Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru Fizică Gravitațională (Germania) și Universitatea din Varșovia (Polonia) au extins Modelul standard de fizică a particulelor pentru a include gravitația. Noua construcție teoretică, care s-ar putea dovedi a fi teoria finală a totul, prezice existența particulelor cu proprietăți neobișnuite. Acest lucru a fost anunțat într-un comunicat de presă pe Phys.org.
Proprietățile particulelor elementare cunoscute sunt descrise de modelul standard, care este confirmat experimental, dar nu poate explica o serie de fenomene fizice (de exemplu, originea masei, oscilațiile neutrino și originea masei întunecate). În plus, modelul standard descrie interacțiuni electromagnetice, slabe și puternice, dar nu include gravitația. Cu alte cuvinte, este incompatibil cu relativitatea generală atunci când se iau în considerare fenomene precum Big Bang-ul sau existența unui orizont de evenimente cu gaură neagră.
Pentru a rezolva această problemă, oamenii de știință au propus diferite principii ipotetice legate de așa-numita Fizică Nouă. Conform uneia dintre ele - supersimetrie - fiecare particulă elementară cunoscută corespunde unui superpartener cu o masă mai grea. Astfel, fermionii ipotetici corespund cu bosoni cunoscuți, iar bosonii cu fermioni cunoscuți. Atunci când principiile relativității generale și supersimetria sunt combinate, unele dintre contradicțiile care apar atunci când se încearcă încorporarea gravitației în mecanica cuantică dispar. Această teorie fizică se numește supergravitate. Potrivit unor oameni de știință, supergravitatea este Teoria Totului, care descrie toate interacțiunile fundamentale cunoscute.
Cu toate acestea, atunci când încercam să combinăm supergravitatea cu modelul standard, a apărut o problemă. Valorile prezise ale sarcinii particulelor elementare s-au deplasat cu 1/6 în comparație cu valorile observate (teoria a prezis că electronul ar trebui să aibă o sarcină nu -1, ci - 5/6). Pentru a rezolva această problemă, oamenii de știință au modificat grupul de simetrie U (1), datorită căruia interacțiunea electromagnetică poate fi scrisă în supersimetrie. Acest lucru a făcut posibilă obținerea de simetrii pentru U (1) electromagnetic și interacțiunea puternică SU (3), cunoscute din modelul standard. Dar această modificare nu a ținut cont de simetria SU (2) pentru interacțiunea slabă.
Într-o nouă lucrare, oamenii de știință au arătat că interacțiunea slabă poate fi scrisă în teorie prin grupul de simetrie infinită E10. Utilizarea acestui instrument matematic în locul simetriei SU (2) prezice cu precizie numărul fermionilor din modelul standard și sarcinile electrice ale particulelor, au spus cercetătorii. Ea explică de ce căutarea particulelor de fizică nouă la marele coliziune de hadroni nu a avut succes. În plus, prezice existența particulelor cu proprietăți complet noi, dintre care unele pot fi detectate folosind echipamente moderne.
