Gravitino

Le gravitino est l'associé supersymmetric du du Graviton , comme prévu par des théories combinant la relativité générale et le Supersymmetry ; c. théories de Supergravity . S'il existe c'est un fermion de la rotation 3/2 de et obéit donc l'équation de Rarita-Schwinger de .

Le champ de gravitino est par convention écrit comme $\ psi_ {\ MU \ alpha}$ avec le $\ mu=0,1,2,3$ un index du Quatre-vecteur et le $\ alpha=1,2$ qu'un spineur indexent. Pour le $\ mu=0$ on obtiendrait des modes négatifs de norme, comme avec chaque particule sans masse de la rotation 1 de ou plus haut. Ces modes sont unphysical, et pour l'uniformité il doit y a une symétrie de mesure de qui décommande ces modes : = de $\ delta \ psi_ {\ MU \ alpha} \ partial_ \ MU \ epsilon_ \ alpha$ où $\ epsilon_ \ alpha (x) \,$ est une fonction du spineur d'espace-temps. Cette symétrie de mesure est une transformation locale du Supersymmetry , et la théorie en résultant est Supergravity .

Ainsi le gravitino est les interactions de supergravity de médiation de fermion, juste car le photon négocie l'électromagnétisme , et le Graviton négocie vraisemblablement l'attraction universelle . Toutes les fois que le supersymmetry est cassé dans des théories de supergravity, il acquiert une masse qui est directement le supersymmetry cassant la balance.

Comme solution proposée à l'amende de - le problème de accord de du modèle standard, et afin de permettre à l'unification grande , le supersymmetry cassant la balance doit être abaissé à la chaîne de TeV . Par conséquent la masse de gravitino doit être de cet ordre, beaucoup inférieur à la balance de Planck de , qui est la balance normale pour des interactions de pesanteur. Cette différence dans des balances d'énergie est connue comme problème de hiérarchie de .

Problème cosmologique de Gravitino

Si le gravitino a en effet une masse de l'ordre de TeV, alors il crée un problème dans le modèle standard de la cosmologie , au moins naïvement :

Une option est que le gravitino est stable. Ce serait le cas si le gravitino est la particule supersymmetric du le plus léger et la R-parité est conservé (ou presque ainsi). Dans ce cas-ci le gravitino est un candidat pour la matière foncée , car un tel gravitini sera créé dans l'univers très premier. Cependant, on peut calculer la densité du gravitini et il s'avère être beaucoup plus haut que la densité observée de la matière foncée .

L'autre option est que le gravitino est instable. Ainsi le gravitini mentionné ci-dessus se délabrerait et ne contribuera pas à la densité observée de la matière foncée . Cependant, puisqu'ils se délabrent seulement par des interactions de la gravité, leur vie serait très longue, de l'ordre du $M_ {pl} ^2/m^3$ dans les unités normales , où $m$ est leur masse et le $M_ {pl}$ est le Planck de masse. Pour une masse de l'ordre de TeV ce serait des secondes de $10^5$ , beaucoup plus tard que l'ère de du nucleosynthesis . Au moins un canal possible d'affaiblissement doit inclure un photon , un lepton chargé ou un méson , qui seraient assez énergiques pour détruire un noyau s'il sonne un. On peut prouver qu'assez de telles particules énergiques seront créées dans l'affaiblissement quant à détruisent presque tous les noyaux créés dans l'ère de du nucleosynthesis , contrairement aux observations. En fait, en ce cas l'univers aurait été fait d'hydrogène seul, et la formation d'étoile serait probablement impossible.

Une solution possible au problème cosmologique de gravitino est le modèle fendu du supersymmetry , où la masse de gravitino est beaucoup plus haute que la balance de TeV, mais d'autres associés supersymmetric fermionic des particules de modèle standard apparaissent déjà à cette balance.

Voir également

Supersymmetry

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