Vědci z Institutu Maxe Plancka pro gravitační fyziku (Německo) a Varšavské univerzity (Polsko) rozšířili Standardní model částicové fyziky o gravitaci. Nová teoretická konstrukce, která se může ukázat jako konečná Teorie všeho, předpovídá existenci částic s neobvyklými vlastnostmi. To bylo oznámeno v tiskové zprávě na webu Phys.org.
Vlastnosti známých elementárních částic jsou popsány ve standardním modelu, který je potvrzen experimentálně, ale nedokáže vysvětlit řadu fyzikálních jevů (například původ hmoty, neutrinové oscilace a původ tmavé hmoty). Standardní model navíc popisuje elektromagnetické, slabé a silné interakce, nezahrnuje však gravitaci. Jinými slovy, je to v rozporu s obecnou relativitou při zvažování jevů, jako je Velký třesk nebo existence horizontu událostí černé díry.
K vyřešení tohoto problému vědci navrhli různé hypotetické principy týkající se takzvané Nové fyziky. Podle jednoho z nich - supersymetrie - odpovídá každá známá elementární částice superpartnerovi s těžší hmotou. Hypotetické fermiony tedy odpovídají známým bosonům a bosony známým fermionům. Když se spojí principy obecné relativity a supersymetrie, zmizí některé rozpory, které vyvstanou, když se pokusíme začlenit gravitaci do kvantové mechaniky. Tato fyzikální teorie se nazývá supergravitace. Podle některých vědců je supergravitace teorie všeho, která popisuje všechny známé základní interakce.
Při pokusu spojit supergravitaci se standardním modelem však nastal problém. Predikované hodnoty náboje elementárních částic se posunuly o 1/6 ve srovnání s pozorovanými hodnotami (teorie předpovídala, že elektron by měl mít náboj ne -1, ale - 5/6). K vyřešení tohoto problému vědci upravili skupinu symetrie U (1), díky níž lze elektromagnetickou interakci zapsat do supersymetrie. To umožnilo získat symetrie pro elektromagnetické U (1) a silnou interakci SU (3), známé ze standardního modelu. Ale tato modifikace nebrala v úvahu symetrii SU (2) pro slabou interakci.
V nové práci vědci prokázali, že slabou interakci lze do teorie zapsat prostřednictvím nekonečné skupiny symetrie E10. Použití tohoto matematického nástroje namísto symetrie SU (2) přesně předpovídá počet fermionů ve standardním modelu a elektrické náboje částic, uvedli vědci. Vysvětluje, proč hledání částic nové fyziky na Large Hadron Collider nebylo úspěšné. Kromě toho předpovídá existenci částic se zcela novými vlastnostmi, z nichž některé lze detekovat pomocí moderního zařízení.