Нова Теорія всього: Фізики запропонували заміну Стандартної моделі

Вчені з Інституту гравітаційної фізики Товариства Макса Планка (Німеччина) та Варшавського університету (Польща) розширили Стандартну модель фізики елементарних частинок, включивши в неї гравітацію. Нове теоретичне побудова, яке може виявитися остаточної Теорією всього, передбачає існування частинок з незвичайними властивостями. Про це повідомляється в прес-релізі на Phys.org.

Властивості відомих елементарних частинок описується Стандартною моделлю, яка підтверджується експериментально, але не може пояснити ряд фізичних явищ (наприклад, походження маси, нейтринні осциляції і походження темної маси). Крім того, Стандартна модель описує електромагнітну, слабку і сильну взаємодію, але не включає гравітацію. Іншими словами, вона не узгоджується з загальною теорією відносності при розгляді таких явищ, як Великий вибух або існування горизонту подій чорної діри.

Для вирішення цієї проблеми вчені запропонували різні гіпотетичні принципи, що відносяться до так званої Нової фізики. Згідно одному з них — суперсиметрії — кожної відомої елементарній частці відповідає важчий за масою суперпартнер. Так, відомим бозонам відповідають гіпотетичні ферміони, а відомим фермионам — бозони. При об'єднанні принципів загальної теорії відносності та суперсиметрії зникають деякі протиріччя, що виникають при спробі включення гравітації в квантову механіку. Таку фізичну теорію називають супергравитацией. На думку деяких вчених, супергравитация є Теорією всього, що описує всі відомі фундаментальні взаємодії.

Однак при спробі об'єднання супергравітації зі Стандартною моделлю виникла проблема. Передбачені значення заряду частинок змістилися на 1/6 у порівнянні з спостережуваними значеннями (теорія передбачала, що у електрона заряд повинен бути не -1, а - 5/6). Для вирішення цієї проблеми вчені модифікували групу симетрій U(1), завдяки яким електромагнітне взаємодія вдається вписати в суперсиметрію. Це дозволило отримати симетрії для електромагнітного U(1) і сильної взаємодії SU(3), відомі з Стандартної моделі. Але ця модифікація не враховувала симетрії SU(2) для слабкої взаємодії.

У новій роботі вчені показали, що слабка взаємодія можна вписати в теорію через нескінченну групу симетрій E10. За словами дослідників, використання математичного інструменту замість симетрії SU(2) точно пророкує число фермионов в Стандартній моделі і електричні заряди частинок. Вона пояснює, чому пошук частинок Нової фізики на Великому адронному колайдері не був успішним. Крім того, вона передбачає існування частинок з абсолютно новими властивостями, деякі з яких можна виявити за допомогою сучасного обладнання.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що нова аномалія порушила Стандартну модель фізики.

Категория: Технологии