Max Plancki gravitatsioonifüüsika instituudi (Saksamaa) ja Varssavi ülikooli (Poola) teadlased on laiendanud osakeste füüsika standardmudelit gravitatsiooniga. Uus teoreetiline konstruktsioon, mis võib osutuda kõige lõplikuks teooriaks, ennustab ebatavaliste omadustega osakeste olemasolu. Sellest teatati Phys.org-i pressiteates.
Tuntud elementaarosakeste omadusi kirjeldab standardmudel, mis on küll katseliselt kinnitatud, kuid ei suuda seletada paljusid füüsikalisi nähtusi (näiteks massi päritolu, neutriino võnkumised ja tumeda massi päritolu). Lisaks kirjeldab standardmudel elektromagnetilisi, nõrku ja tugevaid koostoimeid, kuid ei hõlma gravitatsiooni. Teisisõnu, see ei ole üldrelatiivsusteooriaga kooskõlas, kui kaaluda selliseid nähtusi nagu Suur Pauk või musta augu sündmuste horisondi olemasolu.
Selle probleemi lahendamiseks on teadlased välja pakkunud mitmesuguseid nn uue füüsikaga seotud hüpoteetilisi põhimõtteid. Ühe neist - supersümmeetria - järgi vastab iga teadaolev elementaarosake suurema massiga superpartnerile. Seega vastavad hüpoteetilised fermionid teadaolevatele bosonitele ja bosonid tuntud fermionidele. Kui üldrelatiivsusteooria ja supersümmeetria põhimõtted on ühendatud, kaovad mõned vastuolud, mis tekivad, kui proovitakse gravitatsiooni kvantmehaanikasse lisada. Seda füüsikalist teooriat nimetatakse supergravitatsiooniks. Mõne teadlase sõnul on supergravitatsioon kõige teooria, mis kirjeldab kõiki teadaolevaid fundamentaalseid vastasmõjusid.
Kuid supergravitatsiooni standardmudeliga ühendamisel tekkis probleem. Elementaarosakeste laengu ennustatud väärtused nihkusid 1/6 võrra võrreldes täheldatud väärtustega (teooria ennustas, et elektronil peaks olema laeng mitte -1, vaid - 5/6). Selle probleemi lahendamiseks on teadlased modifitseerinud U (1) sümmeetriarühma, tänu millele saab elektromagnetilise interaktsiooni kirjutada supersümmeetriasse. See võimaldas saada standardmudelilt tuntud elektromagnetilise U (1) ja tugeva vastasmõju SU (3) sümmeetriaid. Kuid see modifikatsioon ei arvestanud nõrga interaktsiooni SU (2) sümmeetriat.
Uues töös on teadlased näidanud, et nõrga interaktsiooni saab teooriasse kirjutada lõpmatu sümmeetriarühma E10 kaudu. Selle matemaatilise tööriista kasutamine SU (2) asemel ennustab sümmeetria täpselt standardmudeli fermioonide arvu ja osakeste elektrilaenguid, ütlesid teadlased. Ta selgitab, miks uue füüsika osakeste otsimine suurte hadronite kokkupõrkes pole olnud edukas. Lisaks ennustab see täiesti uute omadustega osakeste olemasolu, millest mõningaid on võimalik moodsate seadmete abil tuvastada.
