Vedci z Ústavu gravitačnej fyziky Maxa Plancka (Nemecko) a Varšavskej univerzity (Poľsko) rozšírili Štandardný model časticovej fyziky o gravitáciu. Nová teoretická konštrukcia, z ktorej sa môže stať finálna Teória všetkého, predpovedá existenciu častíc s neobvyklými vlastnosťami. To bolo oznámené v tlačovej správe na webe Phys.org.
Vlastnosti známych elementárnych častíc popisuje štandardný model, ktorý je potvrdený experimentálne, ale nedokáže vysvetliť množstvo fyzikálnych javov (napríklad pôvod hmoty, neutrínové oscilácie a pôvod tmavej hmoty). Štandardný model navyše popisuje elektromagnetické, slabé a silné interakcie, nezahŕňa však gravitáciu. Inými slovami, je to v rozpore so všeobecnou relativitou pri posudzovaní javov, ako je Veľký tresk alebo existencia horizontu udalostí čiernej diery.
Vedci na vyriešenie tohto problému navrhli rôzne hypotetické princípy týkajúce sa takzvanej Novej fyziky. Podľa jedného z nich - supersymetrie - zodpovedá každá známa elementárna častica superpartnerovi s väčšou hmotnosťou. Hypotetické fermióny teda zodpovedajú známym bozónom a bozóny známym fermiónom. Ak sa spoja princípy všeobecnej relativity a supersymetrie, zmiznú niektoré rozpory, ktoré vzniknú pri pokuse zahrnúť gravitáciu do kvantovej mechaniky. Táto fyzikálna teória sa nazýva supergravitácia. Podľa niektorých vedcov je supergravitácia teória všetkého, ktorá popisuje všetky známe základné interakcie.
Pri pokuse o spojenie supergravitácie so štandardným modelom však nastal problém. Predpovedané hodnoty náboja elementárnych častíc sa posunuli o 1/6 v porovnaní s pozorovanými hodnotami (teória predpovedala, že elektrón by mal mať náboj nie -1, ale - 5/6). Vedci na vyriešenie tohto problému upravili skupinu symetrie U (1), vďaka ktorej je možné elektromagnetickú interakciu vpísať do supersymetrie. To umožnilo získať symetrie elektromagnetického U (1) a silnej interakcie SU (3), známe zo štandardného modelu. Táto modifikácia ale nezohľadňovala symetriu SU (2) pre slabú interakciu.
V novej práci vedci preukázali, že slabú interakciu je možné do teórie zapísať prostredníctvom nekonečnej skupiny symetrie E10. Použitím tohto matematického nástroja namiesto symetrie SU (2) presne predpovedajú počet fermiónov v štandardnom modeli a elektrické náboje častíc, uviedli vedci. Vysvetľuje, prečo hľadanie častíc novej fyziky na Large Hadron Collider nebolo úspešné. Okrem toho predpovedá existenciu častíc s úplne novými vlastnosťami, z ktorých niektoré je možné zistiť pomocou moderného zariadenia.