., Rizzo T. G. The new look pMSSM with neutralino and gravitino LSPs // The European Physical Journal C. — 2012. — № 72. — 2156.
- Cerdeño D.G., Choi K., Jedamzik K., Roszkowski L., Ruiz de Austri R. Gravitino dark matter in the constrained minimal supersymmetric standard model with improved constraints from big bang nucleosynthesis // JCAP. — 2006. — № 6. — С. 5.
- Cyburt R.H., Ellis J., Fields B.D., Luo F., Olive K.A., Spanos V.C. Nucleosynthesis constraints on a massive gravitino in neutralino dark matter scenarios // JCAP. — 2009. — № 10. — С. 21.
- Diaz-Cruz J.L., Ellis J., Olive K.A., Santoso Y. On the feasibility of a stop NLSP in gravitino dark matter scenarios // JHEP. — 2007. — № 5. — С. 3.
- Dine M., Kitano R., Morisse A., Shirman Y. Moduli decays and gravitinos // Physical Review D. — 2006. — № 73L. — С. 3518.
- Ellis J., Olive K.A., Santoso Y., Spanos V.C. Gravitino dark matter in the CMSSM // Physics Letters B. — 2004. — № 588. — С. 7.
- Feng J.L., Su S., Takayama F. Supergravity with a gravitino lightest supersymmetric particle // Physical Review D. — 2004. — № 70g. — С. 5019.
- Ishiwata K., Matsumoto S., Moroi T. High energy cosmic rays from the decay of gravitino dark matter // Physical Review D. — 2008. — № 78f. — С. 3505.
- Pradler J., Steffen F.D. Implications of catalyzed BBN in the CMSSM with gravitino dark matter // Physics Letters B. — 2008. — № 666. — С. 181.
- Steffen F.D. Dark-matter candidates. Axions, neutralinos, gravitinos, and axinos // EPJC. — 2009. — № 59. — С. 557.
- Steffen F.D. Gravitino dark matter and cosmological constraints // JCAP. — 2006. — № 9. — С. 1.
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Gravitino kalibruvalnij fermion sho ye supersimetrichnim partnerom gipotetichnogo gravitona Gravitino mozhe buti odnim z kandidativ u temnu materiyu Yaksho gravitino isnuye vono ye fermionom zi spinom 3 2 a otzhe zadovolnyaye rivnyannyu Rariti Shvingera Gravitino perenosit vzayemodiyi supergravitaciyi tak samo yak foton perenosit elektromagnetizm i graviton povinen perenositi gravitaciyu Hocha u teoriyah supergravitaciyi supersimetriya porushena povinne isnuvati deyake znachennya masi gravitino sho viznachayetsya masshtabom porushennya supersimetriyi Dana masa silno vidriznyayetsya u riznih modelyah porushennya supersimetriyi ale yaksho supersimetriya rozv yazuye problemu iyerarhiyi u Standartnij modeli masa gravitino ne mozhe buti bilshe za 1 TeV s2 Yaksho gravitino maye masu poryadku 1 TeV vono stvoryuye problemu u standartnij kosmologichnij modeli Po pershe gravitino mozhe buti stabilnim Ce mozhlivo yaksho vono ye najlegshoyu supersimetrichnoyu chastinkoyu i R parnist zberigayetsya U comu vipadku gravitino ye kandidatom u temnu materiyu oskilko voni mali vinikati u duzhe rannomu vsesviti Odnak yaksho rozrahuvati vidpovidnu gustinu gravitino vona viyavlyayetsya nabagato bilshe sposterezhuvanoyi gustini temnoyi materiyi Po druge gravitino mozhe buti nestabilnim Taki gravitino budut rozpadatisya i ne budut robiti vnesku u sposterezhuvanu gustinu temnoyi materiyi Odnak oskilki gravitino mozhut rozpadatisya lishe vnaslidok gravitacijnoyi vzayemodiyi dlya masi 1 TeV yih chas rozpadu maye buti duzhe velikim bilshe dobi nabagato bilshe trivalosti nukleosintezu Shonajmenshe odin z kanaliv rozpadu maye vklyuchati foton zaryadzhenij lepton abo mezon Bud yaka z cih chastinok mozhe zrujnuvati yadro pri zitknenni Mozhna pokazati sho takim chinom mayut buti zrujnovani usi yadra sho utvorilis u nukleosintezi a ce ne vidpovidaye sposterezhennyam Dijsno u takomu vipadku Vsesvit bude skladatisya viklyuchno z vodnyu i zoreutvorennya napevne bude nemozhlivim Odnim z mozhlivih rozv yazkiv problemi kosmologichnih gravitino ye model rozsheplenoyi supersimetriyi u yakij masa gravitino nabagato bilshe 1 TeV ale todi na comu masshtabi mayut vinikati fermionni supersimetrichni partneri inshih chastinok standartnoyi modeli Inshij rozv yazok polagaye u tomu sho R parnist slabko porushena i gravitino ye najlegshoyu supersimetrichnoyu chastinkoyu Ce prizvede do togo sho majzhe usi supersimetrichni chastinki u rannomu vsesviti rozpadutsya na chastinki Standartnoyi Modeli u vzayemodiyah z porushennyam R parnosti znachno ranishe sintezu pervinnih yader Odnak mala chastina rozpadetsya na gravitino chij chas zhittya na poryadki bilshe viku Vsesvitu vidpovidno do podavlennya tempu rozpadu plankivskim masshtabom i slabkistyu vzayemodiyi z porushennyam R parnosti PosilannyaAsaka T Hamaguchi K Suzuki K Cosmological gravitino problem in gauge mediated supersymmetry breaking models Physical Letters B 2000 490 S 136 Borgani S Masiero A Yamaguchi M Light gravitinos as mixed dark matter Physical Letters B 1996 386 S 189 Cahill Rowley M W Hewett J L Hoeche S Ismail A Rizzo T G The new look pMSSM with neutralino and gravitino LSPs The European Physical Journal C 2012 72 2156 Cerdeno D G Choi K Jedamzik K Roszkowski L Ruiz de Austri R Gravitino dark matter in the constrained minimal supersymmetric standard model with improved constraints from big bang nucleosynthesis JCAP 2006 6 S 5 Cyburt R H Ellis J Fields B D Luo F Olive K A Spanos V C Nucleosynthesis constraints on a massive gravitino in neutralino dark matter scenarios JCAP 2009 10 S 21 Diaz Cruz J L Ellis J Olive K A Santoso Y On the feasibility of a stop NLSP in gravitino dark matter scenarios JHEP 2007 5 S 3 Dine M Kitano R Morisse A Shirman Y Moduli decays and gravitinos Physical Review D 2006 73L S 3518 Ellis J Olive K A Santoso Y Spanos V C Gravitino dark matter in the CMSSM Physics Letters B 2004 588 S 7 Feng J L Su S Takayama F Supergravity with a gravitino lightest supersymmetric particle Physical Review D 2004 70g S 5019 Ishiwata K Matsumoto S Moroi T High energy cosmic rays from the decay of gravitino dark matter Physical Review D 2008 78f S 3505 Pradler J Steffen F D Implications of catalyzed BBN in the CMSSM with gravitino dark matter Physics Letters B 2008 666 S 181 Steffen F D Dark matter candidates Axions neutralinos gravitinos and axinos EPJC 2009 59 S 557 Steffen F D Gravitino dark matter and cosmological constraints JCAP 2006 9 S 1 Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi