miércoles, 25 de junio de 2025

Gauginos (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Gauginos


Los gauginos son partículas hipotéticas propuestas por la supersimetría, que serían los supercompañeros fermiónicos (espín ½) de los bosones gauge del modelo estándar (que tienen espín 1).

Gaugino = Supercompañeros del bosón de gauge.




Características


La supersimetría extiende el modelo estándar postulando que cada partícula tiene un compañero supersimétrico :

Partícula del SM    Tipo (espín)    Compañero SUSY    Tipo (espín)
Electrón    Fermión (½)    Selectrón        Bosón (0)
Gluón    Bosón (1)    Gluino        Fermión (½)
W, Z, fotón    Bosones (1)    Wino, Zino, Fotino        Fermiones (½)

Entonces, los gauginos son fermiones asociados a los campos gauge del SM.


Tabla detallada


Gaugino    Supercompañero de...        Asociado al grupo gauge
Gluino (g~\tilde{g})            Gluón                SU(3)C_C (QCD)
Wino (W~±,W~0\tilde{W}^\pm, \tilde{W}^0)            Bosón W                SU(2)L_L
Zino (Z~\tilde{Z})            Bosón Z                Mezcla neutral
Fotino (γ~\tilde{\gamma})            Fotón                U(1)Y_Y (hipercarga)

En muchos modelos supersimétricos, como el MSSM (Modelo Mínimamente Supersimétrico), estos gauginos pueden mezclarse entre sí, formando nuevas partículas llamadas:
  • Neutralinos (mezcla neutra de Zino, Fotino, Higgsinos).

  • Carguinos (mezcla cargada de Winos y Higgsinos).

  • Gravitino (también se postularía la existencia de un supercompañero del hipotético Gravitón)


Resumen de Características Generales de los Gauginos


PropiedadValor hipotético
Espín½ (son fermiones)
Masa                        No se conoce (la SUSY debe romperse)
CargaVaría según el bosón asociado
Detectados?❌ No (hasta ahora, en ningún experimento)
Importancia
Posibles candidatos a materia oscura (como el neutralino más ligero)


Objetivo de postular su existencia

  • SUSY soluciona varios problemas del modelo estándar, como:

    • El problema de jerarquía (relacionado con la masa del bosón de Higgs).

    • La unificación de acoplamientos de fuerzas.

    • La existencia de un candidato natural para la materia oscura.

  • Gauginos son esenciales en ese marco:

    • El gluino afecta la física de colisionadores.

    • El neutralino más ligero podría ser estable y neutro, ideal para materia oscura.

  • No se ha detectado ningún gaugino hasta ahora, ni en el LHC ni en otros experimentos.

  • Si existen, la supersimetría debe estar rota, es decir, los gauginos tendrían masas mucho mayores que sus compañeros del modelo estándar.

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