Chargino

In der Elementarteilchenphysik sind Charginos hypothetische, elektrisch geladene (englisch charge) Elementarteilchen, die in supersymmetrischen Theorien auftreten. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass jedem (Quanten-)Feld ein Partnerfeld zugeordnet wird, das sich im Spin vom Original um den Betrag 1/2 unterscheidet. Da die Ausgangsfelder hier Bosonen sind (ganzzahliger Spin), müssen die Charginos selbst somit Fermionen sein (halbzahliger Spin). Insbesondere sind Charginos Dirac-Fermionen, d. h., sie unterscheiden sich von ihren Antiteilchen in der elektrischen Ladung.

Zwei Charginopaare im MSSM

Im minimalen supersymmetrischen Standardmodell (MSSM) sind Charginos Überlagerungszustände (Mischungen, Linearkombinationen) aus Superpartnern elektrisch geladener Eich- und Higgsfelder. Bei ersteren handelt es sich um die Gauginos ${\displaystyle {\tilde {W}}^{1}}$ und ${\displaystyle {\tilde {W}}^{2}}$ (Winos, Partner der Felder W¹ und W²), bei letzteren um die geladenen Higgsinos (Partner der hypothetischen geladenen Higgs-Bosonen). Es ergeben sich die Chargino-Paare 1 und 2, abgekürzt mit ${\displaystyle {\tilde {\chi }}_{1}^{\pm }}$ und ${\displaystyle {\tilde {\chi }}_{2}^{\pm }}$ (manchmal auch ${\displaystyle {\tilde {C}}_{1}^{\pm }}$ und ${\displaystyle {\tilde {C}}_{2}^{\pm }}$).

Alternative Zusammensetzung

Die postulierten Charginos können auch als Superposition der geladenen Wino-Felder ${\displaystyle {\tilde {W}}^{\pm }}$ (anstelle von ${\displaystyle {\tilde {W}}^{1}}$ und ${\displaystyle {\tilde {W}}^{2}}$) mit den geladenen Higgsinos ausgedrückt werden.

Die geladenen Wino-Felder ${\displaystyle {\tilde {W}}^{\pm }}$ sind nämlich selbst bereits Linearkombinationen von ${\displaystyle {\tilde {W}}^{1}}$ und ${\displaystyle {\tilde {W}}^{2}}$, in derselben Weise wie nach dem Standardmodell die elektrisch geladenen W-Bosonen ${\displaystyle W^{\pm }}$ Mischungen der Felder W¹ und W² sind:

${\displaystyle {\Psi _{W^{+}} \choose \Psi _{W^{-}}}={\frac {1}{\sqrt {2}}}{\begin{pmatrix}1&i\\1&-i\end{pmatrix}}{\Psi _{W^{1}} \choose \Psi _{W^{2}}}}$

${\displaystyle \Rightarrow {\Psi _{{\tilde {W}}^{+}} \choose \Psi _{{\tilde {W}}^{-}}}={\frac {1}{\sqrt {2}}}{\begin{pmatrix}1&i\\1&-i\end{pmatrix}}{\Psi _{{\tilde {W}}^{1}} \choose \Psi _{{\tilde {W}}^{2}}}\,.}$
Darin ist ${\displaystyle \Psi }$ die Wellenfunktion

Wegen hier noch unberücksichtigten Mischung mit den geladenen Higgsinos sind die Felder ${\displaystyle {\tilde {W}}^{\pm }}$ jedoch – anders als W-Bosonen ${\displaystyle W^{\pm }}$ – noch keine Kandidaten für prinzipiell beobachtbare Teilchen.

Siehe auch

• Neutralino: Mischungen der ungeladenen Winos und Binos (Partner der elektrisch neutralen Z-Bosonen und Photonen) und der ungeladenen Higgsinos