Strona głównaPytania → Matematyczne piękno teorii fizycznych

Matematyczne piękno teorii fizycznych

Pytanie

Pyta Marcin

Czy współcześni fizycy zwracają uwagę na matematyczne piękno swoich nowych hipotez i teorii?

Odpowiedź

Odpowiada dr hab. Piotr Sułkowski

Tak, zwracają. M.in. z powodu niedoboru „piękna” uważa się, że Model Standardowy cząstek elementarnych musi być tylko przybliżeniem jakiejś bardziej fundamentalnej teorii. Po pierwsze, w Modelu tym występuje ok. 20 parametrów których wartości nie da się przewidzieć i które należy wyznaczyć doświadczalnie — z całą pewnością nie jest to „ładna” cecha. Po drugie, tzw. grupa cechowania na której oparty jest Model Standardowy, czyli U(1)$\times$SU(2)$\times$SU(3), nie wydaje się najbardziej naturalna; m.in. z powodów „estetycznych” rozważa się w związku z tym tzw. Teorie Wielkiej Unifikacji, oparte o większe grupy cechowania (i zawierające powyższą), takie jak SU(5) oraz SO(10). Innym pomysłem bardzo poważnie rozważanym, w istotnej mierze z powodu jego „piękna”, jest supersymetria, której przejawem byłoby istnienie dodatkowych cząstek we Wszechświecie (każda znana nam cząstka miałaby swojego „superpartnera”). Supersymetria pozwoliłaby także wyjaśnić kilka ważnych problemów związanych ze wspomnianym wcześniej Modelem Standardowym. Jednakże najprostsze supersymetryczne uogólnienie Modelu Standardowego, mimo supersymetrycznego piękna i wyjaśnienia tych pewnych wątpliwości, zależy z kolei od aż ok. 100 parametrów, których wartości nie da się przewidzieć i które należałoby wyznaczyć doświadczalnie. Znowuż nie jest to „piękna” cecha, co stanowi jeden z ważniejszych argumentów za tym, że (najprostszy) supersymetryczny Model Standardowy także nie może być ostateczną teorią. To tylko kilku przykładów świadczących o tym, że „piękno” jest jak najbardziej wskazanym i pilnie poszukiwanym aspektem potencjalnych nowych teorii fizycznych.