За межами Стандартно? модел?
Теоретичне моделювання даних на великому адронному колайдер? : сигнатура бозона Х?ггса при з?ткненн? протон?в, що розпадаються на струмен? адрон?в ? електрон?в
Стандартна модель
Докази Проблема кал?брувально? ??рарх?? Темна матер?я Проблема космолог?чно? стало? Порушення CP-?нвар?антност? Осциляц?? нейтрино
Теор?? Техн?колор Теор?я Калуци ? Клейна Теор?? великого об'?днання Теор?я всього Теор?я струн Причинн? системи ферм?он?в [en] Надплинна вакуумна теор?я [en] П'ята сила
Суперсиметр?я М?н?мальна суперсиметрична стандартна модель Теор?я суперструн Суперграв?тац?я
Квантова грав?тац?я Теор?я струн Петльова квантова грав?тац?я Причинна динам?чна триангуляц?я [en] Причинн? системи ферм?он?в [en] Причинн? множини [en] Канон?чна квантова грав?тац?я [en] Надплинна вакуумна теор?я [en]
Експерименти ANNIE [en] Нац?ональна лаборатор?я Гран Сассо INO [en] Великий адронний колайдер SNO Super-K Теватрон NOνA
п о р

Теор?? великого об'?днання  ? загальна назва для спроб побудови ?дино? теор?? трьох ?з чотирьох фундаментальних вза?мод?й : слабко? , електромагн?тно? та сильно? . Теоретичн? побудови, як? включають ще й четверту вза?мод?ю ? грав?тац?йну  ? називають ?ншими терм?нами: ?диною теор??ю поля або теор??ю усього . Багато ф?зик?в-теоретик?в вважають, що об'?днувати вза?мод?? без грав?тац?? не ма? сенсу, ? шлях до ≪Великого об'?днання≫ лежить через створення теор?? усього, швидше за все, на основ? одн??? з теор?й квантово? грав?тац?? .

Спроби побудови ?дино? теор?? аргументован? в?рою в те, що природа за сво?ю сутн?стю ?дина, ? чотири окрем? першопричини для не? занадто багато. Якщо в звичних для людей умовах чотири типи фундаментальних вза?мод?й проявляються по р?зному, то, мабуть, ?снують умови, за яких розр?знити вза?мод?? ста? неможливо ? вс? вони ? окремими випадками одн???, дос? ще нев?домо?, г?потетично? вза?мод??.

Загальним недол?ком ус?х теор?й великого об'?днання ? теор?? усього ? те, що умови, за яких стира?ться р?зниця м?ж в?домими типами вза?мод?й, дуже далек? в?д умов реального ф?зичного експерименту . Наприклад, щодо теор?й великого об'?днання припуска?ться, що в?дм?нн?сть м?ж окремими типами в?домих вза?мод?? почина? стиратися при енерг?ях частинок понад 10 ¹⁴ ГеВ , що набагато перевищу? енерг??, досяжн? в найб?льших прискорювачах . Нещодавно побудований Великий адронний колайдер дозволя? досягнути енерг?? 10 ⁴ ГеВ .

Неможлив?сть передбачити результат, який би можна було перев?рити експериментально на сучасному розвитку ф?зичного обладнання, створю? ситуац?ю, коли теор?? великого об'?днання ? ц?кавою математичною фантаз??ю . ?нтерес до цих найфундаментальн?ших проблем ф?зики, мабуть, завжди залишатиметься великим, оск?льки ц?кав?сть один ?з основних мотив?в д?яльност? людства, водночас ф?зика загалом ? наукою перш за все природничою , тобто вона намага?ться знайти пояснення тим фактам ? явищам, як? можна спостер?гати.

Включення в загальну схему грав?тац?йно? вза?мод?? набагато складн?ша задача. Для ?? розв'язання потр?бно перш за все побудувати посл?довну квантову теор?ю грав?тац?? . Дос? ф?зики не зум?ли цього зробити. Проблема наштовху?ться на принципов? складност?, перш за все через неможлив?сть перенормування квантово? теор?? грав?тац?йного поля в ?? сучасн?й ?нтерпретац??. Тому теор?? великого об'?днання пробують знайти ?диний п?дх?д до трьох ?нших тип?в вза?мод?й, розглядаючи це як етап у побудов? теор?? усього .

У середин? 19 стол?ття була побудована теор?я електромагнетизму  ? класична електродинам?ка . Вона знайшла зв'язок ? об'?днала електрику й магнетизм . На той час була в?дома т?льки одна ?нша фундаментальна вза?мод?я ? грав?тац?я . Об'?днання класично? електродинам?ки з теор??ю грав?тац?? зд?йснив Альберт Ейнштейн у рамках загально? теор?? в?дносност? .

Однак, незабаром, були в?дкрит? нуклони , ? стало зрозум?лим, що вза?мод?я нуклон?в м?ж собою, а також з електронами й електромагн?тним полем , не опису?ться в?домими вза?мод?ями ? вона зовс?м ?нша. Б?льше того, процеси в атомному ядр? та при з?ткненн? нуклон?в ?нод? в?дбуваються швидко, що св?дчить про велику вза?мод?ю, а ?нод?, пов?льно, що св?дчить про дуже малу вза?мод?ю. Тому для опису ядерних процес?в довелося ввести два р?зн? типи фундаментально? вза?мод??, як? назвали просто ? сильна вза?мод?я ? слабка вза?мод?я .

Ф?зика розвинулася також у ?ншому напрямку ? стало зрозум?лим, що рух частинок в м?кросв?т? не опису?ться класичною механ?кою . Була побудована квантова механ?ка , а згодом квантова електродинам?ка . Однак, побудова квантово? теор?? грав?тац?? забарилася.

У 1960-тих роках була побудована квантова хромодинам?ка  ? теор?я сильно? вза?мод??. У 1979 роц? нобел?вською прем??ю з ф?зики була в?дзначена праця Шелдона Л? Глешоу , Абдуса Салама та Ст?вена Вайнберга над об'?днаною теор??ю слабких й електромагн?тних вза?мод?й, електрослабко? вза?мод?? , м?ж елементарними частинками , у тому числ? передбачення слабких нейтральних струм?в , як? незабаром були виявленн? експериментально.

Таким чином, перед теор?ями великого об'?днання сто?ть задача створення математично? побудови, яка об'?днувала б сильну та електрослабку вза?мод?ю. При малих енерг?ях, в умовах, близьких до умов реального ф?зичного експерименту, ця об'?днана вза?мод?я повинна мати два р?зн? прояви, що в?дпов?дали б в?домим вза?мод?ям, а при високих енерг?ях в?дм?нност? м?ж цими двома проявами повинн? стиратися.

Станом на 2010 р?к у ф?зиц? елементарних частинок прийнятою ? так звана Стандартна модель , яка, проте, ма? ще деяк? нерозв'язан? питання, зокрема проблему нейтринних осциляц?й . Таким чином, сп?льною вимогою до теор?й великого об'?днання ? редукування до Стандартно? модел? при малих енерг?ях.

У кв?тн? 2021 Л? Смол?н ^[en] , Стефон Олександр ^[en] , та команда ф?зик?в-теоретик?в, яка працю? з Microsoft , запропонували п?дх?д до космолог?? , у якому запропоновано досл?дження ландшафту можливих закон?в в вигляд? певного класу матричних моделей шляхом припущення, що походження ф?зичних закон?в можна пояснити на основ? арх?тектур машинного навчання у в?дпов?дност? з ф?зичними теор?ями ^[1] .

Теор?? великого об'?днання будуються на звичному в квантов?й теор?? поля п?дход?: постулю?ться ?снування певного поля з деякою структурою, запису?ться функц?я Лагранжа для цього поля, вар?ац?я яко? да? р?вняння руху . Такий п?дх?д усп?шно працю? в квантов?й електродинам?ц? та квантов?й хромодинам?ц? .

Постульоване поле ? складний математичний об'?кт, який ма? задовольняти певним ф?зичним принципам, наприклад, принципу загально? ковар?антност? , тобто р?вняння руху мають бути однаковими в ус?х системах в?дл?ку . Кр?м того, постульоване поле повинно мати певну внутр?шню симетр?ю, бути ?нвар?антним в?дносно кал?брувальних перетворень . Так? математичн? об'?кти вивча? теор?я груп . Для побудови теор?й великого об'?днання застосовують групи SU(n) , тобто групи матриць з одиничними визначниками .

З квантово? хромодинам?ки в?домо, що сильна вза?мод?я опису?ться з використанням групи SU(3) , теор?я електрослабко? вза?мод?? оперу? групою SU(2) . Тому група, яка застосову?ться в теор?? великого об'?днання, при малих енерг?ях ма? розпадатися на ц? дв? групи, тобто, редукуватися до SU(3) × SU(2). Найменшою з таких груп ? група SU(5), однак, це не ?диний вар?ант, тому теор?й великого об'?днання багато. Виб?р м?ж ними ма? зд?йснюватися на основ? експерименту, що складно.

• Енерг?я великого об'?днання

1. (рос.) Грэхэм Л. Р. Глава XI. Релятивистская физика [ Арх?вовано 20 грудня 2010 у Wayback Machine .] . Теории Великого Объединения// Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе ? М.: Политиздат, 1991.
2. (англ.) Takeshi Fukuyama Grand unified theories ? current status and future prospects. AIP Press, Melville 2008, ISBN 978-0-7354-0536-3 .

• (англ.) Алгебра Великого об'?днання [ Арх?вовано 29 серпня 2018 у Wayback Machine .] .

Це незавершена стаття з ф?зики . Ви можете допомогти про?кту, виправивши або дописавши ?? .

1. ↑ Арх?вована коп?я . Арх?в ориг?налу за 1 травня 2021 . Процитовано 1 травня 2021 . {{ cite web }} : Обслуговування CS1: Стор?нки з текстом ≪archived copy≫ як значення параметру title ( посилання )