La física más allá del modelo estándar

Teorías que intentan ampliar la física conocida

La física más allá del modelo estándar ( BSM ) se refiere a los desarrollos teóricos necesarios para explicar las deficiencias del modelo estándar , como la incapacidad de explicar los parámetros fundamentales del modelo estándar, el problema CP fuerte , las oscilaciones de neutrinos , la asimetría materia-antimateria y la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura . ^[1] Otro problema radica en el marco matemático del propio modelo estándar: el modelo estándar es inconsistente con el de la relatividad general , y una o ambas teorías se rompen bajo ciertas condiciones, como las singularidades del espacio-tiempo como el Big Bang y los horizontes de eventos de los agujeros negros .

Las teorías que van más allá del Modelo Estándar incluyen varias extensiones del modelo estándar a través de la supersimetría , como el Modelo Estándar Supersimétrico Mínimo (MSSM) y el Modelo Estándar Supersimétrico Próximo al Mínimo (NMSSM), y explicaciones completamente novedosas, como la teoría de cuerdas , la teoría M y las dimensiones extra . Como estas teorías tienden a reproducir la totalidad de los fenómenos actuales, la cuestión de qué teoría es la correcta, o al menos el "mejor paso" hacia una Teoría del Todo , solo puede resolverse mediante experimentos, y es una de las áreas de investigación más activas tanto en física teórica como experimental . ^[2]

Problemas con el modelo estándar

A pesar de ser la teoría de física de partículas más exitosa hasta la fecha, el Modelo Estándar no es perfecto. ^[3] Una gran parte de la producción publicada por físicos teóricos consiste en propuestas de diversas formas de nuevas propuestas de física "más allá del Modelo Estándar" que modificarían el Modelo Estándar de maneras lo suficientemente sutiles como para ser consistentes con los datos existentes, pero que abordarían sus imperfecciones de manera suficiente como para predecir resultados no relacionados con el Modelo Estándar de nuevos experimentos que puedan proponerse.

El modelo estándar de partículas elementales + gravitón hipotético

Fenómenos no explicados

El Modelo Estándar es, en esencia, una teoría incompleta. Existen fenómenos físicos fundamentales en la naturaleza que el Modelo Estándar no explica adecuadamente:

• Gravedad . El modelo estándar no explica la gravedad. El enfoque de simplemente añadir un gravitón al modelo estándar no recrea lo que se observa experimentalmente sin otras modificaciones, aún no descubiertas, al modelo estándar. Además, se considera ampliamente que el modelo estándar es incompatible con la teoría de la gravedad más exitosa hasta la fecha, la relatividad general . ^{[4] [b] [5] [a]}
• Materia oscura . Suponiendo que la relatividad general y el modelo Lambda CDM sean ciertos, las observaciones cosmológicas nos dicen que el modelo estándar explica aproximadamente el 5% de la masa-energía presente en el universo. Alrededor del 26% debería ser materia oscura (el 69% restante sería energía oscura) que se comportaría igual que cualquier otra materia, pero que solo interactúa débilmente (si es que lo hace) con los campos del modelo estándar. Sin embargo, el modelo estándar no proporciona ninguna partícula fundamental que sea buena candidata para ser materia oscura.
• Energía oscura . Como ya se ha dicho, el 69% restante de la energía del universo debería estar constituida por la denominada energía oscura, una densidad energética constante para el vacío. Los intentos de explicar la energía oscura en términos de la energía del vacío del modelo estándar conducen a un desajuste de 120 órdenes de magnitud. ^[6]
• Oscilaciones de neutrinos . Según el Modelo Estándar, los neutrinos no oscilan. Sin embargo, los experimentos y las observaciones astronómicas han demostrado que sí se producen oscilaciones de neutrinos . Estas oscilaciones se explican típicamente postulando que los neutrinos tienen masa. Los neutrinos no tienen masa en el Modelo Estándar, y los términos de masa para los neutrinos se pueden añadir al Modelo Estándar a mano, pero esto conduce a nuevos problemas teóricos. Por ejemplo, los términos de masa deben ser extraordinariamente pequeños y no está claro si las masas de los neutrinos surgirían de la misma manera que las masas de otras partículas fundamentales en el Modelo Estándar. También hay otras extensiones del Modelo Estándar para las oscilaciones de neutrinos que no suponen neutrinos masivos, como las oscilaciones de neutrinos que violan el principio de Lorentz .
• Asimetría materia-antimateria . El universo está compuesto principalmente de materia. Sin embargo, el modelo estándar predice que la materia y la antimateria deberían haberse creado en cantidades (casi) iguales si las condiciones iniciales del universo no implicaran una cantidad desproporcionada de materia en relación con la antimateria. Sin embargo, no existe ningún mecanismo en el modelo estándar que explique suficientemente esta asimetría. ^{[ cita requerida ]}

Resultados experimentales no explicados

Ningún resultado experimental se acepta como contradictorio definitivo con el Modelo Estándar en el nivel 5 σ , ^[7] considerado ampliamente como el umbral de un descubrimiento en física de partículas. Debido a que cada experimento contiene cierto grado de incertidumbre estadística y sistémica, y las predicciones teóricas en sí mismas casi nunca se calculan con exactitud y están sujetas a incertidumbres en las mediciones de las constantes fundamentales del Modelo Estándar (algunas de las cuales son minúsculas y otras sustanciales), es de esperar que algunas de las cientos de pruebas experimentales del Modelo Estándar se desvíen de él en cierta medida, incluso si no hubiera ninguna física nueva por descubrir.

En cualquier momento dado existen varios resultados experimentales que difieren significativamente de una predicción basada en el Modelo Estándar. En el pasado, se ha descubierto que muchas de estas discrepancias son casualidades estadísticas o errores experimentales que desaparecen a medida que se recopilan más datos o cuando se realizan los mismos experimentos con más cuidado. Por otro lado, cualquier física que esté más allá del Modelo Estándar necesariamente aparecería primero en los experimentos como una diferencia estadísticamente significativa entre un experimento y la predicción teórica. La tarea es determinar cuál es el caso.

En cada caso, los físicos tratan de determinar si un resultado es simplemente una casualidad estadística o un error experimental, por un lado, o un signo de nueva física, por el otro. Los resultados estadísticamente más significativos no pueden ser simples casualidades estadísticas, sino que pueden ser el resultado de un error experimental o de estimaciones inexactas de la precisión experimental. Con frecuencia, los experimentos se adaptan para que sean más sensibles a los resultados experimentales que distinguirían al Modelo Estándar de las alternativas teóricas.

Algunos de los ejemplos más notables incluyen los siguientes:

• Momento dipolar magnético anómalo del muón : el valor medido experimentalmente del momento dipolar magnético anómalo del muón (muón " g − 2 " ) es significativamente diferente de la predicción del Modelo Estándar. ^{[8] [9] Los resultados iniciales del experimento} Muon g-2 de Fermilabcon una discrepancia de 4,2  desviaciones estándar ( σ ) "fortalecen la evidencia de nueva física". ^[10]
• Desintegración del mesón B, etc. – los resultados de un experimento BaBar pueden sugerir un excedente sobre las predicciones del Modelo Estándar de un tipo de desintegración de partículas ( B  → D ^(*)  τ ⁻  ν _τ ) . En este, un electrón y un positrón chocan, dando como resultado un mesón B y un mesón B de antimateria , que luego se desintegra en un mesón D y un leptón tau , así como en un antineutrino tau . Si bien el nivel de certeza del exceso (3,4  σ en la jerga estadística) no es suficiente para declarar una ruptura con el Modelo Estándar, los resultados son una señal potencial de que algo anda mal y es probable que afecten las teorías existentes, incluidas las que intentan deducir las propiedades de los bosones de Higgs. ^[11] En 2015, LHCb informó haber observado un exceso de 2,1  σ en la misma proporción de fracciones de ramificación. ^[12] El experimento Belle también informó un exceso. ^[13] En 2017, un metanálisis de todos los datos disponibles informó una desviación acumulada de 5  σ respecto del SM. ^[14]
• Masa anómala del bosón W : los resultados de la Colaboración CDF, publicados en abril de 2022, indican que la masa de un bosón W supera la masa predicha por el Modelo Estándar con una significancia de 7  σ . ^[15] En 2023, el experimento ATLAS publicó una medición mejorada para la masa del bosón W, 80 360 ± 16 MeV, que se alinea con las predicciones del Modelo Estándar. ^{[16] [17]} En mayo de 2024, el Grupo de Datos de Partículas concluyó que "se obtiene una probabilidad de compatibilidad del 91 % cuando se elimina la medición CDF-II [del promedio]. El valor correspondiente de la masa del bosón W es mW = 80 369,2 ± 13,3 MeV, que citamos como el promedio mundial". ^[18] Esta conclusión de 2024 no incluyó el resultado Atlas más reciente de 2023 (arriba) ni una actualización posterior de CMS, los cuales coincidieron con ese promedio mundial de PDG y el modelo estándar.

Predicciones teóricas no observadas

Se ha confirmado la observación en colisionadores de partículas de todas las partículas fundamentales predichas por el Modelo Estándar. El bosón de Higgs se predice mediante la explicación del Modelo Estándar del mecanismo de Higgs , que describe cómo se rompe la simetría de calibre débil SU(2) y cómo las partículas fundamentales obtienen masa; fue la última partícula predicha por el Modelo Estándar en ser observada. El 4 de julio de 2012, los científicos del CERN que utilizan el Gran Colisionador de Hadrones anunciaron el descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs, con una masa de aproximadamente126  GeV/ c ² . El 14 de marzo de 2013 se confirmó la existencia de un bosón de Higgs, aunque se están realizando esfuerzos para confirmar que tiene todas las propiedades predichas por el Modelo Estándar. ^[19]

Algunos hadrones (es decir, partículas compuestas de quarks ) cuya existencia predice el Modelo Estándar, que solo se pueden producir a energías muy altas en frecuencias muy bajas, aún no se han observado definitivamente, y las " bolas de pegamento " ^[20] (es decir, partículas compuestas de gluones ) tampoco se han observado definitivamente todavía. Algunas desintegraciones de partículas de frecuencia muy baja predichas por el Modelo Estándar tampoco se han observado definitivamente todavía porque no se dispone de datos suficientes para hacer una observación estadísticamente significativa.

Relaciones inexplicables

• Fórmula de Koide : ecuación empírica inexplicable observada por Yoshio Koide en 1981 y posteriormente por otros. ^{[21] [22] [23] [24]} Relaciona las masas de los tres leptones cargados : . El Modelo Estándar no predice las masas de los leptones (son parámetros libres de la teoría). Sin embargo, el valor de la fórmula de Koide, que es igual a 2/3 dentro de los errores experimentales de las masas de los leptones medidas, sugiere la existencia de una teoría capaz de predecir las masas de los leptones. ${\displaystyle Q={\frac {m_{e}+m_{\mu }+m_{\tau }}{{\big (}{\sqrt {m_{e}}}+{\sqrt {m_{\mu }}}+{\sqrt {m_{\tau }}}{\big )}^{2}}}=0.666661(7)\approx {\frac {2}{3}}}$
• La matriz CKM , si se interpreta como una matriz de rotación en un espacio vectorial tridimensional, "rota" un vector compuesto de raíces cuadradas de masas de quarks de tipo down en un vector de raíces cuadradas de masas de quarks de tipo up , hasta longitudes vectoriales, un resultado debido a Kohzo Nishida. ^[25] ${\displaystyle ({\sqrt {m_{d}}},{\sqrt {m_{s}}},{\sqrt {m_{b}}}{\big )}}$ ${\displaystyle ({\sqrt {m_{u}}},{\sqrt {m_{c}}},{\sqrt {m_{t}}}{\big )}}$
• La suma de los cuadrados de los acoplamientos de Yukawa de todos los fermiones del Modelo Estándar es aproximadamente 0,984, lo que está muy cerca de 1. En otras palabras, la suma de los cuadrados de las masas de los fermiones está muy cerca de la mitad del valor esperado del vacío del Higgs al cuadrado.
• La suma de los cuadrados de las masas de los bosones (es decir, los bosones W, Z y Higgs) también está muy cerca de la mitad del valor esperado del vacío del Higgs al cuadrado, la relación es aproximadamente 1,004.
• En consecuencia, la suma de las masas al cuadrado de todas las partículas del Modelo Estándar está muy cerca del valor esperado del vacío del bosón de Higgs al cuadrado, la relación es aproximadamente 0,994.

No está claro si estas relaciones empíricas representan alguna física subyacente; según Koide, la regla que descubrió "puede ser una coincidencia accidental". ^[26]

Problemas teóricos

Algunas características del modelo estándar se añaden de manera ad hoc . No son problemas en sí mismos (es decir, la teoría funciona bien con las inserciones ad hoc ), pero implican una falta de comprensión. Estas características artificiales han motivado a los teóricos a buscar teorías más fundamentales con menos parámetros. Algunas de las artimañas son:

• Problema de jerarquía : el modelo estándar introduce masas de partículas a través de un proceso conocido como ruptura espontánea de simetría causada por el campo de Higgs . Dentro del modelo estándar, la masa de la partícula de Higgs sufre algunas correcciones cuánticas muy grandes debido a la presencia de partículas virtuales (en su mayoría quarks top virtuales ). Estas correcciones son mucho mayores que la masa real del Higgs. Esto significa que el parámetro de masa desnuda del Higgs en el modelo estándar debe ajustarse de tal manera que cancele casi por completo las correcciones cuánticas. ^[27] Muchos teóricosconsideran que este nivel de ajuste fino no es natural . ^{[ ¿Quién? ]}
• Número de parámetros : el modelo estándar depende de 19 números de parámetros. Sus valores se conocen a partir de experimentos, pero se desconoce el origen de los valores. Algunos teóricos ^{[¿ quiénes? ]} han intentado encontrar relaciones entre diferentes parámetros, por ejemplo, entre las masas de partículas en diferentes generaciones o calculando las masas de partículas, como en escenarios de seguridad asintótica . ^{[ cita requerida ]}
• Trivialidad cuántica : sugiere que puede no ser posible crear una teoría de campos cuánticos consistente que involucre partículas escalares elementales del Higgs. Esto a veces se denomina elproblema del polo de Landau . ^[28]
• Problema CP fuerte : se puede argumentar teóricamente que el modelo estándar debería contener un término en la interacción fuerte que rompa la simetría CP , lo que causa tasas de interacción ligeramente diferentes para la materia y la antimateria . Sin embargo, experimentalmente no se ha encontrado tal violación, lo que implica que el coeficiente de este término, si lo hubiera, sería sospechosamente cercano a cero. ^[29]

Resultados experimentales adicionales

Las investigaciones a partir de datos experimentales sobre la constante cosmológica , el ruido LIGO y la sincronización de los púlsares sugieren que es muy poco probable que existan nuevas partículas con masas mucho mayores que las que se pueden encontrar en el modelo estándar o el Gran Colisionador de Hadrones . ^{[30] [31] [32]} Sin embargo, esta investigación también ha indicado que la gravedad cuántica o la teoría cuántica de campos perturbativa se acoplarán fuertemente antes de 1 PeV, lo que conducirá a otra física nueva en los TeV. ^[30]

Grandes teorías unificadas

El modelo estándar tiene tres simetrías de calibración : la SU(3) de color , la SU(2) de isospín débil y la U(1) de hipercarga débil , correspondientes a las tres fuerzas fundamentales. Debido a la renormalización, las constantes de acoplamiento de cada una de estas simetrías varían con la energía a la que se miden. 10 ¹⁶  GeV estos acoplamientos se vuelven aproximadamente iguales. Esto ha llevado a la especulación de que por encima de esta energía las tres simetrías de calibración del modelo estándar están unificadas en una única simetría de calibración con un grupo de calibración simple y una sola constante de acoplamiento. Por debajo de esta energía la simetría se rompe espontáneamente a las simetrías del modelo estándar. ^[33] Las opciones populares para el grupo unificador son el grupo unitario especial en cinco dimensiones SU(5) y el grupo ortogonal especial en diez dimensiones SO(10) . ^[34]

Las teorías que unifican las simetrías del modelo estándar de esta manera se denominan teorías de gran unificación (o GUT), y la escala de energía en la que se rompe la simetría unificada se denomina escala GUT. Genéricamente, las teorías de gran unificación predicen la creación de monopolos magnéticos en el universo temprano, ^[35] y la inestabilidad del protón . ^[36] Ninguna de estas ha sido observada, y esta ausencia de observación pone límites a las posibles GUT.

Supersimetría

La supersimetría extiende el Modelo Estándar añadiendo otra clase de simetrías al Lagrangiano . Estas simetrías intercambian partículas fermiónicas con partículas bosónicas . Tal simetría predice la existencia de partículas supersimétricas , abreviadas como spartículas , que incluyen los sleptones , squarks , neutralinos y charginos . Cada partícula en el Modelo Estándar tendría una superpareja cuyo espín difiere en 1/2 del de la partícula ordinaria. Debido a la ruptura de la supersimetría , las spartículas son mucho más pesadas que sus contrapartes ordinarias; son tan pesadas que los colisionadores de partículas existentes pueden no ser lo suficientemente potentes para producirlas.

Neutrinos

En el modelo estándar, los neutrinos no pueden cambiar de sabor espontáneamente . Sin embargo, las mediciones indicaron que sí lo hacen, en lo que se denomina oscilaciones de neutrinos .

Las oscilaciones de neutrinos se suelen explicar utilizando neutrinos masivos. En el modelo estándar, los neutrinos tienen una masa exactamente cero, ya que el modelo estándar solo contiene neutrinos levógiros . Sin un compañero diestro adecuado, es imposible añadir un término de masa renormalizable al modelo estándar. ^[37] Estas mediciones solo dan las diferencias de masa entre los diferentes sabores. La mejor restricción sobre la masa absoluta de los neutrinos proviene de mediciones precisas de la desintegración del tritio , que proporcionan un límite superior de 2 eV, lo que los hace al menos cinco órdenes de magnitud más ligeros que las otras partículas del modelo estándar. ^[38] Esto requiere una extensión del modelo estándar, que no solo necesita explicar cómo los neutrinos obtienen su masa, sino también por qué la masa es tan pequeña. ^[39]

Un enfoque para agregar masas a los neutrinos, el llamado mecanismo de balancín , es agregar neutrinos diestros y hacer que estos se acoplen a neutrinos zurdos con un término de masa de Dirac . Los neutrinos diestros tienen que ser estériles , lo que significa que no participan en ninguna de las interacciones del modelo estándar. Debido a que no tienen cargas, los neutrinos diestros pueden actuar como sus propias antipartículas y tienen un término de masa de Majorana . Al igual que las otras masas de Dirac en el modelo estándar, se espera que la masa de Dirac del neutrino se genere a través del mecanismo de Higgs y, por lo tanto, es impredecible. Las masas de los fermiones del modelo estándar difieren en muchos órdenes de magnitud; la masa del neutrino de Dirac tiene al menos la misma incertidumbre. Por otra parte, la masa de Majorana para los neutrinos diestros no surge del mecanismo de Higgs, y por lo tanto se espera que esté ligada a alguna escala de energía de la nueva física más allá del modelo estándar, por ejemplo la escala de Planck. ^[40] Por lo tanto, cualquier proceso que involucre neutrinos diestros se suprimirá a bajas energías. La corrección debido a estos procesos suprimidos efectivamente da a los neutrinos zurdos una masa que es inversamente proporcional a la masa de Majorana dextrógira, un mecanismo conocido como el sube y baja. ^[41] La presencia de neutrinos diestros pesados ​​​​explica así tanto la pequeña masa de los neutrinos zurdos como la ausencia de los neutrinos diestros en las observaciones. Sin embargo, debido a la incertidumbre en las masas de los neutrinos de Dirac, las masas de los neutrinos diestros pueden estar en cualquier lugar. Por ejemplo, podrían ser tan ligeros como keV y ser materia oscura , ^[42] pueden tener una masa en el rango de energía del LHC ^{[43] [44]} y conducir a una violación observable del número leptónico , ^[45] o pueden estar cerca de la escala GUT, vinculando los neutrinos diestros a la posibilidad de una gran teoría unificada. ^{[46] [47]}

Los términos de masa mezclan neutrinos de diferentes generaciones. Esta mezcla está parametrizada por la matriz PMNS , que es el análogo de neutrinos de la matriz de mezcla de quarks CKM . A diferencia de la mezcla de quarks, que es casi mínima, la mezcla de los neutrinos parece ser casi máxima. Esto ha llevado a varias especulaciones de simetrías entre las diversas generaciones que podrían explicar los patrones de mezcla. ^[48] La matriz de mezcla también podría contener varias fases complejas que rompen la invariancia CP, aunque no ha habido ninguna investigación experimental de estas. Estas fases podrían crear potencialmente un excedente de leptones sobre antileptones en el universo temprano, un proceso conocido como leptogénesis . Esta asimetría podría luego, en una etapa posterior, convertirse en un exceso de bariones sobre antibariones y explicar la asimetría materia-antimateria en el universo. ^[34]

Los neutrinos ligeros no son muy apreciados como explicación de la existencia de materia oscura, debido a la formación de estructuras a gran escala en el universo primitivo. Las simulaciones de formación de estructuras muestran que son demasiado calientes (es decir, su energía cinética es grande en comparación con su masa), mientras que la formación de estructuras similares a las galaxias en nuestro universo requiere materia oscura fría . Las simulaciones muestran que los neutrinos pueden explicar, en el mejor de los casos, un pequeño porcentaje de la masa faltante en la materia oscura. Sin embargo, los neutrinos pesados, estériles y diestros son un posible candidato para una WIMP de materia oscura . ^[49]

Sin embargo, existen otras explicaciones para las oscilaciones de neutrinos que no requieren necesariamente que los neutrinos tengan masas, como las oscilaciones de neutrinos que violan el principio de Lorentz .

Modelos Preon

Se han propuesto varios modelos de preones para abordar el problema no resuelto relativo al hecho de que existen tres generaciones de quarks y leptones. Los modelos de preones generalmente postulan algunas partículas nuevas adicionales que, además, se postula que pueden combinarse para formar los quarks y leptones del modelo estándar. Uno de los primeros modelos de preones fue el modelo de Rishon . ^{[50] [51] [52]}

Hasta la fecha, ningún modelo de preón está ampliamente aceptado o totalmente verificado.

Teorías del todo

La física teórica continúa esforzándose por lograr una teoría del todo, una teoría que explique y conecte completamente todos los fenómenos físicos conocidos y prediga el resultado de cualquier experimento que pueda llevarse a cabo en principio.

En términos prácticos, el objetivo inmediato a este respecto es desarrollar una teoría que unifique el Modelo Estándar con la Relatividad General en una teoría de la gravedad cuántica . Sería deseable contar con características adicionales, como la superación de fallas conceptuales en cualquiera de las teorías o la predicción precisa de las masas de las partículas. Los desafíos para elaborar una teoría de este tipo no son solo conceptuales: incluyen los aspectos experimentales de las altísimas energías necesarias para explorar reinos exóticos.

Varios intentos notables en esta dirección son la supersimetría , la gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas .

Supersimetría

Gravedad cuántica de bucles

Algunos piensan que las teorías de la gravedad cuántica, como la gravedad cuántica de bucles y otras, son candidatas prometedoras para la unificación matemática de la teoría cuántica de campos y la relatividad general, y que requieren cambios menos drásticos en las teorías existentes. ^[53] Sin embargo, trabajos recientes imponen límites estrictos a los supuestos efectos de la gravedad cuántica sobre la velocidad de la luz y desfavorecen algunos modelos actuales de gravedad cuántica. ^[54]

Teoría de cuerdas

Existen extensiones, revisiones, reemplazos y reorganizaciones del Modelo Estándar en un intento de corregir estos y otros problemas. La teoría de cuerdas es una de esas reinvenciones, y muchos físicos teóricos piensan que tales teorías son el siguiente paso teórico hacia una verdadera Teoría del Todo . ^[53]

Entre las numerosas variantes de la teoría de cuerdas, la teoría M , cuya existencia matemática fue propuesta por primera vez en una Conferencia de Cuerdas en 1995 por Edward Witten, es considerada por muchos como una candidata adecuada a la "ToE" , en particular por los físicos Brian Greene y Stephen Hawking . Aunque todavía no se conoce una descripción matemática completa, existen soluciones a la teoría para casos específicos. ^[55] Trabajos recientes también han propuesto modelos de cuerdas alternativos, algunos de los cuales carecen de las diversas características más difíciles de probar de la teoría M (por ejemplo, la existencia de variedades de Calabi-Yau , muchas dimensiones adicionales , etc.) incluyendo trabajos de físicos bien publicados como Lisa Randall . ^{[56] [57]}

Véase también

• Pruebas de antimateria de violación de Lorentz
• Más allá de los agujeros negros
• Constantes físicas fundamentales en el modelo estándar
• Modelo sin Higgs
• Principio holográfico
• Pequeño Higgs
• Oscilaciones de neutrinos que violan el principio de Lorentz
• Modelo estándar supersimétrico mínimo
• Modelo estándar mínimo de neutrinos
• Teoría de Peccei-Quinn
• Preón
• Extensión del modelo estándar
• Supergravedad
• Mecanismo de balancín
• Supersimetría
• Teoría del vacío superfluido
• Teoría de cuerdas
• Tecnicolor (física)
• Teoría del todo
• Problemas sin resolver en física
• Física de no partículas

Notas al pie

1. "En la literatura se pueden encontrar miles de afirmaciones que sostienen que la relatividad general y la mecánica cuántica son incompatibles . Estas afirmaciones están completamente obsoletas y ya no son relevantes.
   La teoría de campos efectivos muestra que la relatividad general y la mecánica cuántica funcionan juntas con total normalidad en un rango de escalas y curvaturas, incluidas las relevantes para el mundo que vemos a nuestro alrededor. Sin embargo, las teorías de campos efectivos solo son válidas en un rango de escalas determinado. La relatividad general ciertamente tiene problemas problemáticos en escalas extremas. Hay problemas importantes que la teoría de campos efectivos no resuelve porque están más allá de su rango de validez. Sin embargo, esto significa que la cuestión de la gravedad cuántica no es lo que pensábamos: en lugar de una incompatibilidad fundamental entre la mecánica cuántica y la gravedad, nos encontramos en la situación más familiar de necesitar una teoría más completa más allá del rango de su aplicabilidad combinada.
   La combinación habitual de la relatividad general y la mecánica cuántica funciona bien en energías ordinarias, pero ahora buscamos descubrir las modificaciones que deben estar presentes en condiciones más extremas. Esta es la visión moderna del problema de la gravedad cuántica y representa un avance con respecto a la visión obsoleta del pasado". — Donoghue (2012) ^[5]

   Véase también la cita contemporánea contraria ^[b] de Sushkov, Kim, et al . (2011). ^[4]

2. "Es notable que dos de los mayores éxitos de la física del siglo XX, la relatividad general y el modelo estándar, parezcan ser fundamentalmente incompatibles". — Sushkov, Kim, et al . (2011) ^[4]

   Pero véase la cita contraria ^[a] de Donoghue (2012). ^[5]

Referencias

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Lectura adicional

• Lisa Randall (2005). Pasajes deformados: desentrañando los misterios de las dimensiones ocultas del universo . HarperCollins . ISBN 978-0-06-053108-9.

Recursos externos

• Teoría del modelo estándar en SLAC
• Revista Scientific American, abril de 2006
• LHC. Nature, julio de 2007
• Conferencia Les Houches, verano de 2005