チャージーノ

チャージーノ（chargino）は、超対称性理論（SUSY）において予言されている、未だ発見されていない素粒子の一つです。超対称性理論は、自然界の基本的な構成要素であるフェルミオン（物質を構成する粒子）とボソン（力を媒介する粒子）の間に、未発見の対応関係が存在すると仮定します。

チャージーノの構成

チャージーノは、特に弱い相互作用を媒介するゲージ粒子であるWボソンと、ヒッグス粒子に関連しています。Wボソンは電荷を持つため、正電荷と負電荷の2種類が存在し、これらに対応する超対称性パートナーとして、それぞれウィーノと呼ばれる粒子が予言されています。

一方、標準模型を拡張した超対称性理論のシンプルなモデルでは、ヒッグス粒子が2組存在すると仮定されます。これにより、2種類の荷電ヒッグス粒子に対応する超対称性パートナーとして、荷電ヒッグシーノと呼ばれる粒子が予言されます。

チャージーノは、これらのウィーノと荷電ヒッグシーノが混合した状態として現れる、質量固有状態の粒子です。具体的には、2種類のチャージーノが存在し、質量の小さい順にチャージーノ1（$\tilde{\chi}_1^{\pm}$）、チャージーノ2（$\tilde{\chi}_2^{\pm}$）と呼ばれます。

チャージーノの性質

チャージーノはディラックフェルミオンであるため、左巻きと右巻きの成分を持ちます。それぞれの成分は、正または負の電荷を持つウィーノと、いずれかの荷電ヒッグシーノの混合状態として記述されます。この混合比は、超対称性理論のパラメータに依存し、チャージーノの相互作用や崩壊モードに影響を与えます。

超対称性理論における重要性

チャージーノは、超対称性理論の検証において重要な役割を担うと考えられています。もしチャージーノが発見されれば、超対称性理論の有力な証拠となり、標準模型を超える物理の解明に貢献する可能性があります。また、チャージーノの質量や相互作用を精密に測定することで、超対称性パラメータの制約や、より高エネルギー領域の物理現象に関する手がかりを得られると期待されています。

現在、LHC（大型ハドロン衝突型加速器）などの実験施設で、チャージーノの探索が行われています。しかし、未だ発見には至っていません。チャージーノの質量が非常に大きい場合や、特定の崩壊モードが抑制されている場合など、検出が困難なシナリオも考えられます。今後の実験の進展により、チャージーノの発見、または存在限界が明らかになることが期待されます。

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