Redigerer Standardmodellen (avsnitt)

== Utvikling og uløste områder ==
{{uløst|fysikken|
* Hva bestemmer masse og koplingskonstanter for vekselvirkningene?
* Er det bare tre generasjoner partikler?
* Hva er forbindelsen til gravitasjon og [[teorien om alt]], og hva er mørk masse og mørk energi?
* Hvorfor består ikke universet av like deler partikler og antipartikler?}}
Selv om standardmodellen gir meget godt samsvar med eksperimentene, har den mangler på en rekke områder som er gjenstand for omfattende forskning:<ref>{{Kilde bok | forfatter= G.F. Giudice | utgivelsesår= 2002 | artikkel= Physics Beyond the Standard Model | tittel= Lecture Notes in Physics | bind= Volume 591/2002 | utgivelsessted= Berlin / Heidelberg | forlag= Springer Verlag | side= 294 | id= ISSN 1616-6361 | url= http://www.springerlink.com/content/rv7rugtpnbgpy143/ }}{{Død lenke|dato=mars 2021 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>

* Modellen har ingen beregning av partiklenes masser og av koplingskonstantene for kreftene som baseres på [[grunnprinsipp]]er. Den er heller ikke noen fullstendig forklaring på hvilke partikkeltyper som opptrer og det antallet generasjoner man observerer (f.eks. leptoner og kvarker i tre generasjoner). Den opererer med 29 konstanter som må bestemmes ved eksperimenter. Flere foreslåtte teorier gir masser for partiklene som er svært mye høyere en det som observeres, og krever derfor korreksjoner eller elimineringer basert på forskjellige vekselvirkninger. Dette er ikke beskrevet i dagens teori, selv om det forventes at observasjoner av higgspartikkelen kan lede til nye beskrivelser.
* Standardmodellen inneholder ikke beskrivelser av strukturer (partikler og krefter) over 10<sup>12</sup>&nbsp;eV og opp til [[planckskalaen]] ved 2,4·10<sup>27</sup>&nbsp;eV der kvantumgravitasjonseffekter gjør seg gjeldende. Det er trolig at det både finnes ytterligere struktur, og at gravitasjon må finne plass i en fremtidig ''[[teori om alt]]''.<ref>{{Kilde www |url = http://arxiv.org/PS_cache/hep-ph/pdf/9709/9709356v4.pdf |tittel = A Supersymmetry Primer |besøksdato = 2007-11-18 |forfatter = Stephen P. Martin |utgivelsesdato = juni 2006 |utgiver = Department of Physics, Northern Illinois University and Fermi National Accelerator Laboratory |sider = 126 |språk = Engelsk}}</ref> Gravitonet som formidler kvantegravitasjon, er ikke påvist. Gravitasjon er ulik de andre vekselvirkningene ved at den påvirker [[tidrommet]]s krumning (og trolig også dets størrelse: [[universets ekspansjon]]), og den effekten vi observerer som tiltrekning ved gravitasjon er en følge av denne krumningen. Man forventer at elektrosvak vekselvirkning og fargekraften vil arte seg som en felles kraftvikning ved høye energinivåer (''Grand Unification Theory'', GUT) og at også gravitasjon inngår i en ''Unified Field Theory'' eller ''teori om alt'' på enda høyre nivåer.
* Man vet nå at universet inneholder 96–98&nbsp;% masse og energi som ikke er beskrevet av standardmodellen. Dette kalles mørk materie og deles i mørk masse (30&nbsp;%) og mørk energi (70&nbsp;%; der «mørk» har betydningen «ukjent», ikke «svart»). Mørk masse vekselvirker ikke med elektromagnetisme<ref>{{ Kilde artikkel|forfatter=Øystein Elgarøy |utgivelsesår=2006 |tittel=Tampen brenner for mørk materie? |publikasjon=UIO/Institutt for teoretisk astrofysikk |url=http://www.astro.uio.no/ita/nyheter/morkmaterie_0206/morkmaterie_0206.html |arkiv_url=https://web.archive.org/web/20090604022430/http://www.astro.uio.no/ita/nyheter/morkmaterie_0206/morkmaterie_0206.html |arkivdato=2009-06-04 |url-status=død }}</ref>, men kopler med gravitasjon. Mørk energi er ukjent, men kopler trolig både til mørk masse og mørk energi og regnes som årsaken til universets ekspansjon.<ref>{{ Kilde artikkel | forfatter= Charles H. Lineweaver and Tamara M. Davis | utgivelsesår= 2005 | tittel= Misconceptions about the Big Bang | publikasjon= Scientific American | nummer= Mars - 2005 | url= http://www.sciamdigital.com/index.cfm?fa=Products.ViewIssuePreview&ARTICLEID_CHAR=F9366686-2B35-221B-6C94343C2B7BB051}}</ref> En av forklaringene er svært massive supersymmetriske partikler.
* Fordi standardmodellen er fullstendig symmetrisk, med unntak av svak vekselvirkning, ville man forvente at [[det observerbare universet]] besto av like deler materie og antimaterie. Antimaterie og materie ville da ha [[annihilering|annihilert]] ettersom de kom i kontakt med hverandre om de var blandet. Om materien var fordelt i forskjellige regioner ville man forvente intens gammastråling der disse regionene var i kontakt. At man ikke har observert dette tyder på at universet stort sett består av vanlige partikler. Men svært kort etter [[Big Bang]] besto universet trolig av like deler materie og antimaterie (men med mange flere eksotiske og massive baryoner og mesoner enn i dag). De aller fleste annihilerte med hverandre, mens en svak ubalanse skapte de fermioner (f.eks. elektroner, protoner og nøytroner) vi ser i universet i dag. Men standardmodellens beregninger gir langt færre partikler (faktor 10<sup>10</sup>) enn vi beregner i det observerbare universet.

=== Strengteori og supersymmetri ===
Det er naturlig å tenke seg at det finnes et mer fundamentalt beskrivelsessystem (enten virtuelt eller reelt) enn de partikler og vekselvirkninger som beskrives i standardmodellen. En slik modell er [[strengteori]]en, som beskriver standardmodellens dimensjonsløse punktformede partikler ved hjelp av endimensjonale strenger. Strengteori er et samlebegrep som også omfatter [[M-teori]] (inneholder fem strengeteorier) og [[superstrengteori]].

Strengene kan være åpne eller lukkede (endepunktene berører hverandre som f.eks. i en sirkel), og typisk størrelsesorden er [[plancklengden]] på
:<math> \ell_P =\sqrt{\frac{\hbar G}{c^3}} \cong 1,616 24 (12) \cdot 10^{-35}</math> m
Strengenes struktur og vibrasjonsmodi gir opphav til de forskjellige elementærpartiklene som beskrives i standardmodellen. Selv om strengteori kan forklare mange egenskaper, krever vitenskapelig metode at man kan etablere eksperimenter som kan bekrefte teorien eller forutsi andre virkninger som må skyldes strenger. Dette er foreløpig ikke tilfelle.

De fleste varianter av strengteorien resulterer også i ytterligere symmetrier. En teori som beskriver dette er [[supersymmetri]] som forutsier at det for hver vanlige partikkel i standardmodellen vil finnes en superpartner. Superpartneren har samme kvantetall som sin partner unntatt spinnet som har en forskjell på 1/2. Supersymmetriske partikler vil ha svært høy masse, typisk 0,1 til 1&nbsp;TeV. Dette kan løse to fundamentale problemer:
* Hierarkiproblemet oppstår fordi mange partikler har svært mye lavere masse enn forutsagt. Supersymmetri gir kanselleringer (og forskjeller) i hvordan bosoner og fermioner kopler mot higgsmekanismen.
* Manglende kilder til mørk materie i universet. De fleste supersymmetriske partikler har svært høy masse og kort henfallstid. Superpartneren til svak-vekselvirkning-bosonet Z<sup>0</sup> (zino), fotonet (fotino) og den nøytrale higgspartikkelen H<sup>0</sup> (higgsino) har samme kvantetall og kombinerer lineært til nøytralinoet.<ref>{{Kilde www
|url = http://conferences.fnal.gov/lp2003/program/papers/dejesus.pdf |tittel = WIMP / Neutralino Direct Detection |besøksdato = 2007-11-18 |forfatter = M. de Jésus |format = pdf |utgiver = IPN Lyon-UCBL, IN2P3-CNRS, |sider = 10 |språk = Engelsk|dato = 2003 }}</ref> På grunn av et [[forbudt brudd]] i R-symmetri (baryon- og leptonnummer) forventer man at alle supersymmetriske partikler vil henfalle til nøtralinoer. Det letteste nøytralinoet er derfor den mest sannsynlige kandidaten til WIMP (''Weakly Interacting Massice Particle'', «svakt vekselvirkende massiv partikkel») som kilde til mørk masse.

Men heller ikke for strengteori foreligger det forutsigbare eksperimentelle resultater som entydig bekrefter teoriens gyldighet. Supersymmetri kan være gyldig teori selv om superstrengteorien ikke er korrekt.