Фізики з Пенсильванського університету разом із колегами з Університету штату Аризона дослідили обмеження сучасних теорій, які прагнуть пояснити закони фізики у Всесвіті. Йдеться про пошук єдиної теорії, яка об’єднала б Стандартну модель — що описує відомі елементарні частинки та три з чотирьох фундаментальних взаємодій — із загальною теорією відносності Ейнштейна, яка пояснює гравітацію.

Зараз ці дві моделі не стикуються між собою: Стандартна модель розглядає сили через частинки, а гравітацію — як властивість геометрії простору-часу. Одним з основних кандидатів на об’єднання цих теорій є теорія струн. Вона стверджує, що всі частинки — це крихітні вібруючі струни, і щоб ця теорія працювала, необхідно враховувати додаткові виміри простору, невидимі у повсякденному житті.

У нещодавньому дослідженні фізики запропонували інший підхід: замість пошуку підтверджень теорії струн вони спробували знайти те, чого вона не може пояснити. Виявилося, що жоден із сучасних підходів у теорії струн не дозволяє існування особливої структури — частинкової «п’ятірки» (5-плету). Це п’ять пов’язаних між собою частинок, які діють як розширена версія вже відомих пар електрон-нейтрино. Виявлення такої 5-плети на Великому адронному колайдері (LHC) фактично суперечитиме передбаченням теорії струн.

Пошук таких частинок складний: вони важкі та швидко розпадаються, залишаючи «зникаючі сліди» у детекторах. Аналізуючи дані експерименту ATLAS, команда поки що не знайшла 5-плету, але встановила нижню межу їхньої маси — понад 650−700 ГеВ, що в п’ять разів перевищує масу бозона Хіггса. Проте, у майбутньому, вдосконалені експерименти LHC зможуть проводити ще більш точні перевірки.

Дослідники зазначають: якщо така 5-плета буде відкрита, це не лише стане викликом для теорії струн, а й дасть нові підказки для пояснення природи темної матерії, якої у Всесвіті значно більше, ніж звичайної речовини.