A Max Planck Gravitációs Fizikai Intézet (Németország) és a Varsói Egyetem (Lengyelország) tudósai kibővítették a részecskefizika standard modelljét a gravitációval. Az új elméleti konstrukció, amely kiderülhet, hogy mindennek a végső elmélete, szokatlan tulajdonságú részecskék létét jósolja. Ezt a Phys.org sajtóközleményében jelentették be.
Az ismert elemi részecskék tulajdonságait a standard modell írja le, amelyet kísérletileg megerősítettek, de számos fizikai jelenséget (például a tömeg eredetét, a neutrino-rezgéseket és a sötét tömeg eredetét) nem lehet megmagyarázni. Ezenkívül a standard modell leírja az elektromágneses, gyenge és erős kölcsönhatásokat, de nem tartalmazza a gravitációt. Más szavakkal, nem egyeztethető össze az általános relativitáselmélettel, ha olyan jelenségeket veszünk figyelembe, mint az Nagy Bumm vagy a fekete lyuk eseményhorizontjának létezése.
A probléma megoldására a tudósok különféle hipotetikus elveket javasoltak az úgynevezett új fizikával kapcsolatban. Egyikük szerint - szuperszimmetria - minden ismert elemi részecske egy nagyobb tömegű szuperpartnernek felel meg. Így a hipotetikus fermionok az ismert bozonoknak, a bozonok pedig az ismert fermionoknak felelnek meg. Az általános relativitáselmélet és a szuperszimmetria elveinek egyesítésekor eltűnnek azok az ellentmondások, amelyek a gravitáció kvantummechanikába való beépítésének kísérlete során merülnek fel. Ezt a fizikai elméletet szupergravitációnak nevezzük. Egyes tudósok szerint a szupergravitáció minden elmélete, amely leírja az összes ismert alapvető kölcsönhatást.
Probléma merült fel azonban a szupergravitáció és a Standard modell kombinálásakor. Az elemi részecskék töltésének előre jelzett értékei 1/6-mal elmozdultak a megfigyelt értékekhez képest (az elmélet azt jósolta, hogy az elektronnak nem -1, hanem - 5/6 töltésűnek kell lennie). A probléma megoldása érdekében a tudósok módosították az U (1) szimmetria csoportot, amelynek köszönhetően az elektromágneses interakció beírható a szuperszimmetriába. Ez lehetővé tette a standard modellből ismert elektromágneses U (1) és erős kölcsönhatás SU (3) szimmetriáinak megszerzését. De ez a módosítás nem vette figyelembe a gyenge interakció SU (2) szimmetriáját.
Egy új munkában a tudósok kimutatták, hogy a gyenge kölcsönhatás az E10 végtelen szimmetriacsoporton keresztül beírható az elméletbe. Ezzel a matematikai eszközzel az SU (2) helyett a szimmetria pontosan megjósolja a standard modell fermionjainak számát és a részecskék elektromos töltését - közölték a kutatók. Megmagyarázza, miért nem sikerült az új fizika részecskék keresése a nagy hadron ütközőnél. Ezenkívül megjósolja a teljesen új tulajdonságokkal rendelkező részecskék létezését, amelyek egy része modern berendezéssel kimutatható.