Da in einigen Beiträgen über Dunkle Materie spekuliert wird, möchte ich mal eine Theorie vorstellen, von der man evtl. eine Lösung erwartet und die möglicherweise auch am LHC Testbar ist -die sogenannte Supersymmetrie SUSY bzw. die "Minimale supersymmetriesche Erweiterung des Standardmodells" MSSM.
Bei der Supersymmetrie führt man eine erstaunliche neue Symmetrie ein. Diese ordnet jedem Boson (ganzzahliger Spin) ein Fermion (halbzahliger Spin) zu und umgekehrt. Man verdoppelt also gewissermaßen die Teilchen
gewöhnliches Teilchen => supersymmetrischer Partner
Elektron => Selektron
Quark => Squark
Neutrino => Neutralino
Photon => Photino
Gluon => Gluino
W, Z => Wino, Zino
Higgs => Higgsino
Graviton => Gravitino
Die rechts stehenden supersymmetrischen Partnerteilchen haben dabei einen um die Einheit 1/2 abweichenden Spin, z.B: hätte das Gravitino Spin 3/2.
Das MSSM Hat eine Reihe netter Eigenschaften, aber auch viele Probleme, z.B. sind die supersymmetrischen Partnerteilchen bisher nicht nachgewiesen; die Brechnung der Supersymmetrie (die supersymmetrischen Partnerteilchen müssten eine wesentlich größere Masse haben) erfordert neue Higgs-Teilchen und ist notorisch schwierig; das MSSM Hat über hundert freie Parameter, die anzupassen wären.
Zur DM:
Jedes supersymmetrische Partnerteilchen hat eine neue Eigenschaft, die sogenannte Superladung bzw. die R-Parity. Diese Quantenzahl ist eine Erhaltungsgröße. So kann z.B. ein supersymmetrisches Teilchen in ein leichteres ebenfalls supersymmetrisches Teilchen plus normale Teilchen zerfallen. Aber der Zerfall in ausschließlich normale Teilchen ist verboten, da dabei die Superladung nicht erhalten wäre.
Damit ist das leichteste supersymmetrische Teilchen ein natürlicher Kandidat für die DM, denn
- es kann nicht weiter zerfallen und ist somit stabil
- es wechselwirkt nur schwach mit normaler Materie
- es muss aufgrund der Supersymmetriebrechung eine relativ große Masse haben
In vielen Theorien nimmt man an, dass das Neutralino diese Rolle spielen könnte. Wir wären damit von einem See von Neutralinos umspühlt, ohne dass wir dies bemerken würden, denn die Wechselwirkung der Neutralinos mit normaler Materie wäre nochmals wesentlich schwächer als die der gewöhnliches Neutrinos.
Solange aber der Nachweis der SUSY aussteht, ist das Spekulation. Mal sehen, was der LHC da Neues bringt
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Dunkle Materie und Supersymmetrie
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Tom
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Sir Karl R. Popper
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