Nowa fizyka poza modelem standardowym

Projekt finansowany ze środków UE poczynił znaczne postępy w poszukiwaniu następców modelu standardowego. Inspiracją dla prowadzonych prac były obserwacje sugerujące, iż budowa Wszechświata nie sprowadza się do samych kwarków, leptonów i bozonów.

Technologie przemysłowe

Model standardowy stanowi jeden z największych sukcesów fizyki XX wieku. Z upływem czasu i w wyniku doświadczeń zyskał pozycję gruntownie przetestowanej teorii wyjaśniającej, jak kilkanaście cząstek elementarnych, stanowiących podstawowy budulec materii, oddziałuje miedzy sobą zgodnie z czterema oddziaływaniami podstawowymi. Jednak fizycy współpracujący przy finansowanym ze środków UE projekcie "Finding the true path beyond the standard model" (THE TRUE PATH BEYOND) nie zamierzali skupiać się na sukcesie modelu standardowego. Naukowcy uznali, że jest to zaproszenie do skierowania uwagi na bardziej fundamentalne pytania. Odkrycie bozonu Higgsa w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych (CERN) stanowi zwieńczenie modelu standardowego. Jednocześnie dostarczyło ono fizykom uczestniczącym w projekcie narzędzia do zgłębiania nowej fizyki, w tym istnienia więcej niż jednej cząstki Higgsa i dodatkowych wymiarów przestrzennych. Dodatkowe wymiary przestrzenne pojawiły się jako realna możliwość w fizyce poza modelem standardowym i powinny być dostępne dla wszystkich fermionów i bozonów. Testowanie istnienia dodatkowych wymiarów jest jednym z głównych zadań Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), a analogicznymi modelami poddanymi badaniu były teorie Kaluzy-Kleina. Z drugiej strony sektor Higgsa może obejmować cząstki wchodzące w interakcje z ciemną materią. Skuteczne zmieszanie cząstek Higgsa umożliwiłoby łączność między ciemną materią a modelem standardowym, co może dać gęstość reliktową ciemnej materii i umożliwić bezpośrednią detekcję tejże materii. Obserwacje kosmologiczne potwierdziły, że ponad 84 % materii we Wszechświecie jest zbudowana z materii niebarionowej, niewchodzącej w interakcje elektromagnetyczne. Fizycy zbadali możliwe powiązania między ciemną materią i modelem standardowym oraz możliwość rozwiązania wciąż istniejących problemów, takich jak masa i stan zapachowy neutrina. Wynikiem projektu THE TRUE PATH BEYOND było zidentyfikowanie klas modeli, jakie można będzie zbadać w najbliższej przyszłości. Oczekuje się, że nowe informacje uzyskane w doświadczeniach prowadzonych w LHC pomogą fizykom poszerzyć wiedzę w szerszym kontekście obejmującym model standardowy oraz nową fizykę, ukrytą w cząstkach elementarnych.