Higgsino

Higgsinos (zusammenfassendes Formelsymbol H ~ {\displaystyle {\tilde {H}}} ) sind in supersymmetrischen Theorien der Elementarteilchenphysik die hypothetischen fermionischen Superpartner der bosonischen Higgs-Felder H {\displaystyle H\,\!} .[1]

Analog zur Anzahl der Higgs-Felder gibt es daher im MSSM insgesamt fünf Higgsinos:

Higgsinos
zugehöriges Higgs-Feld
H {\displaystyle H\,\!} enthalten in …
Masse Elektrische Ladung Symmetrie-
eigenschaft
neutral geladen
Standardmodell
(Higgs-Boson)
rel. leicht h ~ 0 {\displaystyle {\tilde {h}}^{0}} - Skalar
MSSM schwer H ~ 0 {\displaystyle {\tilde {H}}^{0}} H ~ + , H ~ {\displaystyle {\tilde {H}}^{+},{\tilde {H}}^{-}}
A ~ 0 {\displaystyle {\tilde {A}}^{0}} - Pseudoskalar

Mischung zu Masseneigenzuständen

Aufgrund übereinstimmender Quantenzahlen (Spin, elektrische und Farbladung) mischen die Higgsinos als Wechselwirkungseigenzustände mit den nicht beobachtbaren Gaugino-Superpartnern der W- und B-Felder, den Winos W ~ {\displaystyle {\tilde {W}}} und dem Bino B ~ {\displaystyle {\tilde {B}}} , zu folgenden beobachtbaren Masseneigenzuständen:

  • vier elektrisch neutrale Majorana-Fermionen: die Neutralinos χ ~ 1 0 χ ~ 4 0 {\displaystyle {\tilde {\chi }}_{1}^{0}\dots {\tilde {\chi }}_{4}^{0}} bzw. N ~ 1 0 N ~ 4 0 {\displaystyle {\tilde {N}}_{1}^{0}\dots {\tilde {N}}_{4}^{0}}
    (aus den neutralen Gauginos W ~ 0 {\displaystyle {\tilde {W}}^{0}} und B ~ 0 {\displaystyle {\tilde {B}}^{0}} bzw. dem Photino γ ~ {\displaystyle {\tilde {\gamma }}} und dem Zino Z ~ 0 {\displaystyle {\tilde {Z}}^{0}} sowie den neutralen Higgsinos h ~ 0 {\displaystyle {\tilde {h}}^{0}} und H ~ 0 {\displaystyle {\tilde {H}}^{0}} bzw. H ~ a 0 {\displaystyle {\tilde {H}}_{a}^{0}} und H ~ b 0 {\displaystyle {\tilde {H}}_{b}^{0}} )
  • zwei Paar elektrisch geladene Dirac-Fermionen: die Charginos χ ~ 1 + {\displaystyle {\tilde {\chi }}_{1}^{+}} / χ ~ 1 {\displaystyle {\tilde {\chi }}_{1}^{-}} und χ ~ 2 + {\displaystyle {\tilde {\chi }}_{2}^{+}} / χ ~ 2 {\displaystyle {\tilde {\chi }}_{2}^{-}} bzw. C ~ 1 + {\displaystyle {\tilde {C}}_{1}^{+}} / C ~ 1 {\displaystyle {\tilde {C}}_{1}^{-}} und C ~ 2 + {\displaystyle {\tilde {C}}_{2}^{+}} / C ~ 2 {\displaystyle {\tilde {C}}_{2}^{-}}
    (aus den geladenen Gauginos W ~ 1 {\displaystyle {\tilde {W}}^{1}} und W ~ 2 {\displaystyle {\tilde {W}}^{2}} bzw. W ~ + {\displaystyle {\tilde {W}}^{+}} und W ~ {\displaystyle {\tilde {W}}^{-}} sowie den geladenen Higgsinos H ~ + {\displaystyle {\tilde {H}}^{+}} und H ~ {\displaystyle {\tilde {H}}^{-}} ).

Dagegen sind im Standardmodell keine Higgs-Felder dafür nötig, dass die Vermischungen der entsprechenden Felder der elektroschwachen Wechselwirkung infolge spontaner Symmetriebrechung beobachtbar werden:

  • Vermischung der Felder W0 und B0 zu den neutralen Z-Bosonen und Photonen
  • Vermischung der Felder W1 und W2 zu den geladenen W+- und W-Bosonen.

Fußnoten

  1. Bereits das minimale supersymmetrische Standardmodell (MSSM) verlangt mehrere Higgs-Felder, siehe Higgs-Teilchen im MSSM.