Znanstvenici s Instituta za gravitacijsku fiziku Max Planck (Njemačka) i Sveučilišta u Varšavi (Poljska) proširili su Standardni model fizike čestica tako da uključuju gravitaciju. Nova teorijska konstrukcija, koja bi se mogla pokazati konačnom teorijom svega, predviđa postojanje čestica neobičnih svojstava. To je objavljeno u priopćenju za tisak na Phys.org.
Svojstva poznatih elementarnih čestica opisana su Standardnim modelom, koji je eksperimentalno potvrđen, ali ne može objasniti brojne fizičke pojave (na primjer, podrijetlo mase, neutrinske oscilacije i podrijetlo tamne mase). Uz to, standardni model opisuje elektromagnetske, slabe i jake interakcije, ali ne uključuje gravitaciju. Drugim riječima, to nije u skladu s općom relativnošću kada se razmatraju fenomeni poput Velikog praska ili postojanja horizonta događaja crne rupe.
Kako bi riješili ovaj problem, znanstvenici su predložili razne hipotetske principe povezane s takozvanom Novom fizikom. Prema jednom od njih - supersimetriji - svaka poznata elementarna čestica odgovara superpartneru s većom masom. Dakle, hipotetski fermioni odgovaraju poznatim bozonima, a bozoni poznatim fermionima. Kad se kombiniraju principi opće relativnosti i supersimetrije, nestaju neka proturječja koja se javljaju kad se gravitacija pokušava integrirati u kvantnu mehaniku. Ova fizička teorija naziva se supergravitacija. Prema nekim znanstvenicima, supergravitacija je Teorija svega, koja opisuje sve poznate temeljne interakcije.
Međutim, prilikom pokušaja kombiniranja supergravitacije sa Standardnim modelom pojavio se problem. Predviđene vrijednosti naboja elementarnih čestica pomaknule su se za 1/6 u odnosu na promatrane vrijednosti (teorija je predviđala da elektron treba imati naboj ne -1, već - 5/6). Da bi riješili taj problem, znanstvenici su modificirali skupinu simetrije U (1), zahvaljujući kojoj se elektromagnetska interakcija može zapisati u supersimetriju. To je omogućilo dobivanje simetrija za elektromagnetski U (1) i snažnu interakciju SU (3), poznate iz Standardnog modela. No, ova modifikacija nije uzela u obzir SU (2) simetriju za slabu interakciju.
U novom radu znanstvenici su pokazali da se slaba interakcija može upisati u teoriju putem beskonačne skupine simetrije E10. Korištenjem ovog matematičkog alata umjesto SU (2) simetrija precizno predviđa broj fermiona u Standardnom modelu i električne naboje čestica, rekli su istraživači. Objašnjava zašto potraga za česticama nove fizike na Velikom hadronskom sudaraču nije bila uspješna. Uz to, predviđa postojanje čestica s potpuno novim svojstvima, od kojih se neke mogu otkriti pomoću moderne opreme.
