Теории Великого объединения — что это такое?

Теории Великого объединения (Grand Unified Theory, GUT) — это физические теории, которые пытаются объединить три из четырех фундаментальных взаимодействий:

• Сильное взаимодействие (отвечает за связь кварков в протонах и нейтронах, а также за ядерные силы).
• Слабое взаимодействие (отвечает за радиоактивный распад и нейтрино).
• Электромагнитное взаимодействие (отвечает за электрические и магнитные силы).

Эти три силы уже частично объединены в рамках Стандартной модели — электромагнитное и слабое взаимодействия описаны электрослабой теорией. Однако сильное взаимодействие пока не включено в единую схему.

GUT предсказывает, что при очень высоких энергиях (намного выше тех, что доступны на современных ускорителях) все три взаимодействия становятся эквивалентными и описываются одной группой симметрии.

Возможные теории GUT:

• SU(5) (простая, но не подтвержденная экспериментально).
• SO(10) (включает модель с нейтрино).
• E₆, Pati-Salam, Техницвет — другие расширенные варианты.

Проблемы GUT:

• Протонный распад: большинство GUT предсказывают, что протоны нестабильны и могут распадаться (но эксперименты пока не нашли этого).
• Наблюдаемые массы частиц: теория пока не объясняет, почему частицы имеют именно такие массы.

GUT не включает гравитацию, поэтому конечной целью физиков является Теория всего (TOE), объединяющая также и гравитацию.