Nijmeegs wiskundige zet ‘cruciale stap naar alomvattende theorie van de natuurkrachten’

De vereniging van de drie natuurkrachten naast de zwaartekracht – de elektromagnetische kracht en de zwakke en sterke kernkracht – was lange tijd een heilige graal voor natuurkundigen. Fysisch wiskundige Walter van Suijlekom laat deze zogenaamde ‘grand unification’ nu voor het eerst zien in een model, dat hij samen met collega’s uit Frankrijk en Libanon ontwikkelde. Het vaktijdschrift Journal of High Energy Physics publiceert de resultaten

Einstein beschrijft in zijn relativiteitstheorie de zwaartekracht, maar laat daarbij de elektromagnetische kracht en de zwakke en sterke kernkracht achterwege. Met niet-commutatieve meetkunde willen wiskundigen alle krachten verenigen in één model. De unificatie werd al vaak als een belangrijk argument voor supersymmetrie aangevoerd, en in het verlengde daarvan voor snaartheorie.

Deeltjes buiten het Standaard Model

‘Dit is een cruciale stap naar een alomvattende theorie van de natuurkrachten’, vertelt Van Suijlekom over het gepubliceerde artikel. ‘Ons nieuwe model is ontstaan binnen de niet-commutatieve meetkunde en er is een direct verband met het Standaard Model. Daardoor bevestigt deze publicatie onze aanpak binnen de niet-commutatieve meetkunde en geeft het richting aan waar we kunnen zoeken naar deeltjes die niet in dat Standaard Model beschreven worden.’

Wat kunnen we nu met deze fundamentele, wiskundige resultaten? ‘Ons model kan nu op lage energieën gecheckt worden in CERN’, aldus Van Suijlekom. ‘En het geeft mogelijkheden om meer gerichte voorspellingen te doen over bijvoorbeeld de massa van deeltjes, doordat deze nu onderbouwd zijn door solide wiskunde.’

Het beschreven artikel is pas net verschenen, maar nu al opgepikt door fenomenologisch natuurkundigen. Zij rekenden het werk van Van Suijlekom en collega’s na, hebben hun resultaten bevestigd en meteen ook al een paar extra gevallen bekeken.

Publicatie
Grand Unification in the Spectral Pati-Salam Model
Ali H. Chamseddine, Alain Connes and Walter D. van Suijlekom
ArXiv ePrint: 1507.​08161