차지노
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1. 개요
차지노는 초대칭 이론에서 예측되는 입자 중 하나로, 위노와 힉시노가 혼합되어 형성된 두 종류의 질량 고유 상태 입자이다. 차지노는 디랙 페르미온으로, 전하를 띤 위노와 힉시노의 혼합 상태를 가진다. 초대칭 이론은 표준 모형의 한계를 극복하기 위해 페르미온과 보손 사이에 초대칭이라는 대칭성을 가정하며, 차지노는 이러한 초대칭 입자 중 하나이다.
초대칭 이론에서는 표준 모형의 한계를 극복하기 위해 페르미온과 보손 사이에 초대칭이라는 대칭성이 존재한다고 가정한다. 초대칭 이론에서는 일반적인 페르미온에 대응하는 보손이, 일반적인 보손에는 대응하는 페르미온이 초대칭 입자로서 존재한다고 예측된다. 약한 상호작용을 매개하는 게이지 보손인 W 보손은 전하를 띠므로, 양의 전하를 가진 입자와 음의 전하를 가진 반입자가 있으며, 이에 대응하는 초대칭 파트너로 각각 양과 음의 전하를 가진 두 종류의 위노가 예측된다. 한편, 소립자의 표준 모형을 최소한으로 확장한 초대칭 이론 모형에서는 힉스 보손이 2쌍 존재하므로, 2종류의 전하를 띤 힉스 보손에 대응하는 초대칭 파트너로 2종류의 전하를 띤 힉시노가 예측된다. 차지노는 이것들이 혼합된 2종류의 질량 고유 상태의 입자이며, 질량이 작은 쪽을 차지노-1, 큰 쪽을 차지노-2라고 부른다. 또한, 차지노는 디랙 페르미온이므로 왼쪽 감김과 오른쪽 감김 성분이 있지만, 각 성분은 전하가 양 또는 음인 위노와 전하를 띤 힉시노 중 하나가 혼합된 상태이다.
2. 초대칭 이론과 차지노
2. 1. 초대칭 입자
초대칭 이론에서는 표준 모형의 모든 입자에 대해 초대칭 입자가 존재한다고 예측한다. 표준 모형의 페르미온에 대응하는 초대칭 입자를 스페르미온, 보손에 대응하는 초대칭 입자를 보시노라고 한다. 차지노는 전하를 띤 게이지 보손 (위노)과 힉스 보손 (힉시노)의 초대칭 파트너가 섞여 형성된 입자이다.
약한 상호작용을 매개하는 게이지 보손인 W 보손은 전하를 띠므로, 양의 전하를 가진 입자와 음의 전하를 가진 반입자가 있으며, 이에 대응하는 초대칭 파트너로 각각 양과 음의 전하를 가진 두 종류의 위노가 예측된다. 소립자의 표준 모형을 최소한으로 확장한 초대칭 이론 모형에서는 힉스 보손이 2쌍 존재하므로, 2종류의 전하를 띤 힉스 보손에 대응하는 초대칭 파트너로 2종류의 전하를 띤 힉시노가 예측된다. 차지노는 이것들이 혼합된 2종류의 질량 고유 상태의 입자이며, 질량이 작은 쪽을 차지노-1, 큰 쪽을 차지노-2라고 부른다. 또한, 차지노는 디랙 페르미온이므로 왼쪽 감김과 오른쪽 감김 성분이 있지만, 각 성분은 전하가 양 또는 음인 위노와 전하를 띤 힉시노 중 하나가 혼합된 상태이다.
2. 2. 위노와 힉시노
위노(Wino)는 약한 상호작용을 매개하는 W 보손의 초대칭 파트너이다. 힉시노(Higgsino)는 힉스 보손의 초대칭 파트너이다. 초대칭 이론에서는 두 종류의 전하를 띤 힉스 보손이 존재하므로, 두 종류의 전하를 띤 힉시노가 예측된다. W 보손은 전하를 띠므로, 양의 전하를 가진 입자와 음의 전하를 가진 반입자가 있으며, 이에 대응하는 초대칭 파트너로 각각 양과 음의 전하를 가진 두 종류의 위노가 예측된다.
2. 3. 차지노의 형성
차지노는 위노와 힉시노가 혼합되어 형성된 두 종류의 질량 고유 상태 입자이다. 질량이 작은 쪽을 차지노-1, 큰 쪽을 차지노-2라고 부른다. 초대칭 이론에 따르면, 일반적인 페르미온에 대응하는 보손이, 일반적인 보손에는 대응하는 페르미온이 초대칭 입자로서 존재한다고 예측된다. 약한 상호작용을 매개하는 게이지 보손인 W 보손은 전하를 띠므로, 양의 전하를 가진 입자와 음의 전하를 가진 반입자가 있으며, 이에 대응하는 초대칭 파트너로 각각 양과 음의 전하를 가진 두 종류의 위노가 예측된다. 소립자의 표준 모형을 최소한으로 확장한 초대칭 이론 모형에서는 힉스 보손이 2쌍 존재하므로, 2종류의 전하를 띤 힉스 보손에 대응하는 초대칭 파트너로 2종류의 전하를 띤 힉시노가 예측된다. 차지노는 디랙 페르미온이므로 왼쪽 감김과 오른쪽 감김 성분이 있지만, 각 성분은 전하가 양 또는 음인 위노와 전하를 띤 힉시노 중 하나가 혼합된 상태이다.
3. 차지노의 성질
3. 1. 질량
3. 2. 붕괴
4. 차지노 탐색 실험
4. 1. 한국의 연구
5. 같이 보기
5. 1. 초대칭 관련
5. 2. 입자물리학 관련
참조
[1]
서적
Lepton and Baryon Number Violation in Particle Physics, Astrophysics and Cosmology: Proceedings of the First International Symposium on Lepton and Baryon Number Violation (Lepton-Baryon 98), European Centre for Theoretical Studies (ECT), Trento, Italy, 2
https://books.google[...]
CRC Press
1999
[2]
논문
Search for Supersymmetry via Associated Production of Charginos and Neutralinos in Final States with Three Leptons
http://www-d0.fnal.g[...]
[3]
저널
Review of Particle Physics
http://pdg8.lbl.gov/[...]
2012
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