Lý thuyết thống nhất lớn

Thuyết thống nhất, Grand Unification Theories (GUTs) được hình thành trong tiến trình mở rộng mô hình chuẩn của vật lý hạt. Mô hình chuẫn đã miêu tả chính xác các quan sát thu được tính đến nay, nhưng nó đã bỏ ngỏ những câu hỏi mang tính chất cơ bản , một trong số đó chính là việc tại sao tự nhiên lại cần đến 4 lực cơ bản mà không phải là 1, và tại sao độ lớn , cùng các tính chất của chúng lại khác biệt đến vậy. Sự thành công của việc thống nhất điện từ và tương tác yếu trong thuyết điện yếu đã dến đễn những nỗ lực nhằm thống nhất tương tác mạnh và sau cùng là lực hấp dẫn vào làm một, với tên gọi là grand unification theory , hay GUT. Như trong thuyết điện yếu, sự chênh lệch về độ lớn của các mức năng lượng , dưới mức năng lượng nghỉ của các boson trung gian được miêu tả bằng việc phá vỡ đối xứng tức thời. Thuyết GUT đồng thời cũng giải thích sự tương đồng giữa điện tích electron và điện tích proton.

Điểm nổi bật của thuyết GUT chính là các hằng số cặp của cả 4 tương tác, đều có cùng một giá trị, gần bằng với hằng số mạng tinh thể ở mức năng lượng cao.

Tập tin:Unification.JPG

Tuy nhiên mức năng lượng thống nhất trong lý thuyết lên đến $10^{15}GeV$ trong khi các máy gia tốc hiện tại mới chỉ đạt tới $3x10^{3}GeV$. Vì vậy, cần có một sự tiến bộ lớn trong công nghệ cũng như kỹ thuật để thực hiện được những thí nghiệm kiểm chứng cho thuyết GUT.