Todo depende de lo que quiere decir con el modelo estándar y con “completo”.
Yo diría “No” pero explicaré cuántas personas solían decir “Sí” (i = un sentido limitado y cómo la respuesta “Sí” puede ser más útil que la respuesta “No”.
Definición de “completa”
- ¿Hay algún objeto de cuatro dimensiones? Si no, ¿tal vez no podamos verlo porque nuestros ojos tienen el límite para ver solo objetos tridimensionales?
- ¿Podrían las partículas de vacío cuántico crear gravedad?
- ¿Cómo puede una partícula real tener energía negativa dentro del agujero negro bajo la influencia del campo gravitacional allí?
- ¿Cómo explica la teoría del campo cuántico la aparente separación de los objetos físicos (sillas, seres humanos) tal como se nos presentan en la vida cotidiana?
- ¿Cuál es la relación entre la geometría no conmutativa y la teoría de cuerdas?
Resulta que complete tiene una definición sorprendentemente matemáticamente rigurosa en la teoría cuántica de campos. Más o menos, si cada pregunta física es respondida por la teoría, entonces se dice que la teoría está completa. Tenga en cuenta que esto no es lo mismo que decir que la teoría describe con precisión la naturaleza. Entonces, la teoría N = 4 Super-Yang Mills no tiene la esperanza de describir la Naturaleza, pero está completa.
Cuando estaba aprendiendo el Modelo Estándar a fines de la década de 1990, el Modelo Estándar tenía el bosón de Higgs, pero no había materia oscura ni masas de neutrinos. Las masas de neutrinos se consideraron más allá de la física del Modelo Estándar, al igual que la materia oscura. Además, la gravedad se consideraba física más allá del modelo estándar.
La mayoría de la gente piensa que las masas de neutrinos son parte del Modelo Estándar ahora, aunque la materia oscura generalmente se considera física más allá del Modelo Estándar. La mayoría de las personas ahora consideran la gravedad como parte del Modelo Estándar.
Tal como estaba a fines de la década de 1990 con esos fenómenos inexplicables, el Modelo Estándar era una teoría perturbativamente renormalizable . Esta era una definición utilizada con frecuencia de teorías “completas” y, por lo tanto, el Modelo Estándar estaba completo, lo cual es un poco más débil que estar completamente completo porque hay algunos procesos que no se pueden describir, pero estos nunca serían importantes en la práctica.
El modelo estándar podría hacer predicciones hasta energías exponencialmente altas: [matemática] 10 ^ {30} [/ matemática] GeV o superior. El comportamiento de alta energía del acoplamiento del medidor de hipercarga probablemente se comporta mal. Comprender el comportamiento del autoacoplamiento de Higgs y el acoplamiento superior de Yukawa también podría hacer que algunos procesos en la teoría sean incalculables e incompletos.
Pasando de “Completo” a Completo
Lo anterior es una definición bastante completa de completo. A fines de la década de 1990, las masas de neutrinos todavía eran tentativas, por lo que tenía sentido no considerarlas parte del Modelo Estándar. Se sabía que la gravedad cuántica era un problema que tendría un entendimiento fuera de la teoría del campo cuántico. La materia oscura estaba bastante bien establecida, aunque los últimos 20 años la han visto desarrollarse según la materia oscura fría.
Las masas de neutrinos en el modelo estándar se entienden a través de un operador no renormalizable que causaría que el modelo estándar se descomponga alrededor de la escala de energía GeV [matemática] 10 ^ {15} [/ matemática] – alrededor de la escala GUT y debajo de la escala de Planck , donde la gravitación cuántica será importante. Entonces, esto por sí solo hace que el Modelo Estándar sea incompleto por cualquier definición razonable. Esto probablemente surgirá de un pesado neutrino Majorana derecho, que sería parte de una teoría renormalizable, pero aún no tenemos evidencia directa de esto (el descubrimiento de la doble desintegración beta sin neutrinos indicaría fuertemente esta explicación).
La materia oscura requiere una nueva física y si lo incluye o no en el Modelo Estándar es subjetivo. Requiere una nueva partícula.
Hitoshi Murayama propuso un nuevo Modelo Estándar mínimo que incluía física para explicar estos fenómenos. Ver [hep-ph / 0405097] El nuevo modelo estándar mínimo.
Finalmente, existe la gravedad cuántica, no la entendemos. Podemos hacer la gravedad cuántica perturbativa como una teoría de campo efectiva, pero hay preguntas que están estrictamente más allá de lo que podemos responder tratando el término de Einstein-Hilbert perturbativamente en la teoría de campo cuántica.
Hay muchas otras cosas que probablemente deberían explicarse, pero no necesariamente lo requieren, como el problema de jerarquía, el problema de PC fuerte, la bariogengesis, la unificación de acoplamiento de indicadores.
¿Estaba diciendo estúpido “el SM está completo”?
Entonces, ¿por qué la gente solía decir que el modelo estándar estaba completo? Bueno, es una declaración importante de que no hay necesidad de nueva física a una escala de energía accesible experimentalmente.
Esto es realmente importante para comprender lo que podemos comprender sobre la naturaleza. Qué preguntas pueden tener respuestas y qué preguntas pueden no tener respuestas que puede abordar en su carrera es una de las cosas más importantes que debe aprender cuando se convierte en científico.
El hecho de que el modelo estándar de la década de 1990 esté completo juega un papel importante en por qué la física de alta energía puede estar en problemas reales. No podría haber nada que descubrir dentro de las capacidades humanas.
