La paridad R es un concepto en física de partículas . En el modelo estándar mínimo supersimétrico , el número de bariones y el número de leptones ya no se conservan en todos los acoplamientos renormalizables de la teoría. Dado que la conservación del número de bariones y del número de leptones se ha probado con mucha precisión, estos acoplamientos deben ser muy pequeños para no entrar en conflicto con los datos experimentales. La paridad R es unsimetría que actúa sobre los campos del Modelo Estándar Mínimo Supersimétrico (MSSM) que prohíbe estos acoplamientos y puede definirse como [1]
o, de manera equivalente, como
donde s es el espín , B es el número de bariones y L es el número de leptones . Todas las partículas del modelo estándar tienen una paridad R de +1, mientras que las partículas supersimétricas tienen una paridad R de -1.
Tenga en cuenta que existen diferentes formas de paridad con diferentes efectos y principios, no se debe confundir esta paridad con cualquier otra paridad .
Candidato a materia oscura
Con la paridad R conservada, la partícula supersimétrica más ligera ( LSP ) no puede decaer. Esta partícula más ligera (si existe) puede, por lo tanto, explicar la masa perdida observada del universo que generalmente se llama materia oscura . [2] Para ajustar las observaciones, se supone que esta partícula tiene una masa de100 GeV / c 2 hasta1 TeV / c 2 , es neutral y solo interactúa a través de interacciones débiles e interacciones gravitacionales . A menudo se le llama partícula masiva de interacción débil o WIMP.
Normalmente, el candidato de materia oscura del MSSM es una mezcla de los gauginos electrodébiles y los higgsinos y se llama neutralino . En extensiones del MSSM es posible que un sneutrino sea el candidato a materia oscura. Otra posibilidad es el gravitino , que solo interactúa a través de interacciones gravitacionales y no requiere una paridad R estricta.
R-paridad violando acoplamientos del MSSM
Los acoplamientos que violan la paridad R renormalizable del MSSM son
- viola B por 1 unidad
La restricción más fuerte que involucra este acoplamiento solo es la no observación de las oscilaciones neutrón-antineutrón.
- viola L por 1 unidad
La restricción más fuerte que involucra este acoplamiento solo es la violación de la universalidad de la constante de Fermi en quarks y decaimientos de corriente cargada leptónica.
- viola L por 1 unidad
La restricción más fuerte que involucra este acoplamiento solo es la violación de la universalidad de la constante de Fermi en las desintegraciones de corriente cargadas leptónicas.
- viola L por 1 unidad
La restricción más fuerte que involucra este acoplamiento solo es que conduce a una gran masa de neutrinos.
Si bien las restricciones sobre los acoplamientos simples son razonablemente fuertes, si se combinan múltiples acoplamientos, conducen a la desintegración de protones . Por tanto, existen otros límites máximos en los valores de los acoplamientos a partir de los límites máximos en la tasa de desintegración de protones.
Decaimiento de protones
![R-parity violating decay.svg](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/7/71/R-parity_violating_decay.svg/134px-R-parity_violating_decay.svg.png)
Sin que el número de bariones y leptones se conserve y tome acoplamientos para los acoplamientos que violan la paridad R, el protón puede decaer en aproximadamente 10-2 segundos o si se supone una violación mínima del sabor, la vida útil del protón puede extenderse a 1 año. Dado que se observa que la vida útil del protón es superior a 10 33 a 10 34 años (dependiendo del canal de desintegración exacto), esto desfavorecería mucho el modelo. La paridad R establece todos los acoplamientos que violan el número de bariones y leptones renormalizables en cero y el protón es estable en el nivel renormalizable y la vida útil del protón aumenta a 10 32 años y es casi consistente con los datos de observación actuales.
Debido a que la desintegración de protones implica violar el número de leptones y bariones simultáneamente, ningún acoplamiento que viole la paridad R renormalizable individual conduce a la desintegración de protones. Esto ha motivado el estudio de la violación de la paridad R, donde solo un conjunto de acoplamientos que violan la paridad R son distintos de cero, lo que a veces se denomina hipótesis de dominancia de acoplamiento único.
Posibles orígenes de la paridad R
Una forma muy atractiva de motivar la paridad R es con una simetría de calibre continua B - L que se rompe espontáneamente a una escala inaccesible para los experimentos actuales. Un continuoprohíbe términos renormalizables que violan B y L . [3] [4] [5] [6] Sisolo se rompe por valores de expectativa de vacío escalar (u otros parámetros de orden) que llevan valores enteros pares de 3 ( B - L ) , entonces existe un subgrupo remanente discreto exactamente conservado que tiene las propiedades deseadas. [7] [8] [9] [10] [11] La cuestión crucial es determinar si el sneutrino (el socio supersimétrico del neutrino), que es impar bajo la paridad R, desarrolla un valor esperado de vacío. Se puede demostrar, sobre bases fenomenológicas, que esto no puede suceder en ninguna teoría dondese rompe a una escala muy superior a la electrodébil . Esto es cierto en cualquier teoría basada en un mecanismo de balancín a gran escala . [12] Como consecuencia, en tales teorías la paridad R permanece exacta en todas las energías.
Este fenómeno puede surgir como una simetría automática en SO (10) grandes teorías unificadas . Esta ocurrencia natural de la paridad R es posible porque en SO (10) los fermiones del Modelo Estándar surgen de la representación de espinor de 16 dimensiones , mientras que el Higgs surge de una representación de vector de 10 dimensiones. Para hacer un acoplamiento invariante SO (10), se debe tener un número par de campos de espinor (es decir, hay una paridad de espinor). Después de la ruptura de la simetría GUT, esta paridad de espinor desciende a la paridad R siempre que no se usen campos de espinor para romper la simetría de GUT. Se han construido ejemplos explícitos de tales teorías SO (10). [13] [14]
Ver también
Referencias
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enlaces externos
- Barbier, R .; et al. (2005). "R-paridad violando la supersimetría". Informes de física . 420 (1–6): 1–195. arXiv : hep-ph / 0406039 . Código Bibliográfico : 2005PhR ... 420 .... 1B . doi : 10.1016 / j.physrep.2005.08.006 .
- " Violación de paridad R ..." xstructure.inr.ac.ru .
- "Violación de la paridad R ..." FNAL . Archivado desde el original el 28 de mayo de 2010.