В недавней статье в «Physical Review Letters» профессор Кшиштоф Мейсснер из Института теоретической физики Варшавского университета и профессор Герман Николаи из института Макса Планка в Потсдаме, представили ​​новую схему, обобщающую Стандартную модель, которая включает гравитацию в описание. В новой модели применяется новая симметрия, ранее не использованная в описании элементарных частиц. Од
Подробности
на из проблем включения Стандартной модели в супергравитацию N = 8 была обусловлена ​​электрическими зарядами кварков и лептонов. Все заряды оказались сдвинутыми на 1/6 по сравнению с наблюдаемыми в природе: электрон имел заряд -5/6 вместо -1, у нейтрино было 1/6 вместо 0 и т. д. Эта проблема, впервые обнаруженная Мюрреем Гелл-Манном более 30 лет назад, не был разрешена до 2015 года, когда профессора Мейсснер и Николаи представили соответствующий механизм для изменения симметрии U (1). «После этой корректировки мы получили структуру с симметриями U (1) и SU (3), известными из Стандартной модели. Этот подход оказался очень отличным от всех других попыток обобщения симметрий Стандартной модели. Мотивация была подкреплена тем, что ускоритель БАК не смог произвести ничего, кроме стандартной модели, и N = 8 супергравитационное содержание фермионов совместимо с этим наблюдением. Чего не хватало, так это добавить группу СУ (2), ответственную за слабые ядерные силы. В нашей недавней статье мы показали, как это можно сделать. Это объясняет, почему все предыдущие попытки обнаружения новых частиц, мотивированные теориями, которые рассматривали симметрию SU(2) как спонтанно нарушенную для низких энергий, но как удержание в диапазоне высоких энергий, должны были быть безуспешными. На наш взгляд, SU (2) является лишь приближением как для низких, так и для высоких энергий», — объясняет профессор Мейснер. Как механизм согласования электрических зарядов частиц, так и улучшение, включающее слабую силу, оказались принадлежащими к группе симметрии, известной как E10. В отличие от групп симметрии, ранее использовавшихся в теориях объединения, E10 является бесконечной группой, очень плохо изученной даже в чисто математическом смысле. Профессор Николаи с Тибо Дамуром и Марком Хенно работали над этой группой и раньше, потому что она появилась как симметрия в сверхгравитации N=8 в условиях, аналогичных тем, которые были в первые моменты после Большого Взрыва, когда только одно измерение было значительным: время. «Впервые у нас есть схема, которая точно предугадывает состав фермионов в Стандартной модели — кварков и лептонов — и делает это с соответствующими электрическими зарядами. В то же время она включает в описание гравитацию. Удивительно, что правильная симметрия является ошеломляюще огромной группой симметрии E10, практически неизвестной математически. Если дальнейшая работа подтвердит роль этой группы, это будет означать радикальное изменение наших знаний о симметриях природы», — говорит профессор Мейснер. Хотя динамика еще не понята, схема, предложенная учеными, дает конкретные прогнозы. Она сохраняет число фермионов спина 1/2, как в Стандартной модели, но, с другой стороны, предполагает существование новых частиц с очень необычными свойствами. Важно отметить, что по крайней мере некоторые из них могут присутствовать в нашем непосредственном окружении, и их обнаружение должно быть в рамках возможностей современной аппаратуры обнаружения. Krzysztof A. Meissner et al, Standard Model Fermions and Infinite-Dimensional R Symmetries, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.091601