Gravitino

Das Gravitino ist der hypothetische supersymmetrische Partner des Gravitons. Es kommt in Modellen vor, die das Standardmodell um allgemeine Relativitätstheorie und Supersymmetrie erweitern. Es ist ein Fermion mit Spin 3/2. Seine Masse liegt entweder im Bereich keV/c² oder TeV/c². Liegt die Masse im Bereich TeV/c², so spielt das Gravitino nur für kosmologische Beobachtungen (insbesondere die Baryogenese) eine Rolle. Im Fall eines leichten Gravitino können auch messbare teilchenphysikalische Prozesse existieren.

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Leichtes Gravitino

Wenn das Gravitino das leichteste supersymmetrische Elementarteilchen ist und die R-Parität (nahezu) erhalten ist, können viele - oder alle - supersymmetrische Teilchen mit nennenswerter Breite in ihren Standardmodell-Superpartner und ein Gravitino zerfallen, was interessante Möglichkeiten eröffnet:

1. In den meisten supersymmetrischen Modellen ist das leichteste Neutralino ein Kandidat für Dunkle Materie, da viele Zerfälle in diesem Teilchen enden. Existiert ein ausreichend leichtes Gravitino, so kann es die Rolle des leichtesten Neutralinos übernehmen und ist dann der Kandidat für Dunkle Materie.
2. Die Zerfälle in ein Gravitino könnten in zukünftigen Teilchenbeschleunigern nachgewiesen werden. Dies kann im Falle kurzer Lebensdauern der Sparticles durch Zerfall im Inneren des Detektors geschehen. Im Fall längerer Lebensdauern besteht die Idee, Charginos außerhalb des Detektors zu stoppen um sie dort zerfallen zu lassen.

Prinzipiell kann das Gravitino direkt in Teilchenkollisionen erzeugt werden, wofür oft ein Monojet-Signal (eine Energiedeposition in nur einer Region des Detektors und fehlende Energie durch das nicht detektierte Gravitino) erwartet wird. Die Wahrscheinlichkeit für eine solche Produktion sinkt mit zunehmender Masse des Gravitinos, woraus sich untere teilchenphysikalische Grenzen für die Gravitinomasse angeben lassen.