En las teorías de supergravedad combinando la relatividad general y la supersimetría, el gravitino (G͂) es el fermion gauge supersimetrico, compañero del graviton. Se ha sugerido como un candidato para la materia oscura.
Si existe, es un fermion de spin 3⁄2 por lo que obedece a la ecuación Rarita-Schwinger . El campo del gravitino está convencionalmente escrito como ψμα with μ = 0,1,2,3 un índice de cuatro vectores y α = 1,2 un spin o indice. Para μ = 0 uno obtendría modos norma negativos, al igual que con todas las partículas de spin 1 o superior. Estos modos no son físicos, y por coherencia debe haber una simetría gauge que anula estos modos: δψμα = ∂μεα donde εα(x) es un spin o función del espacio-tiempo. Esta simetría gauge es una transformación supersimetría local y la teoría resultante es supergravedad.
Así, el gravitino es el fermión mediador de interacciones de supergravedad, al igual que el fotón está mediando el electromagnetismo, y el gravitón está presumiblemente mediando la gravitación. Siempre que la supersimetría se rompe en las teorías de supergravedad, adquiere una masa que está determinado por la escala en que la supersimetría se rompe. Esto varía mucho entre los diferentes modelos de supersimetría ruptura, pero si la supersimetría está para resolver el problema de la jerarquía del Modelo Estándar, el gravitino no puede ser más masivo que alrededor de 1 TeV/c2.
Si el gravitino de hecho tiene una masa del orden de TeV, entonces se crea un problema en el modelo estándar de la cosmología, al menos ingenuamente.
Una opción es que el gravitino sea estable. Este sería el caso si el gravitino es la partícula supersimetrica más ligera y R-paridad se conserva (o casi). En este caso el gravitino es un candidato para la materia oscura; como se habrán creado tales gravitones en el universo muy temprano. Sin embargo, se puede calcular la densidad de gravitones y resulta ser mucho mayor que la densidad observada materia oscura.
La otra opción es que el gravitino sea inestable. Así, los gravitinos mencionados anteriormente serían decadencia y no contribuirán a la densidad de la materia oscura observada. Sin embargo, ya se desintegran sólo a través de las interacciones gravitacionales, su vida sería muy larga, del orden de Mpl2 ∕ m3 en unidades naturales, donde Mpl es la masa de Planck y m es la masa de un gravitino. Para una masa de un gravitino del orden del TeV esto sería 105 s, mucho más tarde que la era de la nucleosíntesis. Al menos un posible canal de decaimiento debe incluir ya sea un fotón, un leptón cargado o un mesón, cada uno de los cuales sería suficiente energía para destruir un núcleo si se golpea uno. Se puede demostrar que tales partículas energéticas suficientes se crearán en la decadencia como para destruir casi todos los núcleos creados en la era de la nucleosíntesis, en contraste con las observaciones. De hecho, en tal caso se habría hecho el universo de hidrógeno solo, y la formación de estrellas probablemente sería imposible.
Una posible solución al problema cosmológico gravitino es el modelo de la split supersimetría, donde la masa gravitino es mucho mayor que la escala TeV, pero otros socios supersimétricas fermiónicos de partículas modelo estándar ya aparecen en esta escala.
Otra solución es que R-paridad es ligeramente violada y el gravitino es la partícula supersimetrica más ligera. Esto hace que casi todas las partículas supersimetrias en el Universo temprano a decaer en partículas del modelo estándar a través de R-paridad violando interacciones bien antes de la síntesis de núcleos primordiales; una pequeña fracción sin embargo decae en gravitinos, cuya vida media es en órden de magnitud mayor que la edad del Universo debido a la supresión de la tasa de descomposición de la escala de Planck y que la pequeña R-paridad viola los acoplamientos.