Znanstveniki z Inštituta za gravitacijsko fiziko Max Planck (Nemčija) in Univerze v Varšavi (Poljska) so Standardni model fizike delcev razširili na gravitacijo. Nova teoretična konstrukcija, ki se lahko izkaže za končno teorijo vsega, napoveduje obstoj delcev z nenavadnimi lastnostmi. To je bilo objavljeno v sporočilu za javnost na Phys.org.
Lastnosti znanih osnovnih delcev opisuje standardni model, ki je eksperimentalno potrjen, vendar ne more razložiti številnih fizikalnih pojavov (na primer izvor mase, nevtrino nihanje in izvor temne mase). Poleg tega standardni model opisuje elektromagnetne, šibke in močne interakcije, vendar ne vključuje gravitacije. Z drugimi besedami, to ni v skladu s splošno relativnostjo pri obravnavi pojavov, kot je Veliki pok ali obstoj obzorja črne luknje.
Za rešitev tega problema so znanstveniki predlagali različna hipotetična načela, povezana s tako imenovano novo fiziko. Po enem izmed njih - supersimetriji - vsak znani osnovni delček ustreza superpartnerju s težjo maso. Tako hipotetični fermioni ustrezajo znanim bozonom, bozoni pa znanim fermonom. Ko se združita načeli splošne relativnosti in supersimetrije, nekatera protislovja, ki se pojavijo pri poskusu vključitve gravitacije v kvantno mehaniko, izginejo. Ta fizikalna teorija se imenuje supergravitacija. Po mnenju nekaterih znanstvenikov je supergravitacija Teorija vsega, ki opisuje vse znane temeljne interakcije.
Vendar pa je prišlo do težave pri poskusu kombiniranja supergravitacije s standardnim modelom. Napovedane vrednosti naboja osnovnih delcev so se premaknile za 1/6 v primerjavi z opaženimi vrednostmi (teorija je predvidevala, da mora imeti elektron naboj ne -1, ampak - 5/6). Da bi rešili ta problem, so znanstveniki spremenili skupino simetrije U (1), zahvaljujoč kateri se lahko elektromagnetna interakcija vpiše v supersimetrijo. To je omogočilo pridobitev simetrije za elektromagnetni U (1) in močno interakcijo SU (3), znano iz standardnega modela. Toda ta sprememba ni upoštevala simetrije SU (2) za šibko interakcijo.
V novem delu so znanstveniki pokazali, da lahko šibko interakcijo v teorijo vpišemo z neskončno simetrično skupino E10. Z uporabo tega matematičnega orodja namesto SU (2) simetrija natančno napoveduje število fermionov v standardnem modelu in električne naboje delcev, so povedali raziskovalci. Pojasnjuje, zakaj iskanje delcev nove fizike na Velikem hadronskem trkalniku ni bilo uspešno. Poleg tega napoveduje obstoj delcev s popolnoma novimi lastnostmi, nekatere pa je mogoče zaznati s sodobno opremo.