Científicos del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Alemania) y la Universidad de Varsovia (Polonia) han ampliado el Modelo Estándar de Física de Partículas para incluir la gravedad. La nueva construcción teórica, que puede resultar la Teoría del Todo final, predice la existencia de partículas con propiedades inusuales. Esto se anunció en un comunicado de prensa en Phys.org.
Las propiedades de las partículas elementales conocidas se describen en el modelo estándar, que se confirma experimentalmente, pero no puede explicar una serie de fenómenos físicos (por ejemplo, el origen de la masa, las oscilaciones de neutrinos y el origen de la masa oscura). Además, el modelo estándar describe interacciones electromagnéticas, débiles y fuertes, pero no incluye la gravedad. En otras palabras, es inconsistente con la relatividad general cuando se consideran fenómenos como el Big Bang o la existencia de un horizonte de eventos de agujero negro.
Para solucionar este problema, los científicos han propuesto varios principios hipotéticos relacionados con la llamada Nueva Física. Según uno de ellos, la supersimetría, cada partícula elemental conocida corresponde a una supercompañera con una masa más pesada. Así, los fermiones hipotéticos corresponden a bosones conocidos y los bosones a fermiones conocidos. Cuando se combinan los principios de la relatividad general y la supersimetría, desaparecen algunas de las contradicciones que surgen al intentar incorporar la gravedad a la mecánica cuántica. Esta teoría física se llama supergravedad. Según algunos científicos, la supergravedad es la Teoría del Todo, que describe todas las interacciones fundamentales conocidas.
Sin embargo, al intentar combinar la supergravedad con el modelo estándar, surgió un problema. Los valores predichos de la carga de las partículas elementales cambiaron en 1/6 en comparación con los valores observados (la teoría predijo que el electrón debería tener una carga no -1, sino - 5/6). Para resolver este problema, los científicos han modificado el grupo de simetría U (1), gracias al cual la interacción electromagnética se puede escribir en supersimetría. Esto hizo posible obtener simetrías para la U electromagnética (1) y la interacción fuerte SU (3), conocidas del Modelo Estándar. Pero esta modificación no tuvo en cuenta la simetría SU (2) para la interacción débil.
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En un nuevo trabajo, los científicos han demostrado que la interacción débil se puede escribir en la teoría a través del grupo de simetría infinita E10. El uso de esta herramienta matemática en lugar de la simetría SU (2) predice con precisión el número de fermiones en el modelo estándar y las cargas eléctricas de las partículas, dijeron los investigadores. Ella explica por qué la búsqueda de partículas de Nueva Física en el Gran Colisionador de Hadrones no ha tenido éxito. Además, predice la existencia de partículas con propiedades completamente nuevas, algunas de las cuales pueden detectarse con equipos modernos.
