Гравитино — это теоретическая частица, которая занимает центральное место в современных исследованиях физики элементарных частиц и космологии. Несмотря на то, что ее существование пока не подтверждено, гравитино рассматривается как ключевой кандидат для объяснения природы темной материи и происхождения Вселенной.
В рамках теории суперсимметрии (SUSY), каждая известная элементарная частица имеет своего суперсимметричного партнера. Гравитино является таким партнером для гравитона — гипотетической частицы, которая, как предполагается, переносит силу гравитации в квантовой механике. Гравитино обладает спином 3/2. Гравитино, обладая спином 3/2, чрезвычайно слабо взаимодействует с обычной материей, что делает его идеальным кандидатом на роль частицы темной материи — невидимого вещества, составляющего около 27% массы Вселенной. Его свойства, такие как слабое взаимодействие и достаточная масса для влияния на формирование космических структур, соответствуют ожиданиям от частиц темной материи.
Если существование гравитино будет подтверждено, это может стать недостающим звеном между физикой элементарных частиц и космологией, а также помочь в создании квантовой теории гравитации — одной из главных задач теоретической физики. Исследования предполагают, что масса гравитино может находиться в диапазоне от нескольких ГэВ до ТэВ, что делает его потенциальным объектом для обнаружения в экспериментах по поиску темной материи. Однако, некоторые теории рассматривают супермассивные заряженные гравитино с массой, близкой к планковской.
Обнаружение гравитино представляет собой сложную задачу. Даже такие мощные установки, как Большой адронный коллайдер (БАК), пока не смогли его зафиксировать из-за его слабого взаимодействия. Однако ученые возлагают надежды на будущие поколения детекторов темной материи и эксперименты по точной космологии, которые могут предоставить косвенные улики. Разрабатываются новые спутники, такие как Jovian-1, и сверхчувствительные детекторы, способные улавливать редкие события взаимодействия гипотетических частиц темной материи, включая гравитино. Исследования также предполагают, что супермассивные заряженные гравитино могут быть обнаружены с помощью подземных нейтринных детекторов, таких как JUNO. Таким образом, гравитино находится на переднем крае теоретической и экспериментальной физики, и его открытие может привести к более глубокому пониманию природы реальности и фундаментальных сил Вселенной.