Scienziati del Max Planck Institute for Gravitational Physics (Germania) e dell'Università di Varsavia (Polonia) hanno ampliato il modello standard di fisica delle particelle per includere la gravità. La nuova costruzione teorica, che potrebbe rivelarsi la Teoria del Tutto finale, prevede l'esistenza di particelle con proprietà insolite. Lo ha annunciato in un comunicato stampa su Phys.org.
Le proprietà delle particelle elementari note sono descritte dal Modello Standard, che è confermato sperimentalmente, ma non può spiegare una serie di fenomeni fisici (ad esempio, l'origine della massa, le oscillazioni dei neutrini e l'origine della massa oscura). Inoltre, il modello standard descrive le interazioni elettromagnetiche, deboli e forti, ma non include la gravità. In altre parole, è incoerente con la relatività generale quando si considerano fenomeni come il Big Bang o l'esistenza di un orizzonte degli eventi di un buco nero.
Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno proposto vari principi ipotetici relativi alla cosiddetta Nuova Fisica. Secondo uno di loro - la supersimmetria - ogni particella elementare conosciuta corrisponde a un superpartner con una massa più pesante. Pertanto, fermioni ipotetici corrispondono a bosoni noti e bosoni a fermioni noti. Quando i principi della relatività generale e della supersimmetria vengono combinati, alcune delle contraddizioni che sorgono quando si cerca di incorporare la gravità nella meccanica quantistica scompaiono. Questa teoria fisica è chiamata supergravità. Secondo alcuni scienziati, la supergravità è la teoria del tutto, che descrive tutte le interazioni fondamentali conosciute.
Tuttavia, si è verificato un problema durante il tentativo di combinare la supergravità con il modello standard. I valori previsti della carica delle particelle elementari si sono spostati di 1/6 rispetto ai valori osservati (la teoria prevedeva che l'elettrone avrebbe dovuto avere una carica non -1, ma - 5/6). Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno modificato il gruppo di simmetria U (1), grazie al quale l'interazione elettromagnetica può essere inscritta nella supersimmetria. Ciò ha permesso di ottenere simmetrie per l'interazione elettromagnetica U (1) e forte SU (3), note dal Modello Standard. Ma questa modifica non ha tenuto conto della simmetria SU (2) per l'interazione debole.
In un nuovo lavoro, gli scienziati hanno dimostrato che l'interazione debole può essere scritta nella teoria attraverso il gruppo di simmetria infinita E10. L'utilizzo di questo strumento matematico al posto della simmetria SU (2) prevede con precisione il numero di fermioni nel modello standard e le cariche elettriche delle particelle, hanno detto i ricercatori. Spiega perché la ricerca di nuove particelle di fisica al Large Hadron Collider non ha avuto successo. Inoltre, prevede l'esistenza di particelle con proprietà completamente nuove, alcune delle quali possono essere rilevate utilizzando apparecchiature moderne.
