Des scientifiques de l'Institut Max Planck de physique gravitationnelle (Allemagne) et de l'Université de Varsovie (Pologne) ont élargi le modèle standard de physique des particules pour y inclure la gravité. La nouvelle construction théorique, qui peut s'avérer être la théorie finale du tout, prédit l'existence de particules aux propriétés inhabituelles. Cela a été annoncé dans un communiqué de presse sur Phys.org.
Les propriétés des particules élémentaires connues sont décrites par le modèle standard, qui est confirmé expérimentalement, mais ne peut expliquer un certain nombre de phénomènes physiques (par exemple, l'origine de la masse, les oscillations des neutrinos et l'origine de la masse sombre). De plus, le modèle standard décrit les interactions électromagnétiques, faibles et fortes, mais n'inclut pas la gravité. En d'autres termes, il est incompatible avec la relativité générale lorsque l'on considère des phénomènes tels que le Big Bang ou l'existence d'un horizon d'événement de trou noir.
Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont proposé divers principes hypothétiques liés à la soi-disant nouvelle physique. Selon l'un d'entre eux - la supersymétrie - chaque particule élémentaire connue correspond à un super partenaire de masse plus lourde. Ainsi, les fermions hypothétiques correspondent à des bosons connus, et les bosons à des fermions connus. Lorsque les principes de relativité générale et de supersymétrie sont combinés, certaines des contradictions qui surviennent lorsque l'on tente d'incorporer la gravité dans la mécanique quantique disparaissent. Cette théorie physique s'appelle la supergravité. Selon certains scientifiques, la supergravité est la théorie du tout, qui décrit toutes les interactions fondamentales connues.
Cependant, en essayant de combiner la supergravité avec le modèle standard, un problème est survenu. Les valeurs prédites de la charge des particules élémentaires décalées de 1/6 par rapport aux valeurs observées (la théorie prédit que l'électron devrait avoir une charge non pas -1, mais - 5/6). Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont modifié le groupe de symétrie U (1), grâce auquel l'interaction électromagnétique peut être inscrite dans la supersymétrie. Ceci a permis d'obtenir des symétries pour le U électromagnétique (1) et l'interaction forte SU (3), connues du modèle standard. Mais cette modification n'a pas pris en compte la symétrie SU (2) pour l'interaction faible.
Dans un nouveau travail, les scientifiques ont montré que l'interaction faible peut être inscrite dans la théorie à travers le groupe de symétrie infinie E10. L'utilisation de cet outil mathématique au lieu de la symétrie SU (2) prédit avec précision le nombre de fermions dans le modèle standard et les charges électriques des particules, ont déclaré les chercheurs. Elle explique pourquoi la recherche de particules de nouvelle physique au Grand collisionneur de hadrons n'a pas abouti. De plus, il prédit l'existence de particules aux propriétés complètement nouvelles, dont certaines peuvent être détectées à l'aide d'équipements modernes.
