Учени от Института за гравитационна физика Макс Планк (Германия) и Университета във Варшава (Полша) разшириха Стандартния модел на физиката на частиците, за да включат гравитацията. Новата теоретична конструкция, която може да се окаже окончателната теория на всичко, предсказва съществуването на частици с необичайни свойства. Това беше съобщено в прессъобщение на Phys.org.
Свойствата на известните елементарни частици са описани от Стандартния модел, който се потвърждава експериментално, но не може да обясни редица физически явления (например произхода на масата, неутринните трептения и произхода на тъмната маса). В допълнение, Стандартният модел описва електромагнитни, слаби и силни взаимодействия, но не включва гравитацията. С други думи, това е в противоречие с общата теория на относителността, когато се разглеждат явления като Големия взрив или съществуването на хоризонт на събитията в черната дупка.
За да разрешат този проблем, учените са предложили различни хипотетични принципи, свързани с така наречената Нова физика. Според една от тях - суперсиметрия - всяка известна елементарна частица съответства на суперпартньор с по-голяма маса. По този начин хипотетичните фермиони съответстват на известни бозони, а бозоните на известни фермиони. Когато се комбинират принципите на общата теория на относителността и суперсиметрията, някои от противоречията, които възникват при опит за включване на гравитацията в квантовата механика, изчезват. Тази физическа теория се нарича супергравитация. Според някои учени супергравитацията е Теорията на всичко, която описва всички известни фундаментални взаимодействия.
При опит за комбиниране на супергравитацията със стандартния модел обаче възникна проблем. Прогнозираните стойности на заряда на елементарните частици се изместват с 1/6 в сравнение с наблюдаваните стойности (теорията предвижда, че електронът трябва да има заряд не -1, а - 5/6). За да разрешат този проблем, учените са модифицирали U (1) симетричната група, благодарение на което електромагнитното взаимодействие може да бъде записано в суперсиметрия. Това направи възможно получаването на симетрии за електромагнитния U (1) и силното взаимодействие SU (3), познати от стандартния модел. Но тази модификация не отчита симетрията на SU (2) за слабото взаимодействие.
В нова работа учените са показали, че слабото взаимодействие може да бъде записано в теорията чрез безкрайната симетрична група E10. Използването на този математически инструмент вместо SU (2) симетрията точно прогнозира броя на фермионите в стандартния модел и електрическите заряди на частиците, казват изследователите. Тя обяснява защо търсенето на частици от Нова физика в Големия адронен колайдер не е било успешно. В допълнение, той предсказва съществуването на частици с напълно нови свойства, някои от които могат да бъдат открити с помощта на съвременно оборудване.