V částicové fyzice je nejlehčí supersymetrická částice (LSP) obecný název pro nejlehčí přidanou hypotetickou částici v supersymetrických modelech. V modelech se zachováním R-symetrie je LSP stabilní. Existují rozsáhlé observační důkazy pro přítomnost další složky hustoty hmoty ve vesmíru, která se nazývá temná hmoty. LSP ze supersymetrických modelů je kandidát temné hmoty a jde o Slabě interagující masivní částici (WIMP).
Omezení LSP z kosmologie Je nepravděpodobné, že by LSP mohla být nabité wino, nabité higgsino, slepton, sneutrino, gluino, skvark, nebo gravitino, ale je pravděpodobné, že by mohlo jít o kvantovou superpozici (ve smyslu lineární kombinace stavů) neutrálních higgsin, bin a neutrálních win, tj. neutralino. Zejména pokud je LSP nabitá (a je hojný v naší galaxii) tyto částice by byly zachyceny magnetickým polem Země a tvoříli těžké atomy podobné těžkému vodíku. Vyhledávání anomálního vodíku v přírodní vodě však bylo bez jakékoliv důkazu pro takové částice, a tím bylo dáno omezení pro existenci nabité LSP.
Nejlehčí supersymetrická částice jako kandidát temné hmoty Částice temná hmoty musí být elektricky neutrální, jinak by rozptylovaly světlo, a tudíž by nebyly "temné". Musí být také téměř jistě nebarevné. S těmito omezeními, LSP může být nejlehčí neutralino, gravitino, nebo nejlehčí sneutrino. Sneutrinová temná hmota je vyloučena v Minimálním Supersymetrickém Standardním Modelu (MSSM), kvůli současným limitům na účinný průřez interakcí temné hmoty s hmotou, měřené přímými detekčními experimenty. Sneutrino komunikuje přes výměny Z-boson a bylo by detekováno již nyní, pokud by tvořilo temnou hmotu. Rozšířené modely s pravými nebo sterilními sneutriny znovu otevírají možnost sneutrinové temné hmoty snížením účinného průřezu interakcí. Neutralinová temná hmota je oblíbenou možností. Ve většině modelů je nejlehčí neutralino většinou bino (superpartner hypernábojového kalibračního polního bosonu B), s nějakou příměsí neutrálních win (superpartner kalibračního polního bosonu W0) a/nebo neutrální Higgsino. Gravitinová temná hmota je možnost v supersymetrických modelech, ve kterých je škála narušení supersymetrie nízká, kolem 100 TeV. V těchto modelech je gravitino velmi lehké, v řádu eV. Jako temná hmota, je gravitino někdy nazýváno super-WIMP, protože jeho intenzita interakce je mnohem slabší, než u jiných supersymetrických kandidátů temné hmoty. Ze stejného důvodu je přímá termální výroba gravitin v raném vesmíru příliš neefektivní, aby vysvětlila pozorovanou temnou hmotu. Spíše by gravitina musela být vyvolána rozpadem další generace supersymetrických částic (NLSP). V extra dimenzionální teorie jsou analogické částice zvané LKP neboli Nejlehčí Kaluzovy-Kleinovy částice. Jsou to stabilní částice extra-dimenzionální teorie.
Reference
Kategorie:Supersymetrie