Nötralino

Nötralino

Durum	Hipotetik
Sembol	N͂01, N͂02, N͂03, N͂04
Antiparçacık	Gerçek nötr parçacık
Türler	4
Kütle	>300 GeV
Elektrik yükü	0
Spin	1/2
Lepton sayısı	0
Baryon sayısı	0
R eşlemi	-1

Nötralino, süpersimetride varsayımsal bir parçacıktır. Fermiyon ve elektrik olarak nötr olan 4 nötralino vardır. En hafifleri tipik olarak dengelidir. Tipik olarak N͂1^0 (en hafifleri); N͂2^0, N͂3^0 ve N͂0^4 (en ağırları) olarak adlandırılırlar. Bu 4 durum bino ve wino'nun karışımıdır. Genelde renkli süpersimetrik parçacıklardan oluşurlar.

R-eşitliğinde, koruyucu modeller, en hafif nötralino dengelidir ve bütün süpersimetrik çürümeler bu parçaya bozulurlar ve varoluşu ancak dengesiz momentum dedektörlerine bakarak gözlemlenebilir. Daha ağır nötralinolar genel olarak nötr Z bozonundan daha hafif bir nötralinoya ya da yüklü bir W bozonunda hafif charginoya bozulurlar.

N͂2^0 → N͂1^0 + Z^0 → Missing energy +l^+ +l^-

Farklı nötralinolar arasındaki kütle bölünümler hangi bozulma düzlemlerinin oluşabileceğini belirler. Şimdiye kadar nötralinolar gözlemlenmiş ya da bir deneyde belirlenmiş değildirler.

Süpersimetrik teoride kökenler

Süpersimetri modellerinde bütün standart model parçacıklar aynı kuantum numarasına sahip ama farklı kuantum döngüsüne sahip eşlere sahiptirler. Z bozonu, foton ve nötr higgs'in süpereşleri aynı kuantum numarasında sahip oldukları için karışıp nötralino denilen kütle operatörlerinin 4 özgün durumunu oluşturabilirler. Birçok modelde 4 nötralinonun en hafifi en hafif süpersimetrik parçacık(LSP) olur ancak farklı parçacıklar da bu rolü alabilirler.

Fenomenoloji

Her nötralinonun net özellikleri karışımın detaylarına bağlıdır. Bu sayede fenomenolojik olarak nötralinolar benzerdirler ve direkt olarak gözlenemezler.

R-eşliğinin korunduğu ve en hafif nötralionun LSP olduğu modellerde, en hafif nötralino stabildir ve eninde sonunda öteki süpereşlerin bozulma zincirinde üretilir. Böyle durumlarda hızlandırıcıdaki süpersimetrik süreçler görülebilir ilk ve son durumlardaki parçacıklar arasındaki çelişki ile karakterize edilirler. Bu, süpersimetriyi standart modellerden ayırmada önemli bir özelliktir.

Karanlık maddeyle ilişki

Ağır, kararlı bir parçacık olarak, en hafif nötralino evrenin soğuk karanlık maddesini oluşturmaya mükemmel bir adaydır. Birçok modelde, en hafif nötralino evrenin erken sıcak aşamasında üretilebilir ve gözlemlenmiş karanlık madde için yaklaşık olarak gerekli kalıntı bolluğunu bırakır. Yaklaşık 10–10000 GeV bir nötralino karanlık madde olamaya en büyük adaydır.

Nötralino karanlık madde bulutu doğada doğrudan ya da dolaylı yoldan gözlenebilir olurdu. Dolaylı gözlem için gamma ışınları ve nötrino teleskopları karanlık madde yoğunluğunun yüksek olduğu yerlerde nötralino imhasının kanıtlarını arar. Doğrudan gözlem için "Kriyojenik Karanlık Madde Araştırması" (CDMS) gibi özel deneyler gerekir. Bu deneyler ilginç süpersimetrik uzay bölgelerini araştırmaya başladı ve deneyleri büyük hassaslık altında geliştirdi ve hâla gelişim halindedir.

Kaynakça

• Martin, Stephen P (2008). "A Supersymmetry Primer". 
• Bertone, Gianfranco (2010). "Particle Dark Matter: Observations, Models and Searches".